基于压缩感知的跳频信号分析与实现
发布时间：2022-02-24 04:45
跳频信号的载波频率可依照具有一定规律的伪随机序列进行跳变,具有抗干扰、易组网、低截获等诸多优势,故而其在军用领域以及民用领域都得到了十分广泛的应用。传统的针对跳频信号的分析方式都是基于奈奎斯特采样定理的,但是随着通信技术的不断发展,跳频信号的带宽不断提高,跳频信号的分析处理遇到了瓶颈。与此同时一种面向稀疏信号的压缩感知理论横空出世,其可以远低于奈奎斯特采样速率的采样率对信号完成采样且可精确重构得到原始信号,为跳频信号的分析处理打开了一扇全新的大门。因此,本文主要基于压缩感知的相关理论对跳频信号进行分析,并设计实现了一个基于压缩感知理论的跳频信号参数提取系统。本文的主要研究内容如下:1.对跳频通信及压缩感知的基本原理进行了介绍。对比了常用的几种观测矩阵,并针对于不同的观测数目以及稀疏度的信号重构成功概率进行了论证分析。2.对压缩感知的数据采集方案进行了研究。对面向模拟稀疏信号的AIC结构以及面向多频带信号的MWC结构进行了细致的分析,鉴于硬件条件的局限,针对采集过程中所需求通道数目较多的情况提出了一种以降低各子信道以及其他数字处理过程中的采样率为代价来减少子信道数目的方案,引入了基于多相...
【文章来源】：西安电子科技大学陕西省211工程院校教育部直属院校
【文章页数】：78 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
现有的一些ADC器件的采样频率与ENOB的关系
研究潜力可见一斑。依托于对压缩感知的深入研究，莱斯大学与美国德州仪器公司联合研发出了如图1.3 所示的单像素数码相机[18]，紧随其后，麻省理工学院多媒体实验室也对单像素相机做了跟进研究，并研发出了无透镜成像的单像素相机。单像素相机减小了在非消费领域中传统数码相机数据传输和存储过程中对传感器以及存储器的硬件要求。图 1.3 单像素相机的具体结构压缩感知理论还广泛应用于医学领域。核磁共振检测虽然对患者不会造成致命性损伤，然其辐射的磁场或多或少会给患者带来不适，将压缩感知与核磁共振成像技术相结合[19]，能够减少核磁共振检查所用时间，不仅将对患者的不良影响降至最低，同时还能降低该过程的高额费用，为广大患者带来了福音[20]。在自然条件极为恶劣的环境下，信号采集工作往往受困于精密设备的能源供应，而应用压缩感知理论可以降低采集设备的复杂度，从而实现其功耗的大幅降低。除此之外，压缩感知在无线通信、人脸识别以及生物传感等多个领域都得到了广泛的应用。压缩感知理论的分析对象经历过一段时间的发展。从最开始那些自身具有稀疏特性的信号逐渐发展到那些经正交投影后具有稀疏特性的信号，Holger.Rauhut 又提出，若信号在正交基上不够稀疏但在冗余字典中具有稀疏特性时，可通过采用阈值迭代法
图 5.5 示波器抓取的部分伪随机序列信号多相滤波信道化结构的实现本文的跳频信号参数提取系统，跳频信号首先通过 MWC 结构，但由于其物理规格(74mm*42mm)制约，无法在单板上实现 M=32板上可以实现 MWC 结构的单路混频和滤波过程，随后通过配置 其输出的滤波后信号进行采样，然而此时得到的仍是对于单路在完成采样后需将采样得到的信号接入一多相滤波结构内以实现.7 为将如图 5.5 所示伪随机序列信号经图 5.6 结构进行混频、滤图，由此图可知，本次观测选取的中频为 140MHz，相邻两个频 0.9986MHz/1=0.9986MHz，也就是说每个子通道的宽度为 0.998 1MHz 的通道带宽相差仅为 0.0014MHz，亦即当对 32 个通道采48MHz，该偏差在误差允许范围内，故而可推导得出其后压缩采 0.9986*32 32MHz。
【参考文献】：
期刊论文
[1]压缩感知理论在图像处理领域的应用[J]. 朱明,高文,郭立强. 中国光学. 2011(05)
[2]基于循环平稳特性的跳频信号盲检测算法[J]. 王建雄,张立民,张媛,夏沭涛. 舰船电子工程. 2011(09)
[3]跳频信号侦察技术研究[J]. 雷迎科,钟子发,吴彦华,郑大炜. 舰船电子对抗. 2006(06)
[4]基于干扰子空间估计的跳频多址信号检测[J]. 王霞,朱世华,孙德龙. 西安交通大学学报. 2004(08)
博士论文
[1]宽带频谱压缩感知算法研究[D]. 查淞.国防科学技术大学 2014
[2]压缩感知宽带接收机关键技术研究[D]. 于楠.哈尔滨工业大学 2013
[3]认知无线电宽带频谱感知技术研究[D]. 王悦.北京邮电大学 2011
[4]基于DFT和小波变换的数字信号分析的研究及其在现代仪器平台中的应用[D]. 代俊光.电子科技大学 2000
硕士论文
[1]基于压缩感知的跳频信号盲处理系统的设计与实现[D]. 邱砚驰.西安电子科技大学 2015
[2]压缩感知确定性测量矩阵的构造及其有限等距性质研究[D]. 张德生.燕山大学 2015
[3]超高速跳频通信系统的设计与实现[D]. 郭冬.西安电子科技大学 2015
[4]基于AIC的压缩感知雷达信号处理应用研究[D]. 刘金璐.大连海事大学 2015
[5]宽带高速跳频信号侦察技术研究[D]. 王昊.国防科学技术大学 2014
