基于空間采樣理論的一種欠采樣自適應(yīng)重構(gòu)系統(tǒng)研究.pdf

1、為了克服信號(hào)帶寬的急劇膨脹與采樣系統(tǒng)ADC器件速率的矛盾，涌現(xiàn)了諸如多通道并行時(shí)間交替采樣結(jié)構(gòu)、周期非均勻采樣技術(shù)等技術(shù)手段。對(duì)于具有稀疏性、大帶寬、復(fù)雜多變等特征的電子信號(hào)，實(shí)現(xiàn)從模擬到信息的轉(zhuǎn)換技術(shù)逐漸成為了一個(gè)熱門(mén)研究課題。本論文就是在空間采樣理論的思想指導(dǎo)下，利用壓縮感知相關(guān)算法，提出一種欠采樣自適應(yīng)重構(gòu)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)，在遠(yuǎn)低于奈奎斯特采樣頻率條件下，使得對(duì)原始信號(hào)的采樣過(guò)程既能保持信號(hào)的信息，又能從小于香農(nóng)采樣定理要求的采樣樣本值中

2、通過(guò)一定的算法完整地重構(gòu)出原信號(hào)。文中根據(jù)空間采樣理論的基本概念，通過(guò)對(duì)采樣空間與信號(hào)空間的構(gòu)造與信號(hào)的投影，研究了欠采樣自適應(yīng)重構(gòu)的數(shù)學(xué)模型；進(jìn)一步利用“修正算子”完成從采樣空間到信號(hào)空間的權(quán)系數(shù)轉(zhuǎn)換，獲得了欠采樣自適應(yīng)重構(gòu)系統(tǒng)的總體結(jié)構(gòu)。
　　對(duì)于上述方法驗(yàn)證系統(tǒng)的設(shè)計(jì)，選取瞬時(shí)單音分布的跳頻信號(hào)作為測(cè)試對(duì)象，搭建以大規(guī)模可編程FPGA器件為核心的硬件實(shí)現(xiàn)平臺(tái)，從修正算子模塊、學(xué)習(xí)機(jī)制模塊、自適應(yīng)重構(gòu)濾波模塊三個(gè)方面展開(kāi)邏輯設(shè)

3、計(jì)。利用學(xué)習(xí)機(jī)制模塊中正交匹配跟蹤算法對(duì)跳頻信號(hào)所屬空間進(jìn)行實(shí)時(shí)跟蹤，據(jù)此簡(jiǎn)化修正算子的計(jì)算過(guò)程，并且控制重構(gòu)濾波器系數(shù)的選取?？紤]到系統(tǒng)設(shè)計(jì)的復(fù)雜性以及FPGA的邏輯資源占用率，提出了一種時(shí)分復(fù)用重構(gòu)濾波器結(jié)構(gòu)以實(shí)現(xiàn)信號(hào)自適應(yīng)重構(gòu)。
　　欠采樣自適應(yīng)重構(gòu)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)實(shí)現(xiàn)為空間采樣技術(shù)從理論研究向?qū)嶋H系統(tǒng)應(yīng)用做了探索性嘗試，根據(jù)對(duì)硬件電路驗(yàn)證及測(cè)試結(jié)果，進(jìn)一步證明了該系統(tǒng)可以有效地對(duì)測(cè)試目標(biāo)進(jìn)行實(shí)時(shí)跟蹤與欠采樣重構(gòu)，對(duì)空間采樣在數(shù)字