[發明專利]基于壓縮感知與BP神經網絡的認知無線電頻譜感知方法

無效

• 申請號: 201210080840.4
• 申請日: 2012-03-26
• 公開（公告）號: CN102665221A
• 公開（公告）日: 2012-09-12
• 發明（設計）人: 朱琦;趙夙;王璐瑜
• 申請（專利權）人: 南京郵電大學
• 主分類號: H04W16/14
• 分類號: H04W16/14;G06N3/02
• 代理公司: 南京經緯專利商標代理有限公司 32200
• 代理人: 許方

1.一種基于壓縮感知與BP神經網絡的認知無線電頻譜感知方法，其特征在于，包括訓練過程和實際檢測過程；其中，訓練過程包括以下步驟：

步驟A1、對認知無線電的原始信號進行低于奈奎斯特速率的壓縮采樣，并對采集到的壓縮采樣數據進行1-bit量化處理；

步驟A2、以1-bit量化處理后的壓縮采樣數據作為訓練輸入，以實際頻段占用情況作為訓練輸出，對BP神經網絡檢測器進行訓練；??

實際檢測過程包括以下步驟：

步驟B1、對認知無線電的原始信號進行低于奈奎斯特速率的壓縮采樣，并對采集到的壓縮采樣數據進行1-bit量化處理；

步驟B2、將1-bit量化處理后的壓縮采樣數據輸入訓練好的BP神經網絡檢測器，得到的輸出即為所述認知無線電的頻譜占用情況。

2.如權利要求1所述基于壓縮感知與BP神經網絡的認知無線電頻譜感知方法，其特征在于，所述BP神經網絡檢測器為一包括輸入層、隱層、輸出層的三層BP神經網絡，輸入層節點數為壓縮采樣信號的信號長度，輸出層節點數為所述認知無線電的頻譜分段數。

3.如權利要求1所述基于壓縮感知與BP神經網絡的認知無線電頻譜感知方法，其特征在于，所述BP神經網絡檢測器為???????????????????????????????????????????????個BP神經網絡級聯而成，各級BP神經網絡均包括輸入層、隱層、輸出層，上、下級BP神經網絡之間分別串聯一帶通濾波器，為大于1的整數；設所述認知無線電頻譜被等分為個頻段，令，均為大于1的整數；第一級BP神經網絡的輸入層神經元數為壓縮采樣信號的信號長度，輸出層節點數為；第二級BP神經網絡的輸入層神經元數為，輸出層節點數為；第三級BP神經網絡的輸入層神經元數為，輸出層神經元數為；依此類推，第級BP神經網絡的輸入層神經元數為，輸出層神經元數為。

4.如權利要求2或3所述基于壓縮感知與BP神經網絡的認知無線電頻譜感知方法，其特征在于，所述BP神經網絡的隱層神經元數根據試驗確定或者按照以下公式確定：

式中，為隱層神經元數，為輸入層神經元數，為輸出層神經元數，?為常數且?。

5.一種采用權利要求1所述方法的基于BP神經網絡的認知無線電頻譜壓縮感知系統，其特征在于，該系統包括：

壓縮采樣單元，用于對認知無線電的原始信號進行低于奈奎斯特速率的壓縮采樣，并輸出壓縮采樣數據；

1-bit量化單元，用于對壓縮采樣單元輸出的壓縮采樣數據進行1-bit量化處理，并輸出處理后的數據；

BP神經網絡檢測器，以壓縮采樣單元輸出數據為輸入，輸出所述認知無線電的頻譜占用情況。

6.如權利要求5所述基于BP神經網絡的認知無線電頻譜壓縮感知系統，其特征在于，所述BP神經網絡檢測器為一包括輸入層、隱層、輸出層的三層BP神經網絡，輸入層節點數為壓縮采樣信號的信號長度，輸出層節點數為所述認知無線電的頻譜分段數，隱層神經元數根據試驗確定或者按照以下公式確定：

式中，為隱層神經元數，為輸入層神經元數，為輸出層神經元數，?為常數且?。

7.如權利要求5所述基于BP神經網絡的認知無線電頻譜壓縮感知系統，其特征在于，所述BP神經網絡檢測器為個BP神經網絡級聯而成，各級BP神經網絡均包括輸入層、隱層、輸出層，上、下級BP神經網絡之間分別串聯一帶通濾波器，為大于1的整數；設所述認知無線電頻譜被等分為個頻段，令，均為大于1的整數；第一級BP神經網絡的輸入層神經元數為壓縮采樣信號的信號長度，輸出層節點數為；第二級BP神經網絡的輸入層神經元數為，輸出層節點數為；第三級BP神經網絡的輸入層神經元數為，輸出層神經元數為；依此類推，第級BP神經網絡的輸入層神經元數為，輸出層神經元數為；各級BP神經網絡的隱層神經元數根據試驗確定或者按照以下公式確定：

式中，為隱層神經元數，為輸入層神經元數，為輸出層神經元數，?為常數且?。