頻譜感知技術(shù)中壓縮感知模擬信息轉(zhuǎn)換的研究.pdf

1、無線通信技術(shù)的發(fā)展為人們提供了越來越高效、便捷的生活，但通信系統(tǒng)對頻譜資源的需求也在不斷增加。認知無線電技術(shù)中的頻譜感知技術(shù)，可以有效解決可分配頻譜資源稀缺與頻譜資源利用率不足的問題。但是，受制于傳統(tǒng)Nyquist采樣定理兩倍于最高頻率獲取采樣值的約束，使寬帶頻譜感知的硬件實現(xiàn)代價較大。壓縮感知理論的發(fā)展和基于壓縮感知理論下的模擬信息轉(zhuǎn)換技術(shù)的提出，為直接進行寬帶頻譜感知，由理論應用到實際提供了途徑，對突破寬頻帶檢測時的寬帶瓶頸有重要意

2、義。本文針對壓縮感知理論條件下的模擬信息轉(zhuǎn)換器技術(shù)和其在頻譜感知技術(shù)上的應用進行了深入研究。
　　1.闡述了頻譜感知技術(shù)和壓縮感知理論的研究現(xiàn)狀和基本知識，著重研究了模擬信號的直接壓縮采樣方式，并遵循壓縮感知理論的研究思路，詳細闡述了模擬信息壓縮采樣模型進行信號采集時的稀疏表示過程、測量矩陣形成過程，以及利用重構(gòu)算法進行信號恢復過程，并詳細分析了基于壓縮采樣進行寬頻帶頻譜感知的理論支撐。
　　2.詳細研究了基于壓縮感知理論進

3、行稀疏模擬信號壓縮測量的模擬信息轉(zhuǎn)換機制。首先，研究了應用最廣、發(fā)展較成熟的RD-AIC，并模擬了實際信號壓縮采樣仿真流程；之后研究了RMPI-AIC，并針對RMPI-AIC在需要大量信息采集時，并聯(lián)之路過多會導致系統(tǒng)硬件復雜度上升的問題，著重研究了可以對采樣信號分段采樣的S-AIC，這種模擬信息轉(zhuǎn)換器通過對實際采樣測量值進行元素位置變換擴展，構(gòu)造新的等效測量矩陣用于重構(gòu)原始信號；并依據(jù)此機制的方法，我們提出了一種組合變換方式對測量矩陣

4、進一步擴展，使獲得用于信號重構(gòu)的測量矩陣進一步增大，從而更充分利用采樣信息，以提升壓縮采樣信號的重構(gòu)能力，之后我們通過理論推導和仿真驗證，證明出我們所提出的方案在實際采樣并行之路數(shù)沒有改變的情況下，信號恢復效果得到一定提升。
　　3.研究了一種基于S-AIC寬帶壓縮頻譜檢測方法。通過我們所研究的S-AIC的模擬信息轉(zhuǎn)換機制與功率譜檢測技術(shù)相結(jié)合，實現(xiàn)低采樣速率、低硬件花費條件下可靠的寬頻帶頻譜感知，驗證了S-AIC寬帶頻譜檢測的可