基于压缩感知的模拟—信息转换器研究

发布时间：2017-10-13 06:40

  本文关键词：基于压缩感知的模拟—信息转换器研究

  更多相关文章： 压缩感知 模拟-信息转换器 信号采样 信号重构

【摘要】：近年来,模拟-信息转换器(Analog-Information-Converter,AIC)以压缩感知(Compressed Sensing,CS)理论为基础,颠覆了传统的信号采集与处理观念,直接将具有稀疏性的模拟信号以远低于奈奎斯特采样速率进行采集。AIC已成为国内外研究的热点。针对不同的稀疏信号,设计不同的AIC方案有着非常实用的工程需求和实际意义。本文在现有AIC方案信号采集的研究基础之上,研究了三种AIC系统方案,主要工作如下:提出一种基于多比较器的多音频信号采集方案。与现有时域编码方案(Time Encoding Machine,TEM)相比,降低了积分器的复位频率,提高了复位电路的响应精准度,降低了系统采样率。仿真分析证明了该方案能实现从21.6%奈奎斯特速率采样数据中高概率重构原始多音频信号。基于改进奈奎斯特折叠接收器(Nyquist Folding Receiver,NYFR)架构,本文提出一种基于离散Chirp傅里叶变换(Discrete Chirp-Fourier Transform,DCFT)算法的线性调频(Linear Frequency Modulation,LFM)信号采样与参数估计方法。该方法利用DCFT对LFM信号的二维参数匹配,实现LFM信号起始频率和调频率的精确估计。基于FFT与DCFT的相似性,本方案的DCFT数字信号处理结构简单。仿真分析证明了该方法可以准确地估计出多分量LFM的参数。为简化调制宽带转换器(Modulated Wideband Converter,MWC)的高速伪随机序列产生器,基于MWC方案架构,提出了基于多振荡器伪随机加权的混合多音频信号产生器,替代了高速伪随机序列产生器,降低了系统实现难度。经多带信号重构性能仿真,证明所提方案与基于二进制伪随机序列的MWC方案相比重构效果基本相同,但结构简单、易实现。
【关键词】：压缩感知 模拟-信息转换器 信号采样 信号重构
【学位授予单位】：南京航空航天大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：TN911.7
【目录】：

• 摘要4-5
• Abstract5-10
• 缩略词10-11
• 第一章 绪论11-19
• 1.1 研究背景及意义11-13
• 1.2 国内外研究现状13-17
• 1.2.1 传统信号采集的研究概述13
• 1.2.2 压缩感知理论的研究概述13-15
• 1.2.3 模拟-信息转换器的研究概述15-17
• 1.3 本文的主要工作及内容安排17-19
• 第二章 模拟-信息转换器19-27
• 2.1 引言19
• 2.2 压缩感知基本理论19-23
• 2.2.1 原始信号稀疏表示20-21
• 2.2.2 测量矩阵设计21-22
• 2.2.3 稀疏重构22-23
• 2.3 AIC理论概述及组成框图23-26
• 2.3.1 窄带AIC系统23-25
• 2.3.2 宽带AIC系统25-26
• 2.4 本章小结26-27
• 第三章 一种基于多比较器的多音频信号采集方案27-37
• 3.1 引言27
• 3.2 积分-点火电路基础27-29
• 3.3 改进的积分-点火电路29-32
• 3.3.1 采样理论29
• 3.3.2 信号模型29-30
• 3.3.3 信号重构30-31
• 3.3.4 OMP算法31-32
• 3.4 仿真实验及分析32-36
• 3.5 本章小结36-37
• 第四章 基于NYFR和DCFT的LFM信号采样与参数估计37-45
• 4.1 引言37-38
• 4.2 基于NYFR和DCFT的LFM信号采样与参数估计框架38
• 4.3 基于该框架的AIC方案38-41
• 4.3.1 基于NYFR的信号采样38-39
• 4.3.2 离散Chirp傅里叶变换（DCFT）39-40
• 4.3.3 基于DCFT的LFM信号参数估计40-41
• 4.4 仿真实验及分析41-44
• 4.5 本章小结44-45
• 第五章 基于多音频信号的宽带调制转换器45-56
• 5.1 引言45-46
• 5.2 宽带信号采集基础46-49
• 5.3 基于多音频混频信号的MWC方案49-52
• 5.3.1 信号模型49-50
• 5.3.2 多带信号重构50-52
• 5.4 仿真实验及分析52-55
• 5.5 本章小结55-56
• 第六章 总结与展望56-58
• 参考文献58-66
• 致谢66-67
• 在学期间的研究成果及发表的学术论文67

【参考文献】

中国期刊全文数据库 前10条

1 文方青;张弓;陶宇;刘苏;冯俊杰;;面向低信噪比的自适应压缩感知方法[J];物理学报;2015年08期

2 张弓;文方青;陶宇;刘苏;贲德;;模拟-信息转换器研究进展[J];系统工程与电子技术;2015年02期

3 盖建新;付平;孙继禹;林海军;吴丽华;;基于随机投影思想的MWC亚奈奎斯特采样重构算法[J];电子学报;2014年09期

4 董子刚;李严;张元亭;;一种新的模拟到信息转换系统[J];电子学报;2013年09期

5 石光明;刘丹华;高大化;刘哲;林杰;王良君;;压缩感知理论及其研究进展[J];电子学报;2009年05期

6 刘建成;刘忠;王雪松;肖顺平;王国玉;;高斯白噪声背景下的LFM信号的分数阶Fourier域信噪比分析[J];电子与信息学报;2007年10期

7 马艳荣;马丽艳;张玉洁;;基于似P范数FOCUSS的稀疏信号盲分离[J];工程地球物理学报;2007年04期

8 刘建成;王雪松;刘忠;肖顺平;王国玉;;基于Wigner-Hough变换的LFM信号检测性能分析[J];电子学报;2007年06期

9 孙晓昶,皇甫堪;基于Wigner-Hough变换的多分量LFM信号检测及离散计算方法[J];电子学报;2003年02期

10 陈广江,贺德焕;一种非均匀间隔采样信号处理方法的研究[J];系统工程与电子技术;1997年04期

，

本文编号：1023400