基于压缩感知的宽带数字接收机研究

来源 :电子科技大学 | 被引量 : 6次 | 上传用户:dfhjaljgjre
下载到本地 , 更方便阅读
声明 : 本文档内容版权归属内容提供方 , 如果您对本文有版权争议 , 可与客服联系进行内容授权或下架
论文部分内容阅读
随着数字技术的发展以及数字信号处理算法的进步,信号的数字处理显得尤为重要。信号采样理论是信号从模拟转化为数字的关键,也逐渐成为信号处理过程中的关键步骤。在传统信号采样理论中,采样率与信号的频率以及带宽关系密切。但是随着信号频率或者带宽的增加,传统采样理论对采样率的要求逐渐提高,甚至已经成为信号采样的瓶颈问题。而且随着日趋复杂的电磁环境,数字接收机也面临着巨大的挑战。针对以上问题,本文通过对压缩感知理论的研究给出了一种新的解决方案,即利用信号的稀疏性,可以对信号进行低速采样,并且采样数据的个数得到了减少。本文的主要内容是研究压缩感知理论在宽带数字接收机设计中的应用,以及根据输入信号的特点设计了一种宽带数字接收机系统并做了在板测试。包括以下几个方面:1.给出了压缩感知的基础理论,包括信号的稀疏表示、压缩测量以及重构算法;总结了数字接收机的相关理论,主要包括传统采样理论、抽取、多相滤波。2.研究了压缩感知理论在模拟稀疏信号上的应用,讨论了基于LRS(Limited Random Sequence)随机序列解调的三种AIC(Analog-to-Information Converter)压缩采样结构,即:模拟信息转换器基本结构、并行压缩采样结构、分段式压缩采样结构。对这三种结构分别进行功能仿真和性能仿真对比,结果说明了三种结构在模拟信号压缩采样上的有效性以及良好的抗干扰性。3.在FPGA中实现了模拟信息转换器基本结构的整体过程并进行了仿真和在板测试。得到的压缩测量值与MATLAB中测量值的对比结果证明了压缩采样结构在硬件上的实现可能性。4.研究了压缩感知理论中的重构算法。首先给出了MP(Matching Pursuits)算法(匹配追踪算法)和OMP(Orthogonal Matching Pursuit)算法(正交匹配追踪算法)二者的优劣。通过对OMP算法的重构性能仿真,研究了重构成功率与稀疏信号的稀疏度、压缩测量值个数和输入信号信噪比之间的关系。最后对OMP算法在DSP中进行了实现并验证了DSP中实现OMP算法的正确性。5.给出了宽带数字接收机的一种设计方案,用于分析DSP中得到的重构信号的频谱信息。并对系统进行了在板测试,测试结果说明了系统功能的正确性。
其他文献
社交网络(SocialNetwork Service, SNS)是人们在互联网上传播信息,进行交流的平台和载体。它以人或者人的活动为主体,以关系链为纽带,利用各种行为对用户之间的关系进行维系
近年来,随着无线网络数据流量快速增长,如何进一步提升网络吞吐量和降低端到端时延已成为迫切需要解决的问题。IEEE802.11n标准是电气与电子工程师协会正式批准新一代高速无线
基于立体视觉的深度感知技术,工作原理是获得场景中不同位置图像中的映射点所对应的视差关系,结合相机标定参数获得该空间点的深度信息。深度感知技术作为一种智能视觉测量技
跳频通信具有抗干扰、抗跟踪、高频谱利用率且保密性好等特点,广泛应用于军事通信;直接序列扩频通信也具有抗噪声、抗多径、抗衰落、可用于高精度测量等特性并被广泛应用。两者
波达方向(DOA)估计是阵列信号参数估计的代表,传统的高分辨DOA估计算法通常假定空间信源位于阵列远场,各个阵元接收到的信号波前为平面波。然而,当信源靠近阵列位于近场菲涅尔区域
无线网络的飞速发展以及多媒体业务需求的快速增长使得有限的无线资源与多媒体业务间不断提高的服务质量(QoS)需求之间的矛盾日益尖锐,因此既能提高网络整体性能又可以支持高质