傳統(tǒng)奈奎斯特采樣定理要求信號(hào)的采樣頻率必須大于信號(hào)最高頻率的兩倍,受其約束,在雷電定位系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)過(guò)程中,為滿足實(shí)時(shí)性要求和提高分辨率及精確度,定位系統(tǒng)在信號(hào)處理過(guò)程與硬件設(shè)備要求上面臨著信號(hào)高采樣率,數(shù)據(jù)處理效率慢及存儲(chǔ)空間巨大等問(wèn)題的嚴(yán)峻挑戰(zhàn)。 壓縮感知的出現(xiàn),為解決上述問(wèn)題提供了一個(gè)全新的方法。壓縮感知打破了奈奎斯特定理的限制,提出了只需要少量采樣值即可恢復(fù)原始信號(hào)的方法。針對(duì)稀疏信號(hào)或可壓縮信號(hào),壓縮感知理論在采樣的同時(shí)完成對(duì)信號(hào)的壓縮,其采樣率遠(yuǎn)低于奈奎斯特采樣定理限制下的采樣率。最后,可通過(guò)合理的重構(gòu)算法,精確地重構(gòu)出原始信號(hào)。 本文的主要研究工作有三部分。第一部分介紹壓縮感知理論及其應(yīng)用,重點(diǎn)介紹涉及本文研究?jī)?nèi)容的重構(gòu)算法。第二部分是針對(duì)類似雷電信號(hào)的非零系數(shù)集中、數(shù)據(jù)量巨大的特殊結(jié)構(gòu)稀疏信號(hào),對(duì)壓縮感知重構(gòu)算法進(jìn)行改進(jìn),即引入等距離信號(hào)分解及多核多線程的并行處理技術(shù),成功實(shí)現(xiàn)對(duì)此類信號(hào)的壓縮與重構(gòu)。第三部分是將壓縮感知技術(shù)運(yùn)用于雷電定位系統(tǒng)信息處理當(dāng)中,實(shí)現(xiàn)雷電定位系統(tǒng)對(duì)信號(hào)的高效處理的目的。同時(shí),大大減小硬件設(shè)備對(duì)雷電信號(hào)的存儲(chǔ)壓力。 經(jīng)過(guò)對(duì)仿真和雷電定位系統(tǒng)對(duì)實(shí)際雷電信號(hào)的處理結(jié)果分析可知,基于信號(hào)分解的壓感知算法可克服類似雷電信號(hào)的稀疏信號(hào)的特殊性,可成功實(shí)現(xiàn)對(duì)此類信號(hào)的壓縮與重構(gòu),而多核多線程的并行處理技術(shù)使得信號(hào)在重構(gòu)時(shí)的效率得到很大的提高。
【學(xué)位單位】：北京郵電大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位年份】：2015
【中圖分類】：P427.32;P412
【部分圖文】：

lE確識(shí)別云地閃后，我們可以對(duì)云地閃進(jìn)行定位，云閃計(jì)數(shù)。計(jì)數(shù)標(biāo)準(zhǔn)為，對(duì)1msi己隸L<：度內(nèi)的波形進(jìn)行分析，確定有云閃脈沖，〖己錄為1次。圖2-4為一次典型的云地閃波形“ ：i I 1 _丨丨‘、f ?叫丨 、；-- xrw^xi TFf f圖2-4 —次云地閃電波形針對(duì)原始雷lU定位系統(tǒng)中，提取存在雷電信',」+峰Pu的數(shù)據(jù)包，提取出其數(shù)據(jù)，并在mat lab I:品示，可得到雷屯信V勾T間的關(guān)系如丨到2-5所示。18

然|(|丨上述的分段方法川O喆碭�；^-5的火數(shù)據(jù)信巧^1^然是行不通的。符先分析其原閃。由圖2-5可知，從整體上看，該信M屈干稀疏彳fV么，且信號(hào)長(zhǎng)度為.500000，稀疏度約為60000。由于信號(hào)數(shù)據(jù)量大，必須使用拆分縮感知處理。但此信號(hào)非零點(diǎn)比較免中，其按h述分段壓縮感知方法進(jìn)行分段，則會(huì)出現(xiàn)架些子信號(hào)段全為零位，架些子19

3.2 基于等間隔取點(diǎn)信號(hào)分解模型的壓~.感知算法仿真分析首先以圖3-1中的原始信號(hào)為研宄對(duì)象，該信號(hào)長(zhǎng)度為580，稀疏度為20。將該信號(hào)分為n(n=l，2，3，4)個(gè)子信號(hào)，再進(jìn)行測(cè)量、重構(gòu)并進(jìn)行分析。其中各個(gè)仿真過(guò)程中的參數(shù)設(shè)置如下：采樣率均取/^ = 0.6。即信號(hào)長(zhǎng)度AV觀測(cè)值個(gè)數(shù)M，以及對(duì)應(yīng)的觀測(cè)矩陣0滿足關(guān)系：M/ = 0.6

【參考文獻(xiàn)】

相關(guān)期刊論文 前2條

1 張春梅;尹忠科;肖明霞;;基于冗余字典的信號(hào)超完備表示與稀疏分解[J];科學(xué)通報(bào);2006年06期

2 李樹(shù)濤;魏丹;;壓縮傳感綜述[J];自動(dòng)化學(xué)報(bào);2009年11期

本文編號(hào)：2807823