[6]基于压缩感知的跳频信号检测与参数估计技术[D]. 许浩.电子科技大学 2014
[7]基于压缩感知的跳频信号盲捕获系统设计与实现[D]. 牛浩鑫.西安电子科技大学 2014
[8]基于稀疏度检测的宽带压缩频谱感知方法研究[D]. 刘京川.北京邮电大学 2013
[9]基于压缩感知的跳频信号盲检测技术研究[D]. 吴俊.西安电子科技大学 2013
[10]基于压缩感知的跳频信号重构算法研究[D]. 张妍飞.西安电子科技大学 2013
本文编号：3642004
【文章来源】：西安电子科技大学陕西省211工程院校教育部直属院校
【文章页数】：78 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
现有的一些ADC器件的采样频率与ENOB的关系
研究潜力可见一斑。依托于对压缩感知的深入研究，莱斯大学与美国德州仪器公司联合研发出了如图1.3 所示的单像素数码相机[18]，紧随其后，麻省理工学院多媒体实验室也对单像素相机做了跟进研究，并研发出了无透镜成像的单像素相机。单像素相机减小了在非消费领域中传统数码相机数据传输和存储过程中对传感器以及存储器的硬件要求。图 1.3 单像素相机的具体结构压缩感知理论还广泛应用于医学领域。核磁共振检测虽然对患者不会造成致命性损伤，然其辐射的磁场或多或少会给患者带来不适，将压缩感知与核磁共振成像技术相结合[19]，能够减少核磁共振检查所用时间，不仅将对患者的不良影响降至最低，同时还能降低该过程的高额费用，为广大患者带来了福音[20]。在自然条件极为恶劣的环境下，信号采集工作往往受困于精密设备的能源供应，而应用压缩感知理论可以降低采集设备的复杂度，从而实现其功耗的大幅降低。除此之外，压缩感知在无线通信、人脸识别以及生物传感等多个领域都得到了广泛的应用。压缩感知理论的分析对象经历过一段时间的发展。从最开始那些自身具有稀疏特性的信号逐渐发展到那些经正交投影后具有稀疏特性的信号，Holger.Rauhut 又提出，若信号在正交基上不够稀疏但在冗余字典中具有稀疏特性时，可通过采用阈值迭代法
图 5.5 示波器抓取的部分伪随机序列信号多相滤波信道化结构的实现本文的跳频信号参数提取系统，跳频信号首先通过 MWC 结构，但由于其物理规格(74mm*42mm)制约，无法在单板上实现 M=32板上可以实现 MWC 结构的单路混频和滤波过程，随后通过配置 其输出的滤波后信号进行采样，然而此时得到的仍是对于单路在完成采样后需将采样得到的信号接入一多相滤波结构内以实现.7 为将如图 5.5 所示伪随机序列信号经图 5.6 结构进行混频、滤图，由此图可知，本次观测选取的中频为 140MHz，相邻两个频 0.9986MHz/1=0.9986MHz，也就是说每个子通道的宽度为 0.998 1MHz 的通道带宽相差仅为 0.0014MHz，亦即当对 32 个通道采48MHz，该偏差在误差允许范围内，故而可推导得出其后压缩采 0.9986*32 32MHz。
【参考文献】：
期刊论文
[1]压缩感知理论在图像处理领域的应用[J]. 朱明,高文,郭立强. 中国光学. 2011(05)
[2]基于循环平稳特性的跳频信号盲检测算法[J]. 王建雄,张立民,张媛,夏沭涛. 舰船电子工程. 2011(09)
[3]跳频信号侦察技术研究[J]. 雷迎科,钟子发,吴彦华,郑大炜. 舰船电子对抗. 2006(06)
[4]基于干扰子空间估计的跳频多址信号检测[J]. 王霞,朱世华,孙德龙. 西安交通大学学报. 2004(08)
博士论文
[1]宽带频谱压缩感知算法研究[D]. 查淞.国防科学技术大学 2014
[2]压缩感知宽带接收机关键技术研究[D]. 于楠.哈尔滨工业大学 2013
[3]认知无线电宽带频谱感知技术研究[D]. 王悦.北京邮电大学 2011
[4]基于DFT和小波变换的数字信号分析的研究及其在现代仪器平台中的应用[D]. 代俊光.电子科技大学 2000
硕士论文
[1]基于压缩感知的跳频信号盲处理系统的设计与实现[D]. 邱砚驰.西安电子科技大学 2015
[2]压缩感知确定性测量矩阵的构造及其有限等距性质研究[D]. 张德生.燕山大学 2015
[3]超高速跳频通信系统的设计与实现[D]. 郭冬.西安电子科技大学 2015
[4]基于AIC的压缩感知雷达信号处理应用研究[D]. 刘金璐.大连海事大学 2015
[5]宽带高速跳频信号侦察技术研究[D]. 王昊.国防科学技术大学 2014
[6]基于压缩感知的跳频信号检测与参数估计技术[D]. 许浩.电子科技大学 2014
[7]基于压缩感知的跳频信号盲捕获系统设计与实现[D]. 牛浩鑫.西安电子科技大学 2014
[8]基于稀疏度检测的宽带压缩频谱感知方法研究[D]. 刘京川.北京邮电大学 2013
[9]基于压缩感知的跳频信号盲检测技术研究[D]. 吴俊.西安电子科技大学 2013
[10]基于压缩感知的跳频信号重构算法研究[D]. 张妍飞.西安电子科技大学 2013
本文编号：3642004
本文链接：https://www.wllwen.com/kejilunwen/wltx/3642004.html
