发明名称 基于空频联合压缩感知的宽带频谱检测方法
摘要 本发明公开了一种基于空频联合压缩感知的宽带频谱检测方法,本发明引入压缩采样同步进行并直接获得压缩数据的技术、无线传感网频谱感知技术、构造了空间小波基和空域频域二维压缩的方法;本发明所设计的基于空频联合压缩感知的宽带频谱检测方法能够通过利用认知电在空域和频域上的双重稀疏性,在不增加压缩比的前提下,提高频谱空穴的检测概率。
申请公布号 CN103117818B 申请公布日期 2015.02.25
申请号 CN201310015327.1 申请日期 2013.01.16
申请人 南京邮电大学 发明人 杨震;王韦刚;胡海峰;李威
分类号 H04B17/30(2015.01)I 主分类号 H04B17/30(2015.01)I
代理机构 南京经纬专利商标代理有限公司 32200 代理人 许方
主权项 一种基于空频联合压缩感知的宽带频谱检测方法,其特征在于,包括如下步骤:步骤(1):无线传感网中共含有n个节点,n定义为正整数,设基站的发送功率为P<sub>pu</sub>,第i个节点检测到的功率为P<sub>i</sub>,基站到节点的距离为d<sub>i</sub>,利用公式<img file="FDA0000630251760000011.GIF" wi="220" he="146" />确定无线传感网中各节点的分布半径,选出所有节点中位于中心位置的节点n<sub>c</sub>为簇头,并确定出空域观测种子<img file="FDA0000630251760000012.GIF" wi="334" he="79" />和频域观测种子<img file="FDA0000630251760000013.GIF" wi="371" he="83" />其中,i=1,2,3…n,α定义为路径损耗系数,β定义为修正系数,c定义为簇头中心,<img file="FDA0000630251760000014.GIF" wi="75" he="67" />定义为空域观测种子,M<sub>s</sub>为空域种子数,<img file="FDA0000630251760000015.GIF" wi="72" he="71" />定义为频域观测种子,M<sub>f</sub>为频域种子数;步骤(2):建立空域观测矩阵<img file="FDA0000630251760000016.GIF" wi="422" he="78" />和频域观测矩阵<img file="FDA0000630251760000017.GIF" wi="467" he="83" />其中randn为伪随机数发生函数,<img file="FDA0000630251760000018.GIF" wi="77" he="70" />定义为空域节点种子,N<sub>s</sub>定义为空域上的节点种子数,<img file="FDA0000630251760000019.GIF" wi="82" he="71" />定义为频域节点种子,N<sub>f</sub>定义为频域上的节点种子数;步骤(3):无线传感网中所有节点的自相关函数值为<img file="FDA00006302517600000110.GIF" wi="169" he="71" />且<img file="FDA00006302517600000111.GIF" wi="571" he="95" />其中r<sub>j</sub>定义为维数为N<sub>s</sub>的列向量,表示所有节点在第j个子频带上的数据;簇头n<sub>c</sub>获得无线传感网中所有节点的检测数据后,利用步骤(2)中产生的空域观测矩阵Φ<sub>s</sub>与其相乘得到空域中的压缩数据<img file="FDA00006302517600000112.GIF" wi="423" he="82" />完成空域上的数据压缩过程;步骤(4):选取步骤(2)产生的频域观测矩阵Φ<sub>f</sub>与步骤(3)中的空域中的压缩数据<img file="FDA00006302517600000113.GIF" wi="173" he="71" />利用公式<img file="FDA00006302517600000114.GIF" wi="546" he="90" />得到频域上的压缩数据<img file="FDA00006302517600000115.GIF" wi="182" he="71" />完成频域上的数据压缩过程,()'表示转置运算;步骤(5):簇头n<sub>c</sub>将步骤(4)中的压缩数据<img file="FDA00006302517600000116.GIF" wi="148" he="70" />传输给融合中心,融合中心产生同步观测矩阵<img file="FDA00006302517600000117.GIF" wi="187" he="88" />结合该同步观测矩阵对<img file="FDA00006302517600000118.GIF" wi="144" he="70" />首先进行频域上的解压缩,将<img file="FDA0000630251760000021.GIF" wi="148" he="70" />的每一行重构出单个频域向量<img file="FDA0000630251760000022.GIF" wi="128" he="87" />重复该解压缩过程可获得M<sub>s</sub>个频域向量<img file="FDA0000630251760000023.GIF" wi="148" he="89" />步骤(6):融合中心将M<sub>s</sub>个频域向量<img file="FDA0000630251760000024.GIF" wi="126" he="85" />中的各列向量进行空域上的解压缩,求得所有节点全部子频带的感知数据<img file="FDA0000630251760000025.GIF" wi="160" he="110" />
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