[发明专利]基于多组互质采样的宽带频谱压缩感知

摘要

本发明公开了一种基于多组互质采样的无需谱重构的宽带检测方法，属于无线通信技术领域。本发明思路来源于多组互质采样带来特殊的重叠谱结构。基于重叠谱的特殊结构，我们可以直接使用少量的次奈奎斯特采样点估计个子信道的能量；因此检测无需谱重建即可进行。本发明可以大大降低计算复杂度，并且还能够保持一个好的检测性能。经验证，本发明十分适用于宽带频谱占用比较空闲的场景下的频谱检测。

主权项

1.基于多组互质采样的无需谱重构的宽带检测算法，其特征在于：第一步，对待检宽带信号进行多组互质采样，将第i个采样端得到的次奈奎斯特采样点进行处理，得到采样端i下对宽带谱中第k个子信道的估计其中Ni代表第i个采样端的采样速率下降因子，Fi代表第i个采样端的采样点数，Yi()是由第i个采样端的次奈奎斯特采样点进行傅里叶变换所得，mod(k,Fi)表示k与Fi做除法运算后所得余数，U代表宽带谱中子信道数目；第二步，根据子信道估计值，通过数据结合计算得到第k个子信道的检验统计量，用表示：其中M为多组采样器的个数，||代表求模运算，代表采样端i下第k个子信道上的能量估计值；经过分析，对每个子信道，令H0代表子信道空闲，H1代表子信道中存在信号，我们可以进行如下二元假设检验：其中为式(2)中求得的第k子信道的检验统计量，N()表示高斯随机分布，σ²为噪声功率谱密度，υ²为U‑1序列的方差，E()是期望函数，S⁽ⁱ⁾(k)代表信号在采样端i下第k个子信道上的傅里叶变换系数，|S⁽ⁱ⁾(k)|²代表信号在采样端i下第k个子信道上的能量，κ为被占用子信道的位置标号的集合，κ'是空闲子信道的位置标号的集合；第三步，根据二元假设检验，判决决定第k个子信道是否被占用：其中θ_k为判决门限，式(4)表示，若判定第k个子信道被占用；若则判定第k个子信道空闲。