一種mass系統的頻譜重構確認方法和裝置製造方法

2023-12-03 12:20:46

一種mass系統的頻譜重構確認方法和裝置製造方法
【專利摘要】本發明公開了一種MASS系統的頻譜重構確認方法和裝置，所述頻譜重構確認方法包括：通過進行兩次連續頻譜重構，獲得所述兩次連續頻譜重構的頻譜幅度估計和對所述頻譜幅度估計和判決是否接受以及是否接受根據判決結果有選擇地進行頻譜感知運算或者不執行頻譜感知運算；本發明提供的技術方案，能夠避免完全相信重構結果可能對主用戶造成幹擾的問題，且只需單個MASS系統獨立完成，無需多個不同系統之間相互協作，降低了信息交互量，計算複雜度低，實現簡單。
【專利說明】-種MASS系統的頻譜重構確認方法和裝置

【技術領域】
[0001] 本發明涉及信號處理【技術領域】，特別涉及一種MASS (multi-rate asynchronous sub-Nyquist sampling,多率異步子Nyquist採樣，簡稱MASS)系統的頻譜重構方法和裝 置。

【背景技術】
[0002] 認知無線電頻譜感知需要對很寬的頻段進行檢測，為了滿足對寬頻段的採樣要 求，緩解Nyquist採樣理論下數模轉換器高採樣率的壓力，Hongjian Sun等人提出了 MASS 系統（詳見，H. Sun, W. -Y. Chiu, J. Jiang, A. Nallanathan and Η· V. Poor, "Wideband spectrum sensing with sub-Nyquist sampling in cognitive radios，'，IEEE Transactions on Signal Processing，vol.60，no. 11，pp. 6068-6073, 2012)，以低於 Nyquist採樣率的速率對寬帶信號進行採樣，然後通過重構技術恢復原信號的頻譜。
[0003] 但是，在實際應用中，通常缺少原信號的先驗信息，因此無法保證原信號滿足MASS 系統所能支持的稀疏度。若原信號不滿足MASS系統所支持的稀疏條件，則重構所得到的頻 譜幅度是對原信號真實頻譜幅度的嚴重錯誤的估計，此時若相信重構結果，進而利用得到 的錯誤的"頻譜空穴"，則會對主用戶造成幹擾。


【發明內容】

[0004] 本發明提供的一種MASS系統的頻譜重構確認方法和裝置，以避免完全相信重構 結果可能對主用戶造成有害幹擾的問題。
[0005] 為達到上述目的，本發明實施例採用如下技術方案：
[0006] -方面，本發明實施例提供一種MASS系統的頻譜重構方法，所述方法包括：
[0007] 進行兩次連續頻譜重構，獲得所述兩次連續頻譜重構的頻譜幅度估計f和：T; [0008]對所述頻譜幅度估計愈'和r,判決是否接受盒'以及是否接受X :
[0009]若判決結果為接受金'或接受：r或接受金'和食"任一種，則進行頻譜感知運算；若 判決結果為拒絕免並且拒絕，則不執行頻譜感知運算。
[0010] 其中，所述進行兩次連續頻譜重構，獲得所述兩次連續頻譜重構的頻譜幅度估計 竟'和i"包括：
[0011] 對原信號X(t)分別在觀測時間[0, T)以及[T，2T)內進行採樣，獲得所述觀測時 間[0，τ)以及[T，2T)內每一個採樣通路中對應的採樣點y' Jm]和y" Jm]，其中，m = 0, 1，. . .，1^-1為=fj，l彡i彡1，1為所述MASS系統中採樣通路的個數，A SMASS系統 第i採樣通路的採樣速率；
[0012] 計算y' >]和y" >]的離散傅立葉變換，得到F' i[k]和F" i[k]，令 F:=[k[-LMi/2」]|，|r[-LM,/2」+ l]|，...，|F:[|M,/2」]|]T , Μ. Μ- I F; =[|F.'卜[Μ,/2」]| 柯'[―匕1^/2」+ 1]|，,."|屍:1</2摩^
[0013] 依據貪和?'_,採用壓縮感知領域內的重構算法，求解方程Y = ΦΧ中 的未知向量X，得到所述MASS系統中觀測時間[0, Τ)以及[Τ，2Τ)內原信 Λ , Λ/ ? 號x(t)的頻譜幅度估計f和童.^其中，γ =(yFi，i-F2，…，）， γ·· = r~ ft ^ ψ^? -1Α?· "M32 …銻 ' j ' Φ = (Φ[5Φ】'5·..，Φ;)Τ ， 修 ? I /"=0 Φ,ρ + +1,/1 + [MJ2\ +1] = X S[n-(k + pM.,)} ? d\m] = |〇' /Λ* N = 2WT，"e[- γ卜 P，W為原信號x(t)的帶寬。
[0014] 其中，所述對所述頻譜幅度估計i'和f',判決是否接受i'以及是否接受愈"可以 採用如下任意一種方式：
[0015] 根據所述頻譜幅度估計i.和f ^計算校驗值Α =|γη-Φ?'1以及 Ρ2=||υ'-φΥ|，；若Pl彡σ，則接受金'，否則，拒絕食若校驗值ρ 2< σ，則接受女"，否 貝lj，拒絕i',其中，判決門限σ根據觀測噪聲大小進行適當選取，為大於0的常數。
[0016] 或者，根據所述頻譜幅度估計食'和JT ,計算頻譜相關度

