本文關(guān)鍵詞：基于聯(lián)合平移不變空間的多頻帶信號壓縮采樣研究，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

【摘要】：多頻帶信號是超寬帶通信、感知無線電和頻譜監(jiān)測等領(lǐng)域中的一種常見信號形式,信號接收機(jī)采樣獲得多頻帶信號是這些領(lǐng)域的重要應(yīng)用問題。傳統(tǒng)獲取多頻帶信號的方法需要已知信號的多個載頻信息,但是實(shí)際應(yīng)用中往往是分布在上GHz甚至幾十GHz的頻率范圍內(nèi)且頻帶的載頻未知的盲多頻帶信號,傳統(tǒng)方法就此失效。由于聯(lián)合平移不變空間壓縮采樣(Compressed Sampling in Union of Shift-Invariant Spaces,CS-USI)模型可以為盲多頻帶信號提供實(shí)現(xiàn)欠Nyquist采樣的多種潛在壓縮采樣前端,從而找到易于硬件實(shí)現(xiàn)的壓縮采樣前端。深入研究了CS-USI模型的原理,從Shannon采樣的角度解釋了用CS-USI模型對頻譜進(jìn)行“分割”的方法原理,并給出空間生成元的時(shí)域形式;根據(jù)實(shí)際需求定義了幅度譜信噪比的概念,用于衡量信號重構(gòu)成功時(shí)其幅頻特性的準(zhǔn)確性。為了將多陪集壓縮采樣結(jié)構(gòu)(Compressed Sampling of Multi-Coset,CSMC)納入到CS-USI模型,論文從CS-USI模型的角度推導(dǎo)出CSMC的重構(gòu)關(guān)系式,并從頻域闡明了該采樣結(jié)構(gòu)工作過程的物理意義;擴(kuò)展了CSMC采樣函數(shù)的類型,并給出該類采樣函數(shù)需要滿足的條件。為了實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證CSMC的可行性,在較低的頻率范圍內(nèi)設(shè)計(jì)了一個CSMC實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證平臺,包括硬件和軟件設(shè)計(jì)方案;理論分析了高頻場合中系統(tǒng)誤差對CSMC性能的具體影響,并提出估計(jì)誤差的最小二乘估計(jì)方法,用估計(jì)出的誤差對重構(gòu)算法中的感知矩陣進(jìn)行校正。針對ADC的滿功率帶寬是CSMC的瓶頸問題,提出了調(diào)制多陪集壓縮采樣結(jié)構(gòu)(Compressed Sampling of Modulated Multi-Coset,CSMMC),使其可以在更寬的頻率范圍內(nèi)工作;理論推導(dǎo)出該結(jié)構(gòu)的重構(gòu)關(guān)系式和采樣函數(shù)時(shí)域形式,證明了CSMMC也是CS-USI模型的一個實(shí)例;分析出該結(jié)構(gòu)中混頻函數(shù)需要滿足的數(shù)學(xué)條件,從而給出了采樣函數(shù)的選擇依據(jù);仿真實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明,CSMMC可以實(shí)現(xiàn)盲多頻帶信號的壓縮采樣并高概率重構(gòu)信號。對CSMMC的通道數(shù)、具體混頻函數(shù)、低通濾波器參數(shù)、ADC參數(shù)和通道誤差進(jìn)行了細(xì)致的仿真實(shí)驗(yàn)或理論分析。提出一種簡化CSMMC通道數(shù)量的設(shè)計(jì)并仿真驗(yàn)證了其可行性;指出CSMMC具有“選擇性感知”特性,并利用該特性提出一種并行結(jié)構(gòu)的性能拓展方案,仿真實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明該方案可以靈活適用于稀疏度波動較大的場合。
【關(guān)鍵詞】：盲多頻帶信號 壓縮采樣 聯(lián)合平移不變空間 多陪集壓縮采樣結(jié)構(gòu) 調(diào)制多陪集壓縮采樣結(jié)構(gòu)
【學(xué)位授予單位】：哈爾濱工業(yè)大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2015
【分類號】：TN911.7
【目錄】：

