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基于压缩感知的宽带频谱检测算法研究

发布时间:2018-02-25 05:20

  本文关键词: 压缩感知 频谱检测 调制宽带转换器(MWC) 正交匹配追踪(OMP) 出处:《海南大学》2017年硕士论文 论文类型:学位论文


【摘要】:随着无线通信业务的发展和用户数量的增长,频谱资源日渐稀缺。然而,在已分配出去的频段中存在着许多频谱空洞。有效地找到并利用这些空闲频段进行通信,就能进一步提高频谱资源的利用率。压缩感知利用信号的稀疏性,可应用在空闲频段较多(如海上通信)的频谱检测中。本文研究基于压缩感知的宽带频谱检测算法,着重在占用频段载频和带宽未知的宽带频谱检测场景。本文首先设计了一种基于调制宽带转换器(MWC)的宽带频谱检测算法。在MWC压缩感知架构下,提出利用压缩采样匹配追踪(CoSaMP)算法改进利用正交匹配追踪(OMP)的压缩感知频谱检测算法。仿真结果显示与基于MWC使用OMP的算法相比,尤其是在低信噪比情况下,该算法具有更大的正确支撑集恢复百分比。为了更有效地利用海上的频谱空洞,本文还设计了一种基于压缩感知的多船舶协作宽带频谱检测算法。该算法采用块稀疏同步压缩采样匹配追踪(BSCoSaMP)算法作为实现协作频谱检测的联合信号重构改进算法。仿真结果显示与采用块稀疏同步正交匹配追踪(BSOMP)算法的协作频谱检测联合信号重构算法相比,尤其是在低信噪比的情况下,该算法可以得到更高的正确支撑集恢复百分比。本文所设计的算法能够提高低信噪比下宽带频谱检测的准确率,有助于宽带空闲频段的检测,以提高频谱资源的利用率。
[Abstract]:With the development of wireless communication services and the increase of the number of users, the spectrum resources are becoming increasingly scarce. However, there are many spectrum holes in the allocated frequency bands. It can further improve the utilization ratio of spectrum resources. The sparsity of compressed sensing signals can be used in spectrum detection with more idle frequency bands (such as offshore communication). In this paper, a broadband spectrum detection algorithm based on compressed sensing is studied. In this paper, we first design a wideband spectrum detection algorithm based on modulation broadband converter (MWC). Based on the MWC compression sensing architecture, we design a novel algorithm for broadband spectrum detection with unknown carrier frequency and bandwidth. A compressed sensing spectrum detection algorithm using orthogonal matching tracking (OMP) is improved by using Compression sampling matching tracking (OMP) algorithm. The simulation results show that compared with the algorithm using OMP based on MWC, especially in the case of low signal-to-noise ratio (SNR), the proposed algorithm can be used to detect the compressed sensing spectrum. The algorithm has a larger percentage of correct support set recovery. In order to make more efficient use of spectral holes in the sea, This paper also designs a multi-ship cooperative wideband spectrum detection algorithm based on compression sensing. The algorithm uses block sparse synchronous compression sampling matching tracking BSCoSaMPas as the improved algorithm of joint signal reconstruction for cooperative spectrum detection. Simulation results show that compared with the cooperative spectrum detection combined signal reconstruction algorithm using block sparse synchronous orthogonal matching tracking (BSOMP) algorithm, Especially in the case of low signal-to-noise ratio, the algorithm can get higher recovery percentage of correct support set. The algorithm designed in this paper can improve the accuracy of wideband spectrum detection under low SNR, and is helpful to the detection of wideband idle band. In order to improve the utilization of spectrum resources.
【学位授予单位】:海南大学
【学位级别】:硕士
【学位授予年份】:2017
【分类号】:TN925

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本文编号:1533160

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