基于壓縮感知的寬帶數(shù)字接收機研究.pdf

1、隨著數(shù)字技術(shù)的發(fā)展以及數(shù)字信號處理算法的進步，信號的數(shù)字處理顯得尤為重要。信號采樣理論是信號從模擬轉(zhuǎn)化為數(shù)字的關(guān)鍵，也逐漸成為信號處理過程中的關(guān)鍵步驟。在傳統(tǒng)信號采樣理論中，采樣率與信號的頻率以及帶寬關(guān)系密切。但是隨著信號頻率或者帶寬的增加，傳統(tǒng)采樣理論對采樣率的要求逐漸提高，甚至已經(jīng)成為信號采樣的瓶頸問題。而且隨著日趨復(fù)雜的電磁環(huán)境，數(shù)字接收機也面臨著巨大的挑戰(zhàn)。
　　針對以上問題，本文通過對壓縮感知理論的研究給出了一種新的解決

2、方案，即利用信號的稀疏性，可以對信號進行低速采樣，并且采樣數(shù)據(jù)的個數(shù)得到了減少。本文的主要內(nèi)容是研究壓縮感知理論在寬帶數(shù)字接收機設(shè)計中的應(yīng)用，以及根據(jù)輸入信號的特點設(shè)計了一種寬帶數(shù)字接收機系統(tǒng)并做了在板測試。包括以下幾個方面：
　　1.給出了壓縮感知的基礎(chǔ)理論，包括信號的稀疏表示、壓縮測量以及重構(gòu)算法；總結(jié)了數(shù)字接收機的相關(guān)理論，主要包括傳統(tǒng)采樣理論、抽取、多相濾波。
　　2.研究了壓縮感知理論在模擬稀疏信號上的應(yīng)用，討論了

3、基于LRS（Limited Random Sequence）隨機序列解調(diào)的三種AIC（Analog-to-Information Converter）壓縮采樣結(jié)構(gòu)，即：模擬信息轉(zhuǎn)換器基本結(jié)構(gòu)、并行壓縮采樣結(jié)構(gòu)、分段式壓縮采樣結(jié)構(gòu)。對這三種結(jié)構(gòu)分別進行功能仿真和性能仿真對比，結(jié)果說明了三種結(jié)構(gòu)在模擬信號壓縮采樣上的有效性以及良好的抗干擾性。
　　3.在FPGA中實現(xiàn)了模擬信息轉(zhuǎn)換器基本結(jié)構(gòu)的整體過程并進行了仿真和在板測試。得到的壓縮

4、測量值與MATLAB中測量值的對比結(jié)果證明了壓縮采樣結(jié)構(gòu)在硬件上的實現(xiàn)可能性。
　　4.研究了壓縮感知理論中的重構(gòu)算法。首先給出了MP（Matching Pursuits）算法（匹配追蹤算法）和OMP（Orthogonal Matching Pursuit）算法（正交匹配追蹤算法）二者的優(yōu)劣。通過對OMP算法的重構(gòu)性能仿真，研究了重構(gòu)成功率與稀疏信號的稀疏度、壓縮測量值個數(shù)和輸入信號信噪比之間的關(guān)系。最后對OMP算法在DSP中進行