基于壓縮感知的電力線信道特征提取及重構(gòu)技術(shù)研究.pdf

1、隨著通信頻帶越來越高，為了更好地利用頻譜資源，對(duì)通信信道特征的研究顯得尤為重要。國內(nèi)外學(xué)者通過實(shí)地測(cè)量與實(shí)驗(yàn)室理論分析分別從信道噪聲、信道傳輸特征、阻抗特征等方面衡量各種場景下的通信環(huán)境。信道特征提取方法能夠分析提取各個(gè)場景下的噪聲以及信道傳輸特征數(shù)據(jù)，以便于后期在實(shí)驗(yàn)室環(huán)境下量化和模擬現(xiàn)場觀測(cè)到的通信環(huán)境。本文將討論電力線通信場景下的信道特征提取分析方法，實(shí)現(xiàn)對(duì)電力線噪聲和信道傳輸特征的實(shí)時(shí)壓縮提取與分析處理。
　　由于傳統(tǒng)的模

2、數(shù)轉(zhuǎn)換采集信道特征數(shù)據(jù)將面臨大數(shù)量處理問題，本文提出了一種基于壓縮感知技術(shù)的電力線噪聲特征和電力線信道傳輸特征提取分析方法。通過分析研究電力線噪聲特征和信道傳輸特征，利用其稀疏性，只需采集、提取、存儲(chǔ)少量的噪聲與信道特征有效參數(shù)，從而減少數(shù)據(jù)處理量，降低對(duì)存儲(chǔ)硬件的要求與硬件成本。壓縮感知技術(shù)通過信號(hào)稀疏表示、測(cè)量壓縮信號(hào)、恢復(fù)重構(gòu)信號(hào)三個(gè)階段對(duì)采集到的電力線噪聲與信道沖擊響應(yīng)進(jìn)行處理和分析，在采集端充分利用采集信號(hào)自身特征對(duì)其壓縮測(cè)量

3、，降低前端采集設(shè)備的要求，而將重點(diǎn)放在后端對(duì)于CS恢復(fù)重構(gòu)算法的設(shè)計(jì)上。作為CS重構(gòu)算法中易實(shí)現(xiàn)且運(yùn)用最廣泛的算法，本文將分析研究典型貪婪類算法：正交匹配追蹤算法（OMP，Orthogonal Matching Pursuit）、分段正交匹配追蹤算法（StOMP，Stagewise Orthogonal Matching Pursuit）、正則化正交匹配追蹤算法（ROMP，Regularized Orthogonal Matching

4、Pursuit）以及子空間追蹤算法（SP，Subspace Pursuit）應(yīng)用于電力線噪聲特征和信道傳輸特征提取器分析模塊的重構(gòu)性能。不但從理論上分析了四種重構(gòu)算法的詳細(xì)實(shí)現(xiàn)過程和四類算法之間的關(guān)系，還通過Matlab仿真從算法的重構(gòu)誤差和算法運(yùn)行時(shí)間兩方面進(jìn)行性能分析。運(yùn)用四類重構(gòu)算法重構(gòu)壓縮測(cè)量的電力線信道特征，考慮壓縮維度和信噪比等因素對(duì)壓縮感知重構(gòu)算法的影響進(jìn)行仿真分析。根據(jù)理論分析結(jié)果和仿真分析結(jié)果，給出了相應(yīng)的結(jié)論，選取最