[发明专利]一种自适应压缩频谱感知方法

说明书

本发明提供了一种自适应压缩频谱感知方法，其特征在于，包括：通过设置观测矩阵初始行列数和校验矩阵行列数生成观测矩阵和校验矩阵，利用观测矩阵和校验矩阵对获取的信号进行压缩测量，得到观测值和校验值_①；利用观测值进行重构，得到信号的估计值；利用校验矩阵对信号的估计值进行压缩测量，得到校验值_②；度量校验值_①与校验值_②的相似性后，对比设定的容忍门限，若在容忍门限内，则根据信号的估计值进行频谱感知，得到感知结果，若超过容忍门限，则依情形变步长增加观测矩阵行数，重新压缩测量。本发明通过充分利用无线环境先验信息、设置反馈机制，便可自适应地动态设置压缩测量过程中的测量参数，实现既满足感知需求又高效的压缩频谱感知。

技术领域

本发明涉及无线通信技术领域，尤其涉及一种自适应压缩频谱感知方法。

背景技术

在无线通信业务井喷式增长的背景下，频谱资源日益凸显紧缺。在频谱资源受限的条件下，如何提高频谱资源利用率以满足通信需求成为了当今相关研究的热点问题。在传统的固定分配模式下，频谱资源在时域、频域、空间域的利用率都不高，资源闲置问题突出。通过感知空闲频段，在不影响频谱资源授权用户正常通信的前提下，利用空闲频段实现通信，认知无线电技术打破了频谱资源传统的固定分配模式，为提高频谱利用率提供了思路和方法。

频谱感知作为认知无线电的关键第一步，是后续步骤实施的基础，其性能直接影响到认知无线电网络的整体性能。传统的频谱感知技术受奈奎斯特采样定律所限，在无线通信宽带化、高速化的大背景下已不合时宜。

现有的压缩频谱感知算法，压缩测量过程中的测量参数往往人为设定为一固定值，对不同(频域)稀疏条件下的无线环境适应性不强，直接影响到感知结果的精确性和频谱感知过程的高效性。

发明内容

本发明提供了一种自适应压缩频谱感知方法，通过充分利用无线环境先验信息、设置反馈机制，便可自适应地动态设置压缩测量过程中的测量参数，实现既满足用户需求又高效的压缩频谱感知。

为了实现上述目的，本发明采取了如下技术方案：

一种自适应压缩频谱感知方法，包括：

S1：设定观测矩阵行列数的初始值及校验矩阵行列数的初始值，设定第一误差容忍门限值和第二误差容忍门限值，设定第一步长值和第二步长值，获取无线信号；

S2：通过所述观测矩阵行列数的初始值和校验矩阵行列数的初始值生成观测矩阵和校验矩阵，分别利用所述观测矩阵和校验矩阵对所述无线信号进行压缩测量，得到观测值和第一校验值；

S3：利用所述观测值进行重构，得到所述无线信号的估计值；

S4：利用所述校验矩阵对所述无线信号的估计值进行压缩测量，得到第二校验值；

S5：度量所述第一校验值与第二校验值的相似性，得到评估依据值；

S6：将所述评估依据值与所述第一误差容忍门限值和第二误差容忍门限值进行比较，若所述评估依据值超出容忍范围，将S1中所述观测矩阵行数的初始值增加所述第一步长值或第二步长值，再执行S2，若所述评估依据值在容忍范围内，根据所述无线信号的估计值进行频谱感知并输出感知结果；

S7：将所述输出的感知结果信息存入数据中心，并更新所述数据中心的信息。

所述的S1中，包括：

通过接收数据中心的信息并结合感知需求设定观测矩阵行数的初始值和校验矩阵行数的初始值，结合对感知结果分辨率的要求设定观测矩阵列数的初始值和校验矩阵列数的初始值；

根据待感知频段宽度、频谱历史稀疏信息和感知误差要求设定所述第一误差容忍门限值、第二误差容忍门限值和所述第一步长值、第二步长值。