基于STOMP算法的频谱感知研究

摘要近几年，在人们物质文化需求的持续增长下，人们对通信方面的需求也随之增加，在通信方面，由于无线频谱在本质上属于一种不可再生资源，在需求的增长下自然随之出现短缺，当就目前的情况而言，无线频谱的资源在实际应用中的利用率非常低。认知无线电中的频谱检测技术就是为了解决提升频谱利用率的问题。而由奈奎斯特采样定理可知，频谱信号的采样速率必须要达到信号带宽的二倍以上才可以精确地恢复出原始的模拟信号，这个限制条件对硬件产生了非常大的要求和压力。因此本论文提出了一种基于STOMP算法的宽带频谱感知的方法，以压缩感知理论为基础，可以以较低的采样率较为准确的恢复信号。论文的主要内容如下：首先，简述无线网络资源现状，介绍认知无线网络的发展背景及其重要意义，并对其进行定义和概述，给出认知无线网络的起源及发展历程、各种定义及其标准，对其功能及前景进行了简述。其次，对压缩感知理论进行介绍和讲解，给出压缩感知理论在信号处理中的应用进行概述和讲解，对压缩感知理论在宽带频谱感知中所运用的正交匹配追踪法STOMP算法进行理论研究和介绍并对压缩感知在频谱感知中的应用一一基于STOP算法的宽带频谱感知进行理论的研究。对宽带模拟信号直接进行压缩采样，得到时域观测信号，生成测量矩阵和傅立叶变换矩阵，再利用分段正交匹配追踪StOP的压缩感知信号恢复算法进行频谱空穴确定，完成频谱感知，从而检测被占用信道。最后，在MATLAB平台上实现了对OMP和STOMP算法的仿真结果分析，得出STOP算法的优势，并对宽带频谱感知技术在未来各领域中的应用应当如何更好地发展进行展望。关键词：压缩感知理论：无线电：STOP算法：宽带频谱感知检测