JP2012502269A - 分散スペクトル検知 - Google Patents
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Abstract
Description
が要求される。ここで、各エントリ、
は、特定の時間遅延τn=(n-1)Δtにおける受信信号x(t)の自己相関に対応する。サンプリング時間Δtは、検知されるべき周波数帯域の総帯域幅の逆数に対応する。自己相関シーケンスの長さNは、周波数分解能に対応する。すなわち、Nが大きいほど、評価されるスペクトルの周波数分解能は良くなる。スペクトルは、式(1)における自己相関シーケンスrのフーリエ変換として評価されることができる。マトリックス形式において、評価されたスペクトルベクトルは、
である。ここで、Fは、サイズN×Nの離散フーリエ変換(DFT)を示す。
である。ここでθは、K個の非ゼロエントリを含むスパースベクトルである。CS理論は、M<<Nのとき、M×N測定マトリックスΦを使用することが可能であり、それでもなお、測定y=Φxは、Kスパース信号xに関する重要な情報を維持すると述べている。測定マトリックスΦの例は、i.i.dガウシアンエントリを有するランダムマトリックスである。基底ベクトルのマトリックスΨと干渉しない任意のマトリックスΦを使用すると、CS測定yからKスパース信号xを回復することが可能である。CS回復問題の標準形は、l1最小化問題を解くことである:
ここで、*は畳込みを示し、w(f)は、平滑化関数であり、w(t)は、w(f)の逆フーリエ変換である。周波数ドメインにおいて実施されるw(f)による信号スペクトルr(f)の畳込みは、自己相関シーケンスr(t)のw(t)による乗算及びその後のフーリエ変換によって、時間ドメインにおいて実現されることができる。マトリックス形式において、エッジスペクトルベクトルzは、
z=DFWr (7)
である。ここで、
は、微分演算を近似するマトリックスであり、W=diag{w(t)}は、その対角線上にw(t)をもつ対角行列であり、マトリックスD、F及びWは、サイズN×Nであり、ベクトルr及びzは、サイズN×1である。エッジスペクトルベクトルzは、スペクトルレベルが鋭い変化を有する周波数帯域のエッジに対応するほんの少数の非ゼロエントリを有するスパースベクトルである。
ここで、yjは、サイズM×1のベクトルであり、φjは、サイズM×Njのマトリックスである。部分的なCS測定マトリックスφjは、変換ユニット50において、ランダム成分(例えばガウス又は±ベルヌーイ)を含むサイズM×Nの予め規定されたCS測定マトリックス:
からNj列を採用することによって、得られることができる。
Claims (13)
- ラジオネットワークに関するスペクトルを検知する装置であって、
a)少なくとも1つの特定の遅延において受信信号の部分的な自己相関を測定し、前記部分的な自己相関を部分的な圧縮測定シーケンスに変換する相関器と、
b)フュージョンセンタにおける収集のために、前記部分的な圧縮測定シーケンスを送る送信器と、
を有する装置。 - ラジオネットワークに関するスペクトルを検知する装置であって、
a)ラジオ信号の部分的な圧縮測定シーケンスの集まりを受け取る受信器と、
b)前記受け取られた部分的な圧縮測定シーケンスの集まりから、前記ラジオ信号の総スペクトルを回復する変換プロセッサと、
を有する装置。 - 前記部分的な圧縮測定シーケンスは、コヒーレントな付加の送信チャネルを通じて送信される、請求項1又は2に記載の装置。
- 前記相関器は、
前記受信信号に、前記特定の遅延の共役バージョンを乗じる乗算器を有する少なくとも1つの分岐部と、
予め決められた時間ウィンドウにおいて、得られた積を積分する積分器と、
前記予め決められた時間ウィンドウの終わりに、前記得られた積分された出力をデジタル化するアナログデジタル変換器と、
を有する請求項1に記載の装置。 - 前記相関器は、前記少なくとも1つの分岐部の前記デジタル化された積分された出力を受け取り、前記デジタル化された積分された出力に、部分的な圧縮センシング測定を適用する圧縮センシングプロセッサを更に有する、請求項4に記載の装置。
- 前記変換プロセッサは、前記部分的な圧縮測定シーケンスの集まりから前記総スペクトルの微分を回復する回復部と、前記微分を通じて積分処理を近似する積分部と、を有する、請求項2に記載の装置。
- 前記回復部は、圧縮センシング回復処理を適用するように構成される、請求項6に記載の装置。
- 前記積分部は、前記微分を通じて累積的な合計を計算するように構成される、請求項6に記載の装置。
- ラジオネットワークに関するスペクトルを検知する方法であって、
a)特定の遅延において受信信号の部分的な自己相関を測定し、前記部分的な自己相関を部分的な圧縮測定シーケンスに変換するステップと、
b)フュージョンセンタにおける収集のために、前記部分的な圧縮測定シーケンスを送るステップと、
を含む方法。 - ラジオネットワークに関するスペクトルを検知する方法であって、
a)ラジオ信号の部分的な圧縮測定シーケンスの集まりを受け取るステップと、
b)前記受け取られた部分的な圧縮測定シーケンスの集まりから、前記ラジオ信号の総スペクトルを回復するステップと、
を含む方法。 - ラジオネットワークに関するスペクトルを検知するシステムであって、
請求項1に記載の装置を有する少なくとも2つのネットワークノードと、
請求項2に記載の装置を有する少なくとも1つのネットワークノードと、
を有し、請求項2に記載の前記装置が前記フュージョンセンタを有する、システム。 - 前記部分的な自己相関を測定するために請求項1に記載の前記装置に設けられる処理分岐の数は、個々のネットワークノードの処理能力に依存して異なり、前記システムの請求項1に記載のすべての装置に設けられるすべての処理分岐の合計は、前記総スペクトルの周波数分解能に対応する、請求項11に記載のシステム。
- コンピュータ装置上でランするとき、請求項9又は10に記載の方法の各ステップを生成するコード手段を含むコンピュータプログラム。
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