基于观测矩阵优化的自适应压缩宽带频谱感知*

王志文，徐以涛，黄鑫权，赵　勇，林　刚

(解放军理工大学 通信工程学院，江苏 南京 210007)



基于观测矩阵优化的自适应压缩宽带频谱感知*

王志文，徐以涛，黄鑫权，赵勇，林刚

(解放军理工大学 通信工程学院，江苏 南京 210007)

摘要：压缩采样(CS，又称压缩感知)技术的出现为频谱感知在更宽的频谱范围探测稀疏信号带来了革命性的契机。这里将观测矩阵优化与压缩采样自适应过程相结合，提出了一种优化的自适应压缩宽带频谱感知算法。此外，还引入交叉验证理论，从而保证了信号采样阶段的自动终止，以防止浪费硬件资源。理论分析和实验仿真表明，相比于传统自适应压缩感知方法，所提算法能够在较低信号采样率的情况下获得满意的信号恢复精度。

关键词：认知无线电；宽带频谱感知；自适应压缩采样；观测矩阵优化

0引言

随着无线通信需求的剧烈增长，频谱资源的匮乏变得越来越严重。然而，众多关于无线电频谱占用的研究已经表明，传统的静态频谱分配策略是造成频谱利用率低下的重要原因[1]。认知无线电的出现为探索频谱空穴的机会利用进而提高频谱利用率带来了契机，而这种能力的实现得益于频谱感知的技术支撑。因此，在宽频带范围内侦查频谱占用情况的宽带频谱感知技术被认为是认知无线电中最为关键的技术，也是极具挑战性的课题之一[2]。

造成上述挑战的原因有很多，其中之一便是接收信号时需要较高的采样率，这就要求接收机拥有复杂且昂贵的模拟数字转换器(ADC)。……