本文關(guān)鍵詞：基于壓縮感知的非合作超寬帶信號的采樣方法

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【摘要】：超寬帶技術(shù)作為一種新型的無線通訊技術(shù),因其有傳統(tǒng)信號無法比擬的優(yōu)點(diǎn)已經(jīng)成為信號處理領(lǐng)域一個(gè)非常重要的研究內(nèi)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(dǎo)的信號采集技術(shù)給硬件的設(shè)計(jì)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?nèi)狈Υ蓸有盘柕南闰?yàn),壓縮感知理論的應(yīng)用也出現(xiàn)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(shù)據(jù)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(jié)構(gòu)的基礎(chǔ)上,進(jìn)一步簡化采樣系統(tǒng)的結(jié)構(gòu),設(shè)計(jì)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(jié)構(gòu)的具體實(shí)現(xiàn)步驟是:(1)用基于壓縮感知的模擬信息轉(zhuǎn)換器(Analog to Information Converter,AIC)對輸入的模擬超寬帶信號進(jìn)行隨機(jī)投影觀測;(2)對輸入的模擬超寬帶信號進(jìn)行頻域的投影觀測,并利用投影系數(shù)與基函數(shù)的線性組合粗略重構(gòu)信號;(3)利用主成分分析法對粗略重構(gòu)信號進(jìn)行K-L分解,得到信號自相關(guān)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(shí)現(xiàn)信號的再次重構(gòu)。該結(jié)構(gòu)能夠在非合作環(huán)境下實(shí)現(xiàn)對超寬帶信號的低速采樣和精確重構(gòu)。2.為了簡化采樣系統(tǒng)的結(jié)構(gòu),降低系統(tǒng)的復(fù)雜度,我們提出了正交投影的并行采結(jié)構(gòu)。該結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)思路是,首先分析了基于隨機(jī)投影的并行采樣結(jié)構(gòu)在功能上與AIC結(jié)構(gòu)的一致性,然后對隨機(jī)投影的并行采樣結(jié)構(gòu)與頻域投影系數(shù)的采樣結(jié)構(gòu)在結(jié)構(gòu)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(jié)構(gòu)。該結(jié)構(gòu)與隨機(jī)投影的混合采樣結(jié)構(gòu)的原理相同,都能夠在非合作環(huán)境下實(shí)現(xiàn)對超寬帶信號的低速采樣和精確重構(gòu),但該結(jié)構(gòu)有著更高的信號采樣壓縮比。經(jīng)過仿真實(shí)驗(yàn)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(jié)構(gòu)都能夠精確的重構(gòu)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(jìn)一步對兩種采樣結(jié)構(gòu)的性能分析,對實(shí)際重構(gòu)的精度和誤差做了評估研究,提出了進(jìn)一步提高了采樣結(jié)構(gòu)采樣性能的改進(jìn)方向,發(fā)現(xiàn)了算法上的不足之處,提出了改進(jìn)的措施。
【學(xué)位授予單位】：西安電子科技大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2015
【分類號】：TN925;TN911.7

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本文編號：1289640