基于壓縮感知的射頻信號采樣系統(tǒng)技術(shù)研究.pdf

1、作為模擬信號與數(shù)字信號系統(tǒng)的橋梁,數(shù)據(jù)采集模塊性能的優(yōu)劣成為了制約數(shù)字信號處理系統(tǒng)發(fā)展的關(guān)鍵因素。在許多實(shí)際應(yīng)用場合,傳統(tǒng)的Nyquist采樣方案已經(jīng)無法滿足要求。通過將系統(tǒng)對數(shù)據(jù)采樣的壓力轉(zhuǎn)移到后續(xù)的數(shù)字信號處理中,壓縮感知理論證明了以遠(yuǎn)低于滿足Nyquist采樣定理的采樣速率對信號信息進(jìn)行直接采樣的可能性,即在某種意義上突破了Nyquist采樣定理的限制。壓縮感知理論的發(fā)展對數(shù)字信號處理領(lǐng)域具有重要的意義。
　　本文詳細(xì)介紹了

2、傳統(tǒng)數(shù)據(jù)壓縮編碼的基本數(shù)學(xué)模型,以及傳統(tǒng)數(shù)據(jù)壓縮方法的優(yōu)缺點(diǎn)。詳細(xì)闡述了壓縮感知理論框架以及壓縮感知實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)壓縮的數(shù)學(xué)模型。分析了壓縮感知應(yīng)用中所要解決的三個關(guān)鍵問題,包括如何對信號進(jìn)行稀疏表示,滿足有限等距(Restricted Isometry Property,RIP)準(zhǔn)則的觀測矩陣的設(shè)計,信號重構(gòu)算法的選擇。闡述了基于傳統(tǒng)Nyquist采樣定理的采樣系統(tǒng)的數(shù)據(jù)采樣方案。包括并行交替式采樣方案和信道化采樣方案的原理以及應(yīng)用的局限性

3、。詳細(xì)的介紹了基于壓縮感知理論的模擬信息轉(zhuǎn)換器(Analog-to-Information Converter,AIC)系統(tǒng)方案的實(shí)現(xiàn)原理以及該系統(tǒng)中等價形式的壓縮感知觀測矩陣的理論推導(dǎo)。
　　設(shè)計了基于壓縮感知理論的射頻信號采樣系統(tǒng)實(shí)際方案,主要為包括低噪聲放大器、均衡網(wǎng)絡(luò)、混頻器和低通濾波器的模擬前端以及包括AD采樣和時鐘網(wǎng)絡(luò)的數(shù)字模塊的設(shè)計。完成了對正交匹配追蹤算法的仿真,根據(jù)所處理的信號的特點(diǎn)完成了對算法的改進(jìn),在不降低信