[发明专利]基于单比特压缩感知技术的多用户协作频谱感知方法

权利要求书

1.一种基于单比特压缩感知技术的多用户协作频谱感知方法，其特征在于：基于无线频谱资源的实际占用率较低的现状，每个感知用户CU分别利用单比特复数信号压缩感知技术，对主用户发送的宽带模拟基带信号进行压缩采样后，分别将其获得的压缩采样结果传递给融合中心FC，并由FC对宽带模拟基带信号对应的频域信号进行协作重构，以获得频谱资源的占用情况；所述方法包括下述操作步骤：

（1）每个CU分别采用单比特压缩感知方法对接收到的有噪宽带模拟基带信号进行压缩采样，选取欠采样值的符号位作为最终的压缩采样结果，因宽带模拟基带信号和采样矩阵的元素均为复数，故得到的压缩采样结果是包括实部与虚部两部分符号位的复数信号；然后，每个CU将压缩采样结果传送给融合中心FC，以减少存储与传输的数据量，降低感知设备的采样难度，减少功耗并延长设备使用时间；

（2）FC将接收到的来自各个CU的压缩采样结果表示为实数形式，并采用单比特压缩感知的恢复算法对宽带模拟基带信号对应的频域信号进行协作重构，得到当前的频谱资源占用情况。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于：所述方法的应用场景如下：该认知无线网络中有数量为J个感知用户协作进行频谱感知，主用户发送的宽带模拟基带信号x为长度为N的一维向量，且该x的频域响应为s，即s=Fx；式中，F为N点的酉DFT矩阵，则x=F^-1s，F^-1是F的逆矩阵；所有CU使用相同的测量矩阵Φ，每个CU对其接收到的有噪信号分别采用单比特压缩感知技术进行压缩，以尽可能降低每个CU的数据传输速率；其中，自然数下标j是感知用户序号，其取值范围为[1,J]；Φ为M×N维矩阵，M为测量向量的维度，N是宽带模拟基带信号x的长度；n_j是第j个CU处的均值为0和方差为的正态分布的噪声。

3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于：所述步骤（1）中，每个感知用户的采样操作包括下列具体步骤：

（11）将接收到的有噪信号乘以测量矩阵Φ，得到接收信号的欠采样值自然数下标j是感知用户序号，其取值范围为[1,J]；

（12）提取该接收信号的欠采样值的符号位，得到每个CU的压缩采样结果值：其中，运算符sign(a)代表取a的符号位，若a<0，则其值为-1，若a≥0，则其值为1；的长度为测量向量的维度M。