基于壓縮感知的寬帶信號(hào)采集研究及硬件實(shí)現(xiàn).pdf

1、受模數(shù)轉(zhuǎn)換器(Analog-to-digital, ADC)采樣能力的限制，以奈奎斯特-香農(nóng)采樣定理為理論基礎(chǔ)的傳統(tǒng)信息采集方式在處理寬帶稀疏信號(hào)時(shí)遇到了技術(shù)瓶頸。而對(duì)ADC采樣能力要求較低的欠奈奎斯特采樣(sub-Nyquist sampling)方式，往往需要提供待處理模擬信號(hào)的頻譜先驗(yàn)信息，才能完成采樣后的信號(hào)重構(gòu)(Signal Reconstruction)過程。
　　近年來在信息領(lǐng)域興起的壓縮感知理論，為解決寬帶稀疏信號(hào)

2、采集的難題帶來了新的思路。與傳統(tǒng)的信息采集流程不同，基于壓縮感知理論的信息采集方式將信號(hào)采樣與數(shù)據(jù)壓縮過程合二為一，既獲取了輸入信號(hào)中的關(guān)鍵成分又簡化了操作步驟。采樣后小數(shù)據(jù)量的信息不僅方便傳輸與存儲(chǔ)，而且通過精確的算法能夠完美重構(gòu)原始信號(hào)。
　　本文的研究工作包括基于壓縮感知理論的信息采集系統(tǒng)的框架搭建及其硬件實(shí)現(xiàn)研究。結(jié)合課題的技術(shù)指標(biāo)，信息采集系統(tǒng)處理的信號(hào)類型是符合多頻帶模型的寬帶稀疏模擬信號(hào)。該信息采集系統(tǒng)能處理未知先驗(yàn)

3、頻譜信息的模擬輸入信號(hào)，屬于欠奈奎斯特盲采樣，稱為壓縮采樣系統(tǒng)。
　　壓縮采樣系統(tǒng)包括信號(hào)采樣模塊和信號(hào)重構(gòu)模塊兩個(gè)部分。在信號(hào)采樣階段，符合多頻帶模型的模擬信號(hào)首先與高速率的符號(hào)交替波形相乘，乘積通過合適截止頻率的低通濾波器之后，以遠(yuǎn)低于原信號(hào)奈奎斯特率(Nyquist rate)的采樣率進(jìn)行采樣。信號(hào)重構(gòu)階段，原始信號(hào)的支撐集(support set)能否恢復(fù)決定著信號(hào)重構(gòu)的成敗。在接收采樣樣本后，首先使用相關(guān)算法計(jì)算出信號(hào)的