【權利要求】
1. 一種MASS系統的頻譜重構確認方法，其特徵在於，所述方法包括： 進行兩次連續頻譜重構，獲得所述兩次連續頻譜重構的頻譜幅度估計殳和X'; 對所述頻譜幅度估計f和金"，判決是否接受t以及是否接受iT; 若判決結果為接受宣或接受愈"或接受X和f任一種，則進行頻譜感知運算；若判決 結果為拒絕\並且拒絕r,則不執行頻譜感知運算。
2. 根據權利要求1所述的方法，其特徵在於，所述進行兩次連續頻譜重構，獲得所述兩 次連續頻譜重構的頻譜幅度估計i'和：r包括： 對原信號X(t)分別在觀測時間[0，T)以及[T，2T)內進行採樣，獲得所述觀測時間 [0，τ)以及[Τ，2Τ)內每一個採樣通路中對應的採樣點y' Jm]和y" Jm]，其中，m = 0, 1，. . .，1^-1為=fj，l彡i彡1，1為所述MASS系統中採樣通路的個數，A SMASS系統 第i採樣通路的採樣速率； 計算/ >]和y" >]的離散傅立葉變換，得到F' Jk]和F" Jk]，令 Μ. 麗 F:.=_-[Μ(/2」]丨柯[―LM(-/2」+ l]|"."|/^M(-/2」^ 依據f和會％採用壓縮感知領域內的重構算法，求解方程Υ = ΦΧ中的未知向量X，得 到所述MASS系統中觀測時間[0, Τ)以及[Τ，2Τ)內原信號x(t)的頻譜幅度估計殳和X", 其中，
， φ = (φτ φτ φΤ)Τ Φ狀 + LΜ,./2」+1," + L/2」+1 ]: ￡ 而卜+ 風)]* f 1，/ιι=0
3. 根據權利要求2所述的方法，其特徵在於，所述對所述頻譜幅度估計愈'和:T ,判決 是否接受宣以及是否接受:T包括： 根據所述頻譜幅度估計1?和f，計算校驗值A=||f-φ^Ι以及 若〇,則接受i',否則，拒絕X、若校驗值Ρ2< 〇,則接受貧，否則，拒絕i", 其中，判決門限0根據觀測噪聲大小進行適當選取，為大於〇的常數。
4. 根據權利要求2所述的方法，其特徵在於，所述對所述頻譜幅度估計貪和，判決 是否接受：r以及是否接受食"包括： 根據所述頻譜幅度估計食'和：r ?計算頻譜相關度 ,其中，F為i包含的元素個數，愈4為| 中的第k個元素，戈：為文中的第k個元素； 若〇λ，則接受義'和?τ,否則，拒絕i'和其中，判決門限λ是根據系統仿真或者 根據經驗或者根據理論計算選取合適的值，滿足〇〈 λ〈1。
5. 根據權利要求2所述的方法，其特徵在於，所述對所述頻譜幅度估計愛1和:r,判決 是否接受ir以及是否接受s:包括： 根據所述頻譜幅度估計jr和ir ,計算頻譜相關度
其中，/▽為X包含的元素個數，i丨.為宣 中的第k個元素，^為i1'中的第k個元素； 以及計算校驗值只=||γ'. -φ免'1以及a = ||γ' -φ交'1; 若c>n，則接受貧和貪"；若C彡η並且+ 則拒絕盒'和;r;若c彡η並且 ? Pi |7,則接受愛"並且拒絕X',其中，判決 Pi Y Pi 門限η和Y是根據系統仿真或者根據經驗或者根據理論計算選取合適的值，滿足η >〇， y >1〇
6. -種MASS系統的頻譜重構確認裝置，其特徵在於，包括： 重構模塊，用於進行兩次連續頻譜重構，獲得所述兩次連續頻譜重構的頻譜幅度估計 貧和i"; 判決模塊，用於對所述頻譜幅度估計X和f，判決是否接受X以及是否接受ir; 處理模塊，用於若判決結果為接受:r或接受囊"或接受倉'和尤任一種，則進行頻譜感 知運算；若判決結果拒絕t並且拒絕:r，則不執行頻譜感知運算。
7. 根據權利要求6所述的方法，其特徵在於，所述重構模塊包括： 採樣單元，用於對原信號x(t)分別在觀測時間[0，Τ)以及[Τ，2Τ)內進行採樣，獲得所 述觀測時間[〇，Τ)以及[Τ，2Τ)內每一個採樣通路中對應的採樣點y' Jm]和y" Jm]，其 中，m = 0, 1，. . .，Mi_l，Mi = fj，l彡i彡1，1為所述MASS系統中採樣通路的個數，&為 MASS系統第i個採樣通路的採樣速率； 變換單元，用於計算y ' >]和y " >]的離散傅立葉變換，得到 F ，辦]和 F "辦]，令 F::[|r[-LM,/2」]j，|r[-1風-/2」+ 1]|,…,|F:[LM,/2」]|]r， I Μ Μ I F; = [|(.[-|_Μ·./2」]丨柯[-[_Μ,/2」+ !]丨，…，,其中，* e [-[_ jj，|_ jj】； 獲取單元，用於依據\和嘗'，採用壓縮感知領域內的重構算法，求解方程Y =ΦΧ中的未知向量X，得到所述MASS系統中觀測時間[0, Τ)以及[Τ，2Τ)內 原信號x(t)的頻譜幅度估計f和^其中

