基于低秩近似的通信信號欠采樣算法研究及應(yīng)用.pdf

1、在通信信號處理過程中，為實現(xiàn)信號的無失真采樣，根據(jù)奈奎斯特采樣定理，我們必須設(shè)置采樣率不小于信號最高頻率的2倍，這樣不僅給ADC提高了要求，而且還對后續(xù)的信號處理增加了運算難度。
　　實際通信過程中，利用欠采樣的方式采樣得到的數(shù)據(jù)可能只是極少的樣本點的集合，需要對信號進行恢復(fù)，而通信信號在傳輸過程中通常會受到信道中噪聲及其他因素的影響，如何將信號中的有效信息提取出來是很關(guān)鍵的部分。通信信號在矩陣化之后是具有低秩性的，而隨機采樣得到

2、的樣本點雖然很少但是包含了信號的主要信息，因此可以利用低秩矩陣重建的技術(shù)設(shè)計一種新的低秩信號的解調(diào)方式。
　　本論文主要研究了低秩通信信號在欠采樣的情況下，對信號進行恢復(fù)以及解調(diào)的方法。首先分析了通信信號的低秩結(jié)構(gòu)，闡明在不同信噪比條件下的高斯白噪聲和符號間干擾對通信信號低秩結(jié)構(gòu)的影響。其次利用矩陣填充算法對部分通信信號進行了恢復(fù)，并提出了基于秩一分解的信號解調(diào)算法，通過仿真比較了不同信噪比和采樣率條件下矩陣恢復(fù)算法和壓縮感知算法

3、對部分低秩通信信號修復(fù)的性能。
　　最后本論文在通用軟件無線電平臺上實現(xiàn)了基于矩陣填充算法的欠采樣低秩通信信號的修復(fù)及基于秩一分解的通信信號解調(diào)，完成了算法在軟件無線電平臺上的部署和代碼實現(xiàn)。在FPGA上完成了隨機下采樣算法，在DSP實現(xiàn)了欠采樣通信信號的修復(fù)算法和基于低秩分解的DSSS信號直接解調(diào)算法，通過實測數(shù)據(jù)研究多種通信波形在不同的抽取比例和信號頻率條件下的信號恢復(fù)性能以及不同信噪比條件下的解調(diào)性能，驗證了矩陣填充算法在修