[发明专利]一种基于欠奈奎斯特采样的宽带信号检测识别方法

权利要求书

1.一种基于欠奈奎斯特采样的宽带信号检测识别方法，其特征在于，包括以下步骤：

(1)模拟前端采用基于调制宽带转换器的欠奈奎斯特采样，得到采样矩阵；

(2)根据SOMP恢复算法得到信号的频域矩阵，在SOMP恢复算法迭代过程中获取能量观测向量，其中，能量观测向量用于频谱检测，频域矩阵用于循环谱估计；

(3)利用恒虚警检测器对能量观测向量进行二元判决，能量观测向量的能量观测值大于等于门限值判定为有信号，小于门限值判定为噪声；在高分辨频谱识别中，利用每个用户的频谱宽度和每个用户之间的频谱间隔设立带宽约束，利用带宽约束消除恒虚警检测器产生的毛刺，实现多用户检测；

(4)根据多用户检测结果和信号的频域矩阵，利用FAM时域平滑算法估计每一个用户的循环谱；

(5)对每个用户循环谱的估计结果，搜索出其中的峰值的位置，根据每一种数字通信信号对应的循环谱特征，估计出每个用户的符号速率和载波以及其采用的调制格式。

2.根据权利要求1所述的基于欠奈奎斯特采样的宽带信号检测识别方法，其特征在于，所述步骤(1)中得到的采样矩阵：Y[n]＝AX[n]，其中A为压缩采样矩阵，其元素随机从{1，-1}中选取；X为原始输入信号的奈奎斯特离散采样矩阵。

3.根据权利要求2所述的基于欠奈奎斯特采样的宽带信号检测识别方法，其特征在于，所述步骤(2)中的SOMP恢复算法迭代过程如下：

(21)计算出最大原子同时计算能量观测值

(22)更新支撑集

(23)求取恢复矩阵X_i＝argmin_X||Y-XS_i||；

(24)计算残差R_i＝Y-X_iS_i；

其中，矩阵Φ＝AF^-1,F^-1为IDFT矩阵，则Y[n]＝ΦX[f],X[f]为恢复信号的频域矩阵；

R_i为每次迭代产生的残差，初始为Y；Y为压缩采样的信号输出矩阵，其大小为M×L；

支撑集的初始值为空集。

4.根据权利要求3所述的基于欠奈奎斯特采样的宽带信号检测识别方法，其特征在于，所述步骤(3)中的门限值设定为其中Q^-1为标准反累计分布函数，P_FA为系统设定的虚警概率。

5.根据权利要求1所述的基于欠奈奎斯特采样的宽带信号检测识别方法，其特征在于，所述步骤(4)中FAM时域平滑算法包括以下步骤：

(41)将频域矩阵中的列两两向量点成，生成大小为N×L²的频域相关矩阵，对频域相关矩阵做N点DFT变换生成矩阵D；

(42)对矩阵D中的元素位置与循环谱位置做对应，经过元素位置调换后得到估计的二维循环谱。