I ,v 1 n \ 2WT，w e[-111，-y j]，w 為原信號 x(t)的帶寬。
8. 根據權利要求7所述的裝置，其特徵在於，所述判決模塊包括第一判決單元，所 述第一判決單元用於根據所述頻譜幅度估計^.和計算校驗值Α=|Υ''-以及 ρ2=|υ'-φ&'1;若Pl< 〇，則接受欠，否則，拒絕文：若校驗值p2< 〇，則接受兒'，否 貝lj，拒絕iT,其中，判決門限σ根據觀測噪聲大小進行適當選取，為大於0的常數。
9. 根據權利要求7所述的裝置，其特徵在於，所述判決模塊包括第二判決 單元，所述第二判決單元用於根據所述頻譜幅度估計f和食％計算頻譜相關度
其中，i?為i.包含的元素個數，先為t 中的第k個元素，$為t中的第k個元素；若頻譜相關度〇 λ，則接受文和;r,否則，拒 絕:r和食"，其中，判決門限λ是根據系統仿真或者根據經驗或者根據理論計算選取合適 的值，滿足〇〈入〈1。
10. 根據權利要求7所述的裝置，其特徵在於，所述判決模塊包括第三判決 單元，所述第三判決單元用於根據所述頻譜幅度估計f和JT,計算頻譜相關度 其中，#為i包含的元素個數，為 i中的第k個元素，&為^中的第k個元素；以及計算校驗值以及 p,= Y'-cUf| ;若〇η，則接受和?、若C彡η並且則拒絕爹和若 ~ 12 X A , / Ρι ? A ； η並且則接受。並且拒絕_若η並且|>r，則接受f,,並且拒絕糹. P! 7 X X % Ρι X a f 其中，判決門限η和γ是根據系統仿真或者根據經驗或者根據理論計算選取合適的值，滿 足 η>〇, υ>1。
【文檔編號】H04W24/02GK104113848SQ201410346078
【公開日】2014年10月22日 申請日期:2014年7月18日 優先權日:2014年7月18日
【發明者】鄭仕鏈, 楊小牛 申請人:中國電子科技集團公司第三十六研究所