本文關鍵詞：基于壓縮感知的非合作超寬帶信號的采樣方法

  更多相關文章： 超寬帶 壓縮感知 非合作環(huán)境 信號采樣 隨機投影 正交投影

【摘要】：超寬帶技術作為一種新型的無線通訊技術,因其有傳統(tǒng)信號無法比擬的優(yōu)點已經成為信號處理領域一個非常重要的研究內容。隨著超寬帶信號帶寬變得越來越寬,以傳統(tǒng)Nyquist采樣定理為指導的信號采集技術給硬件的設計和信號處理能力帶來了巨大的挑戰(zhàn)。近幾年,壓縮感知(Compressed Sensing,CS)的提出突破了傳統(tǒng)采樣定理對稀疏信號采集的限制。但是在非合作環(huán)境下,我們缺乏對待采樣信號的先驗,壓縮感知理論的應用也出現了困難。在本文中,我們針對非合作環(huán)境下的超寬帶信號的數據獲取方法展開研究,在壓縮感知的理論框架下,提出了基于信號投影的混合采樣方法(Hybrid Sampling method based on Signal Projection,HSSP),并在此結構的基礎上,進一步簡化采樣系統(tǒng)的結構,設計出了基于正交投影的并行采樣方法(Parallel Sampling method based on Orthogonal projection,PSOP)。1.針對非合作環(huán)境下的超寬帶信號壓縮采樣問題,我們提出了基于信號投影的混合采樣方法,該采樣結構的具體實現步驟是:(1)用基于壓縮感知的模擬信息轉換器(Analog to Information Converter,AIC)對輸入的模擬超寬帶信號進行隨機投影觀測;(2)對輸入的模擬超寬帶信號進行頻域的投影觀測,并利用投影系數與基函數的線性組合粗略重構信號;(3)利用主成分分析法對粗略重構信號進行K-L分解,得到信號自相關矩陣的特征向量;(4)以特征向量矩陣作為信號稀疏的域,在壓縮感知理論框架下實現信號的再次重構。該結構能夠在非合作環(huán)境下實現對超寬帶信號的低速采樣和精確重構。2.為了簡化采樣系統(tǒng)的結構,降低系統(tǒng)的復雜度,我們提出了正交投影的并行采結構。該結構的設計思路是,首先分析了基于隨機投影的并行采樣結構在功能上與AIC結構的一致性,然后對隨機投影的并行采樣結構與頻域投影系數的采樣結構在結構上的相似性,將兩者組合優(yōu)化在一起,最終得到正交投影的并行采樣結構。該結構與隨機投影的混合采樣結構的原理相同,都能夠在非合作環(huán)境下實現對超寬帶信號的低速采樣和精確重構,但該結構有著更高的信號采樣壓縮比。經過仿真實驗測試,本文中所提出的基于信號投影的混合采樣方法和基于正交投影的并行采結構都能夠精確的重構信號,可用于非合作環(huán)境下超寬帶信號的低速獲取。為了進一步對兩種采樣結構的性能分析,對實際重構的精度和誤差做了評估研究,提出了進一步提高了采樣結構采樣性能的改進方向,發(fā)現了算法上的不足之處,提出了改進的措施。
【學位授予單位】：西安電子科技大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2015
【分類號】：TN925;TN911.7

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本文編號：1289640