[发明专利]宽带频谱信号检测方法

摘要

本发明属于无线通信技术领域，具体的说是宽带频谱信号检测方法。为解决通信系统中宽频谱信号检测选择过程中系统开销和时间消耗大，以及在硬件实现中需要较高的硬件复杂度的问题，本发明提出了基于压缩感知技术的宽频谱信号检测方法。通过利用相关的压缩感知技术，利用压缩采样来实现亚奈奎斯特采样率下的宽带频谱占用恢复。然后，提出了利用宽带接入中的占用异构性的新技术以及利用机器学习来提高频谱感知恢复效率的方法。建议的方法不仅能减少系统开销，节省用户能耗，还能降低硬件复杂度。同样得益于压缩感知技术，在反馈过程中，根据提供的占有率信息，可以进一步提升系统效率。

主权项

1.宽带频谱信号检测方法，设定宽带系统具有n个非重叠窄带，干扰用户信号和通信用户的接收占用整个宽带频谱，其特征在于，包括以下步骤：S1、采用欠奈奎斯特采样，在SU的前端采样的离散信号r[l],l＝0,1,…,n‑1表示为：r[l]＝h[l]*s[l]+w[l]其中h[l]是主发射机和SU之间的信道冲击，s[l]是干扰发射信号，w[l]是具有w[l]～N(0,σ2)的加性高斯白噪声，并且*是卷积算子；对接收到的离散信号r的表达式进行DFT得到R＝HS+W＝x+W，其中H，S和W是h[l]，s[l]和w[l]，矢量x是包含在不同窄带发送的PU的信号的衰减版本；所述SU为感知用户，PU为主用户；S2、给定测量向量y＝φr，得出是列为的n×n矩阵，简化为y＝ψx+η,其中η＝ψW，φ是n对m减小矩阵，定义是将测量/采样的数量从n减少到m；S3、采用wLASSO算法，假设n个窄带被分组为g个不相交的连续块其中，对于i≠j，每个块由n_i连续组成带；S4、模拟每个宽带频谱的信道状态信息为参数p_i∈[0,1]，其中p_i是第i个波段被某个PU占据的概率；设为平均值区块j内占用的频带数，假设在频带占用情况下是独立的；S5、定义矢量变量z为其中n_i×1的向量z_i是的第i个分块，并为每个块i分配权重w_i，当w_i>w_j时，对所有块i、j，k_i>k_j；将具有较高稀疏度的块分配较小的权重，即则wLASSO为：限制条件其中是一个预定义的参数；根据wLASSO算法恢复出原始信并且消除干扰信号。