文档介绍：单位代码: 10293 密级:
硕士学位论文
论文题目: 基于压缩感知的频谱检测算法的研究
学号 Y001090207
姓名王璐瑜
指导教师朱琦
学科专业通信与信息系统
研究方向移动通信与无线技术
申请学位类别工学硕士
论文提交日期二○一二年二月
南京邮电大学学位论文原创性声明
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研究生签名:__ ____ 日期:____________
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南京邮电大学
硕士学位论文摘要
学科、专业: 工学、通信与信息系统
研究方向: 移动通信与无线技术
作者: 2009 级研究生王璐瑜
指导老师: 朱琦
题目: 基于压缩感知的频谱检测算法的研究
英文题目: The Study of the Spectrum Sensing Algorithm based on
Compressed Sensing
主题词:认知无线电;频谱感知;压缩感知;神经网络;差分信号
Keywords:Cognitive Radio; Spectrum pressed Sensing;Neural
network;Differential signal
南京邮电大学硕士研究生学位论文摘要
摘要
随着通信技术快速发展、无线通信业务不断增长,频谱资源分配日益紧张。认知无线电
技术为解决频谱匮乏问题、实现频谱资源分配与动态管理以及提高频谱资源的利用效率提供
了强而有力的技术支持。频谱感知是认知无线电技术的基础,认知无线电(Cognitive Radio, CR)
要求快速准确地对宽带频谱进行感知,这就向数/模转换器提出了高速率要求。越来越高的采
样速率逐渐成为限制通信技术发展的一大瓶颈,这促使人们转而寻找能够低速采样的新技术。
pressed Sensing, CS)便是这样一种技术,它打破了奈奎斯特采样定理的限制,
仅通过少量检测点数便能实现信号的重建与检测。本文对基于压缩感知的频谱感知算法进行
了研究。
考虑到实际应用中频谱占用通常具有稀疏性,根据频谱占用特点和频谱检测的要求,本
文提出了一种基于差分信号压缩感知(Differential pressed Sensing,DSCS)的宽带
频谱感知方法。该方法在能量检测法的基础上引入压缩感知理论,使系统能以远低于奈奎斯
特采样速率的速率对信号无损采样,降低了对系统硬件的要求;为降低计算量、提高算法稳
定性,该方法通过检测差分信号代替检测信号本身作为判断频谱占用变更的依据;为根据实
际需要更灵活地调整算法准确度、降低计算复杂度,引入精度作为算法的迭代停止条件。仿
真结果表明,适当的精度下 DSCS 法能够大降低迭代次数、减少计算量,并获得较一般方法
更好的检测性能。
由于在对多源、多维信息协同利用和综合处理方面的缺乏,单点检测对检测对象的整体
性、系统性考虑不够充分,在准确性、可靠性和实用性等各方面都有所缺憾。因此有必要引
入多节点协同检测,其中的集中式数据融合算法具有无信息丢失、数据全面、最终判决结论
的置信度高等优势,但这一算法由于其传输数据量大、信息处理时间长、融合中心负担过重,
会对系统响应能力造成一定影响。基于压缩感知理论框架,本文提出了一种基于压缩感知的
多节点集中式检测方案,该方案在继承了集中式优点的同时极大地降低了采样速率,减少了
传输数据量与存储时间。
压缩感知重建算法是 NP hard 问题,计算复杂度高,特别对于宽带信号重建过程耗时过
长,不利于实时性应用。使用差分信号与多节点检测对于重建算