摘要: 认知无线电技术旨在通过对空闲频段的及时发现与高效利用，实现频谱资源的有序共享，抑制由“独占”式频谱分配原则带来的弊端，缓解频谱资源需求与储量间的巨大矛盾。频谱感知作为认知无线电的核心技术，其主要目的是实时准确地发现环境中的“频谱空穴”... 展开 认知无线电技术旨在通过对空闲频段的及时发现与高效利用，实现频谱资源的有序共享，抑制由“独占”式频谱分配原则带来的弊端，缓解频谱资源需求与储量间的巨大矛盾。频谱感知作为认知无线电的核心技术，其主要目的是实时准确地发现环境中的“频谱空穴”。传统的频谱感知技术针对的是经过带通滤波器的窄带射频信号，只能对一段单一的频段实行感知，限制了感知能力，有违认知无线电的初衷，因此近年来宽带频谱感知成为了业界众多学者关注的焦点。 宽带感知需要对较宽广的频段进行感知操作，伴随而来的是极高的采样频率，这成为宽带感知技术发展的一大障碍。压缩感知(CS)巧妙地利用了信号的稀疏性，为降低宽带信号的采样率提供了可行途径，实现宽带信号的压缩采样（Sub-Nyquist Sampling）。针对现有的压缩采样技术偏重于理论研究，并对信号的先验知识有较多的限制与要求，本文对现有的宽带频谱感知的压缩采样系统提出了改进，本文的主要工作分为以下三点: 第一，较系统地研究学习并实现了用于宽带多频谱分量频谱感知的调制宽带转换器(MWC)。 第二，调制宽带转换器是一种可以有效实现宽带模拟信号压缩采样的系统。但该系统实现过程中需大量使用理想低通滤波器，而实际应用中理想低通滤波器是无法实时实现的，使用非理想滤波器会降低系统的信号重构精度，这严重限制了MWC系统的实用能力。为此，本文通过推导提出了MWC系统实现理想频域重构的充分条件，并根据此条件提出了基于数字域的修正策略，使得MWC系统即使使用非理想低通滤波器依然可以达到较好的重构效果。计算机仿真实验的结果验证了本文的修正策略的有效性。 第三，MWC系统虽可以有效地实现宽带信号的压缩采样，但系统对信号模型及信号先验知识有较高要求，使得其无法适应宽带频谱感知的信号环境。为了使MWC系统能够满足宽带频谱感知的要求，实现宽带信号盲压缩采样与重构，本文提出了改进的采样参数选取策略及自适应的信号重建方法(SASP-MMV)。增强了MWC系统对宽带感知环境的适应能力，打破了先验知识对原系统的束缚，在宽带频谱感知走向实际应用的探索中迈出了有意义的一步。计算机仿真实验结果证明，本文的改进策略切实可行，且拥有较稳定的性能。 收起