壓縮采樣中的模擬信息轉(zhuǎn)換技術(shù)研究.pdf

1、隨著電子信息的發(fā)展，軍事部門越來(lái)越依賴于利用無(wú)線電通信對(duì)部隊(duì)進(jìn)行指揮與部署。現(xiàn)代軍事戰(zhàn)爭(zhēng)已演變?yōu)橐粓?chǎng)對(duì)電子資源利用與爭(zhēng)奪的戰(zhàn)爭(zhēng)，敵對(duì)雙方在信號(hào)截獲與反截獲的斗爭(zhēng)將愈演愈烈，各種各樣的通信方式不斷涌現(xiàn)，隨之而來(lái)的截獲與識(shí)別手段也不斷提升。為此，若作為通信方則盡可能使用低截獲概率的信號(hào)體制，如寬頻段高速跳頻、猝發(fā)、跳時(shí)等方式通信。受限于奈奎斯特理論的約束如對(duì)超寬帶高速跳頻信號(hào)處理，在滿足性能要求前提下，將面臨高采樣率、快處理速度等問(wèn)題的挑戰(zhàn)

2、。稀疏表示與壓縮感知理論指出，稀疏信號(hào)可通過(guò)一組線性測(cè)量值重建得到原信號(hào)。在獲得測(cè)量值時(shí)，采樣率可低于奈奎斯特采樣率。因此，基于壓縮采樣的寬頻段無(wú)線電偵測(cè)方法，將具有重要的應(yīng)用價(jià)值和實(shí)際意義。
　　 本論文先從信號(hào)的稀疏表示與壓縮傳感理論展開(kāi)討論，將運(yùn)用于離散場(chǎng)合的壓縮傳感理論進(jìn)行適當(dāng)變換，構(gòu)建出適合模擬場(chǎng)合使用的模擬信息轉(zhuǎn)換器AIC用以代替?zhèn)鹘y(tǒng)的ADC，能有效緩解由上述特殊信號(hào)體制通信(如超寬帶高速跳頻通信)給前端高速ADC與

3、海量存儲(chǔ)設(shè)備帶來(lái)的巨大壓力。但是，經(jīng)AIC采集后的數(shù)據(jù)，不再是一般意義上的時(shí)域數(shù)據(jù)，在此我們稱之為信息域數(shù)據(jù)，使得常規(guī)的信號(hào)處理方法不再有效，這又給后期的信號(hào)處理帶來(lái)新的難題，使得AIC的應(yīng)用受到限制。為此，本文針對(duì)上述情況，提出了幾種能用于特殊信號(hào)體制(超寬帶、高速跳頻)通信的信息域數(shù)據(jù)處理方法。
　　 論文可概括為關(guān)鍵的兩部分。第一部分：模擬信息轉(zhuǎn)換器AIC。以壓縮采樣技術(shù)為基礎(chǔ)，重點(diǎn)講述了三種AIC實(shí)現(xiàn)結(jié)構(gòu)：直接型、分段積

4、分型與預(yù)調(diào)制型。并且通過(guò)仿真驗(yàn)證了三種實(shí)現(xiàn)結(jié)構(gòu)的可行性，詳細(xì)比較三者的性能、特點(diǎn)，指出各自適用場(chǎng)合。鑒于預(yù)調(diào)制型AIC結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，還對(duì)其進(jìn)行了硬件電路設(shè)計(jì)，結(jié)合硬件初步探討了影響AIC信噪比的幾個(gè)要素。第二部分：信息域數(shù)據(jù)處理方法。首先，在現(xiàn)有稀疏分解算法的基礎(chǔ)上，詳細(xì)討論了的幾種針對(duì)信息數(shù)據(jù)的重建算法，并對(duì)其中兩種算法進(jìn)行了詳細(xì)的性能分析。其次，針對(duì)超寬帶高速跳頻信號(hào)的應(yīng)用場(chǎng)合，結(jié)合原有稀疏分解的算法，避開(kāi)了數(shù)據(jù)重建的環(huán)節(jié)，通過(guò)對(duì)信息數(shù)