• 摘要4-5
• Abstract5-9
• 第1章 緒論9-16
• 1.1 課題背景及研究的目的和意義9-10
• 1.2 多頻帶信號采樣理論發(fā)展及現(xiàn)狀分析10-14
• 1.2.1 載頻已知條件下的采樣方法10-11
• 1.2.2 盲多頻帶信號的壓縮采樣方法11-14
• 1.2.3 聯(lián)合平移不變空間壓縮采樣14
• 1.3 本文研究內(nèi)容及論文結(jié)構(gòu)14-16
• 第2章 聯(lián)合平移不變空間壓縮采樣原理研究16-32
• 2.1 Shannon采樣定理16-17
• 2.2 聯(lián)合平移不變空間17-22
• 2.2.1 信號的空間描述與信號重構(gòu)17-19
• 2.2.2 信號采樣與數(shù)字信號轉(zhuǎn)換過程19-21
• 2.2.3 雙正交性21-22
• 2.2.4 聯(lián)合平移不變空間中的稀疏信號22
• 2.3 壓縮感知理論及其拓展22-26
• 2.3.1 基本模型22-24
• 2.3.2 多測量向量模型及求解24
• 2.3.3 k-稀疏無限測量向量模型及求解24-26
• 2.4 聯(lián)合平移不變空間壓縮采樣26-28
• 2.4.1 序列的壓縮測量及重構(gòu)26-28
• 2.4.2 應(yīng)用條件28
• 2.5 多頻帶盲信號建模28-31
• 2.5.1 聯(lián)合平移不變空間建模28-30
• 2.5.2 多頻帶信號的稀疏性30
• 2.5.3 信號重構(gòu)成功的標(biāo)準(zhǔn)30-31
• 2.5.4 信號頻譜恢復(fù)優(yōu)劣的標(biāo)準(zhǔn)31
• 2.6 本章小結(jié)31-32
• 第3章 多陪集壓縮采樣結(jié)構(gòu)研究32-53
• 3.1 多陪集壓縮采樣結(jié)構(gòu)32-39
• 3.1.1 基本模型推導(dǎo)33-36
• 3.1.2 多陪集壓縮采樣結(jié)構(gòu)的物理意義36-38
• 3.1.3 多陪集壓縮采樣結(jié)構(gòu)的采樣函數(shù)擴(kuò)展38-39
• 3.2 多陪集壓縮采樣實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證平臺設(shè)計(jì)39-47
• 3.2.1 通道數(shù)壓縮與系統(tǒng)參數(shù)設(shè)計(jì)39-41
• 3.2.2 系統(tǒng)設(shè)計(jì)方案41-45
• 3.2.3 上位機(jī)程序設(shè)計(jì)45-46
• 3.2.4 系統(tǒng)實(shí)驗(yàn)46-47
• 3.3 系統(tǒng)非理想因素分析與校正47-52
• 3.3.1 系統(tǒng)誤差影響分析48-50
• 3.3.2 基于最小二乘的誤差估計(jì)50-52
• 3.4 本章小結(jié)52-53
• 第4章 調(diào)制多陪集壓縮采樣結(jié)構(gòu)53-73
• 4.1 問題引出53
• 4.2 調(diào)制多陪集壓縮采樣結(jié)構(gòu)53-59
• 4.2.1 信號重構(gòu)關(guān)系推導(dǎo)55-56
• 4.2.2 采樣函數(shù)推導(dǎo)56-57
• 4.2.3 調(diào)制多陪集壓縮采樣結(jié)構(gòu)的物理意義57-58
• 4.2.4 仿真實(shí)驗(yàn)參數(shù)設(shè)置58-59
• 4.3 結(jié)構(gòu)參數(shù)選擇59-67
• 4.3.1 通道數(shù)影響59-60
• 4.3.2 周期信號的選擇60-62
• 4.3.3 低通濾波器的參數(shù)選擇62-65
• 4.3.4 ADC參數(shù)65-67
• 4.3.5 通道增益誤差與時(shí)間延遲誤差67
• 4.4 結(jié)構(gòu)簡化與性能擴(kuò)展67-72
• 4.4.1 通道數(shù)壓縮67-69
• 4.4.2 選擇性感知特性與性能擴(kuò)展69-72
• 4.5 本章小結(jié)72-73
• 結(jié)論73-74
• 參考文獻(xiàn)74-80
• 攻讀學(xué)位期間發(fā)表的論文、專利80-82
• 致謝82

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  本文關(guān)鍵詞：基于聯(lián)合平移不變空間的多頻帶信號壓縮采樣研究，，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

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