壓縮感知理論在超寬帶系統(tǒng)中的應(yīng)用.pdf

1、超寬帶（Ultra-Wideband, UWB）具有抗干擾性好、傳輸速度高、空間容量大、功耗極低等優(yōu)點(diǎn)，在高速信息傳輸、測(cè)距與成像、無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)、雷達(dá)探測(cè)等領(lǐng)域被廣泛應(yīng)用。然而，以Nyquist-Shannon定理為理論基礎(chǔ)的采樣技術(shù)已滿足不了UWB系統(tǒng)對(duì)信號(hào)高速采樣的需求，信號(hào)的高速采樣已然成為UWB研究中一個(gè)難以攻克的技術(shù)瓶頸。
　　壓縮感知（Compressive Sensing,CS）是一種突破傳統(tǒng)信號(hào)處理模式的全新的信

2、號(hào)采樣和處理理論，該理論能用遠(yuǎn)低于Nyquist-Shannon采樣定理要求的速率，對(duì)可壓縮信號(hào)進(jìn)行采樣和重構(gòu)。CS理論的出現(xiàn)為UWB系統(tǒng)的信號(hào)采集和處理提供了一種新的解決方案。
　　本論文就是圍繞CS理論在UWB采樣系統(tǒng)中的應(yīng)用而開(kāi)展的研究工作。首先對(duì)CS理論的主要內(nèi)容和算法進(jìn)行了系統(tǒng)的分析和介紹，為將CS理論合理運(yùn)用在UWB采樣系統(tǒng)中打好了基礎(chǔ)；其次，本論文提出了一種基于CS理論的UWB信號(hào)處理方案，并利用數(shù)值仿真的方法對(duì)線形

3、和圓形兩種陣列天線接收到的調(diào)制高斯型時(shí)域瞬態(tài)UWB陣列信號(hào)進(jìn)行CS處理，驗(yàn)證了該信號(hào)處理方案的可行性和有效性；最后，為了進(jìn)一步降低UWB系統(tǒng)的采樣率，本論文對(duì)所提出的基于CS理論的UWB信號(hào)處理方案進(jìn)行進(jìn)一步的優(yōu)化。同時(shí)，也為稀疏基函數(shù)的選擇提出了一些有效選擇方法。優(yōu)化后，在保證精確重構(gòu)的前提下，可以使采樣率降低至Nyquist-Shannon采樣率的5％以內(nèi)，這對(duì)于克服傳統(tǒng)采樣系統(tǒng)對(duì)UWB陣列信號(hào)采樣的瓶頸限制有著重要的意義。本文所提