【摘要】：目前已存在的頻譜感知算法只開發(fā)了時間、頻率和地理維度,而角度維頻譜資源的探索,即空間頻譜感知尚不成熟。在本論文中,我們將多重信號分類(Multiple Signal Classification,MUSIC)這一到達角(Angle Of Arrival,AOA)估計算法應(yīng)用到頻譜感知場景中。注意到MUSIC算法需要知道信源信號的數(shù)目,但是在多數(shù)感知場景中達不到這一要求。因此,我們利用特征值加權(quán)方案設(shè)計一種無需估計信源數(shù)目的加權(quán)MUSIC到達角估計算法。最后利用該算法的最大最小譜值比,我們提出了一種基于加權(quán)MUSIC算法的盲頻譜感知算法。新算法保持了MUSIC算法的高峰值和高分辨率的特點,在達到較高檢測概率的同時可以為頻譜接入提供AOA信息,進一步提高了頻譜利用率。仿真結(jié)果證明了所提算法的有效性。
【圖文】：

第3A期劉家龍等:基于加權(quán)MUSIC的盲空間頻譜感知算法戶改變傳輸參數(shù)在任意方向進行復(fù)用。圖1角度維度頻譜接入示意圖Fig．1Thespectrumaccessofangledimension圖2典型的多天線頻譜感知場景Fig．2ArepresentativeCＲscenario2．2信號模型如圖3所示認知用戶裝載多天線系統(tǒng)。有M個天線元組成的均勻直線陣列(UniformLinearArray，ULA)，信源的波長為s，陣源的間距d≤s/2，K(K＜M)個不相關(guān)的信號源入射到該均勻直線陣列上，各信源的到達角分別為θi(i=1，2，．．，．K)。假設(shè)信號為遠場信號，那么到達天線陣的波前可以認為是平面波，以第1個陣元為參考陣源，則同一個信號到達不同陣元存在由波程差造成的相位差，利用陣元間的相位差可以估計出信源信號AOA。圖3認知用戶多天線系統(tǒng)Fig．3Multi-antennasystemoftheCU由此可得接收信號的模型為x(n)=As(n)+w(n)(1)其中，n是采樣時刻，，x(n)=［x1(n)，x2(n)，．．，．xM(n)］T為天線接收到的信號矩陣，xi(n)為第i個陣元的采樣輸出;A=［a(θ1)，a(θ2)，．．，．a(chǎn)(θK)］為導(dǎo)向矢量矩陣，a(θi)=［1，e－j2!dssin(θi)，．．，．e－j2!ds(M－1)sin(θi)］T表示在角度θi方向上的導(dǎo)向矢量;s(n)=［s1(n)，s2(n)，．．，．sK(n)］T為遠場信源信號矩陣，si(n)為第i個遠場信號;w(n)=［"1(n)，"2(n)，．．，．"M(n)］T為噪聲矩陣，"i(n)為第i個陣元處均值為零、方差為σ2"的加性高斯白噪聲。這樣，多天線頻譜感知問題變?yōu)槎僭O(shè)檢驗問題x(n)=w(n)H0∑Ki=1a(θi)si(n)+w(n)H1{n=1，2，…

第3A期劉家龍等:基于加權(quán)MUSIC的盲空間頻譜感知算法戶改變傳輸參數(shù)在任意方向進行復(fù)用。圖1角度維度頻譜接入示意圖Fig．1Thespectrumaccessofangledimension圖2典型的多天線頻譜感知場景Fig．2ArepresentativeCＲscenario2．2信號模型如圖3所示認知用戶裝載多天線系統(tǒng)。有M個天線元組成的均勻直線陣列(UniformLinearArray，ULA)，信源的波長為s，陣源的間距d≤s/2，K(K＜M)個不相關(guān)的信號源入射到該均勻直線陣列上，各信源的到達角分別為θi(i=1，2，．．，．K)。假設(shè)信號為遠場信號，那么到達天線陣的波前可以認為是平面波，以第1個陣元為參考陣源，則同一個信號到達不同陣元存在由波程差造成的相位差，利用陣元間的相位差可以估計出信源信號AOA。圖3認知用戶多天線系統(tǒng)Fig．3Multi-antennasystemoftheCU由此可得接收信號的模型為x(n)=As(n)+w(n)(1)其中，n是采樣時刻，x(n)=［x1(n)，x2(n)，．．，．xM(n)］T為天線接收到的信號矩陣，xi(n)為第i個陣元的采樣輸出;A=［a(θ1)，a(θ2)，．．，．a(chǎn)(θK)］為導(dǎo)向矢量矩陣，a(θi)=［1，e－j2!dssin(θi)，．．，．e－j2!ds(M－1)sin(θi)］T表示在角度θi方向上的導(dǎo)向矢量;s(n)=［s1(n)，s2(n)，．．，．sK(n)］T為遠場信源信號矩陣，si(n)為第i個遠場信號;w(n)=［"1(n)，"2(n)，．．，．"M(n)］T為噪聲矩陣，"i(n)為第i個陣元處均值為零、方差為σ2"的加性高斯白噪聲。這樣，多天線頻譜感知問題變?yōu)槎僭O(shè)檢驗問題x(n)=w(n)H0∑Ki=1a(θi)si(n)+w(n)H1{n=1，2，…
【作者單位】： 大連理工大學(xué)信息與通信工程學(xué)院;韓國仁荷大學(xué)信息通信工學(xué)系;
【分類號】：TN925

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本文編號：2520894