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基于多任务贝叶斯压缩感知的宽带频谱检测
  • ISSN号:1671-4512
  • 期刊名称:《华中科技大学学报:自然科学版》
  • 时间:0
  • 分类:TN911.7[电子电信—通信与信息系统;电子电信—信息与通信工程]
  • 作者机构:[1]杭州电子科技大学通信工程学院,浙江杭州310018, [2]东南大学移动通信国家重点实验室,江苏南京210096
  • 相关基金:国家自然科学基金资助项目(61102066,61471152); 浙江省自然科学基金资助项目(LY15F010008,LZ14F010003); 东南大学移动通信国家重点实验室开放课题资助项目(2014D02)
中文摘要:

针对认知无线网络中主用户信号在空频域的稀疏性,基于贝叶斯压缩感知(BCS)的信号重构通过层次化贝叶斯分析分级先验模型获得稀疏信号估计.将贝叶斯压缩感知应用于认知无线电宽带压缩频谱检测,利用多认知用户感知信号的时空相关性实现在多用户多任务传输条件下的稀疏信号重构与宽带压缩频谱检测.研究了基于期望最大化算法和相关向量机模型的多任务BCS参数估计.仿真结果表明:相比于传统单任务BCS重构方法,多任务BCS在节点能耗与网络带宽受限的条件下,通过对估计参数的合理优化,在较低压缩比区域可实现重构均方误差的快速收敛,且检测性能随着任务数的增加而提高.当感知数据相关性从25%增加到75%,且任务数一定时,所提方法的重构观测数明显下降,宽带频谱检测性能显著提高.

英文摘要:

Aimed at the sparsity of primary users′signals in spatial-frequency domain in cognitive radio networks(CRN),sparse signal estimation was obtained by signal reconstruction based on Bayesian compressive sensing(BCS)via hierarchical Bayesian analysis model.BCS was applied into wideband compressive spectrum detection in cognitive radios.Considering the spatial-temporal correlation between multiple SU sensing signals,the correlation structure was utilized to realize sparse signal recovery and wideband compressive spectrum detection under multi-user multi-task transmission conditions.Multi-task BCS parameter estimation based on expectation maximization(EM)algorithm and relevance vector machine(RVM)model were studied respectively.Simulation results indicate that,compared with the conventional single task BCS reconstruction,multi-task BCS realizes the fast convergence of reconstruction mean square error(MSE)within lower compressive ratio region by the rational optimization of the estimated parameters under energy consumption and network bandwidth constraints.Moreover,detection performance enhances with the increasing of task numbers.When the sensing signal correlation increases from 25%to 75%and the task number is certain,the proposed approach reduces reconstruction measurement numbers and improves wideband spectrum detection performance obviously.

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期刊信息
  • 《华中科技大学学报:自然科学版》
  • 中国科技核心期刊
  • 主管单位:中华人民共和国教育部
  • 主办单位:华中科技大学
  • 主编:丁烈云
  • 地址:武汉珞喻路1037号
  • 邮编:430074
  • 邮箱:hgxbs@mail.hust.edu.cn
  • 电话:027-87543916 87544294
  • 国际标准刊号:ISSN:1671-4512
  • 国内统一刊号:ISSN:42-1658/N
  • 邮发代号:38-9
  • 获奖情况:
  • 全国优秀科技期刊,首届国家期刊奖,第二届全国优秀科技期刊评比一等奖,中国期刊方阵“双效”期刊
  • 国内外数据库收录:
  • 俄罗斯文摘杂志,美国化学文摘(网络版),美国数学评论(网络版),德国数学文摘,荷兰文摘与引文数据库,美国工程索引,美国剑桥科学文摘,英国科学文摘数据库,中国中国科技核心期刊,中国北大核心期刊(2004版),中国北大核心期刊(2008版),中国北大核心期刊(2011版),中国北大核心期刊(2014版)
  • 被引量:21013