基于AOMP 重建的寬帶頻譜感知算法

李 琪，趙曉暉

(吉林大學通信工程學院，長春130012)

0 引言

近年來，無線通信業務用戶急劇增長，服務要求更為復雜多樣，而已授權頻段被大量閑置，傳統的固定頻譜分配方式的有效性面臨著挑戰。認知無線電技術［1］(CR:Cognitive Radio)是一種能實時感知周圍頻譜環境，并且能根據不斷變化的無線頻譜環境進行推理學習，自適應地調整發射機參數(如載波頻率，調制方式，發射功率)以利用頻譜空洞進行通信的智能無線通信技術［2］。因此，頻譜感知是認知無線電系統的核心技術之一。由于窄帶頻譜感知只在一個窄頻帶內進行，能發現的頻譜機會有限，所以每次掃描多個信道的寬帶頻譜感知成為新的研究熱點。而Nyquist采樣定理指出，信號采樣速率不得低于信號帶寬的兩倍，否則，將不能精確地重構原始信號。所以，寬帶頻譜感知算法的硬件設備面臨著巨大的壓力，采樣率過高、數據量過大成為制約其發展的瓶頸。

壓感知理論(CS:Compressed Sensing)融合了信號的采樣和壓縮編碼理論，使采樣速率的選取不取決于信號的帶寬，而取決于信息在信號中的結構和內容。若信號在某一個正交空間具有稀疏性，就能以遠低于奈奎斯特采樣頻率對其進行采樣，并可高概率重構該原始信號［3］。頻譜資源利用率低下使寬帶信號在頻域具有稀疏性，因此，壓縮感知理論可應用到寬帶頻譜感知問題中，Tian等［4］首先應用這一理論，驗證了寬帶壓縮頻譜感知(WCSS:Wideband Compressed Spectrum Sensing)的有效性。后來Tian等［5］又提出了一種基于循環特征檢測的寬帶壓縮頻譜感知算法，該算法中的二維譜相關函數可直接從壓縮測量樣本中恢復出來?！?br>