基于壓縮感知的寬帶數(shù)字接收機(jī)研究.pdf

1、隨著數(shù)字技術(shù)的發(fā)展以及數(shù)字信號(hào)處理算法的進(jìn)步，信號(hào)的數(shù)字處理顯得尤為重要。信號(hào)采樣理論是信號(hào)從模擬轉(zhuǎn)化為數(shù)字的關(guān)鍵，也逐漸成為信號(hào)處理過程中的關(guān)鍵步驟。在傳統(tǒng)信號(hào)采樣理論中，采樣率與信號(hào)的頻率以及帶寬關(guān)系密切。但是隨著信號(hào)頻率或者帶寬的增加，傳統(tǒng)采樣理論對(duì)采樣率的要求逐漸提高，甚至已經(jīng)成為信號(hào)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(jī)也面臨著巨大的挑戰(zhàn)。
　　針對(duì)以上問題，本文通過對(duì)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(hào)的稀疏性，可以對(duì)信號(hào)進(jìn)行低速采樣，并且采樣數(shù)據(jù)的個(gè)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(jī)設(shè)計(jì)中的應(yīng)用，以及根據(jù)輸入信號(hào)的特點(diǎn)設(shè)計(jì)了一種寬帶數(shù)字接收機(jī)系統(tǒng)并做了在板測(cè)試。包括以下幾個(gè)方面：
　　1.給出了壓縮感知的基礎(chǔ)理論，包括信號(hào)的稀疏表示、壓縮測(cè)量以及重構(gòu)算法；總結(jié)了數(shù)字接收機(jī)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(hào)上的應(yīng)用，討論了

3、基于LRS（Limited Random Sequence）隨機(jī)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(duì)這三種結(jié)構(gòu)分別進(jìn)行功能仿真和性能仿真對(duì)比，結(jié)果說明了三種結(jié)構(gòu)在模擬信號(hào)壓縮采樣上的有效性以及良好的抗干擾性。
　　3.在FPGA中實(shí)現(xiàn)了模擬信息轉(zhuǎn)換器基本結(jié)構(gòu)的整體過程并進(jìn)行了仿真和在板測(cè)試。得到的壓縮

4、測(cè)量值與MATLAB中測(cè)量值的對(duì)比結(jié)果證明了壓縮采樣結(jié)構(gòu)在硬件上的實(shí)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(duì)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(hào)的稀疏度、壓縮測(cè)量值個(gè)數(shù)和輸入信號(hào)信噪比之間的關(guān)系。最后對(duì)OMP算法在DSP中進(jìn)行