基于壓縮感知的次Nyquist采樣實(shí)現(xiàn).pdf

1、超寬帶頻譜估計(jì)與感知在信號處理與無線電通信領(lǐng)域有著非常廣泛的應(yīng)用，例如在認(rèn)知無線電的頻譜感知方向，幫助非授權(quán)用戶在建立一條通信鏈路之前，感知某段頻譜以確定其是否為未被占用的授權(quán)頻譜。但實(shí)現(xiàn)中仍面臨較多問題，其中較為突出的一點(diǎn)，過高的有效瞬時(shí)帶寬使得傳統(tǒng)的奈奎斯特采樣系統(tǒng)制作難度變得很大，并且ADC的帶寬與采樣率直接制約了可測量信號的范圍。
　　隨著近年來壓縮感知的興起與飛速發(fā)展，人們對寬帶稀疏信號的處理逐漸產(chǎn)生了新的認(rèn)識。這種將壓

2、縮感知與硬件實(shí)現(xiàn)相結(jié)合的方式，在降低采樣頻率的同時(shí)，更是完成了數(shù)據(jù)壓縮，且最終通過算法重構(gòu)后，不會損失信號信息。因此這種信息采集方式在信號處理領(lǐng)域的應(yīng)用也越來越多，如Eldar等人提出的MWC系統(tǒng)， Wakin等人提出的NUS系統(tǒng)等。
　　本文利用通信信號頻域的稀疏特性，將寬帶信號的頻譜估計(jì)建模成壓縮感知問題，實(shí)現(xiàn)了一種新的次奈奎斯特采樣框架。該框架分為信號采集和信號重構(gòu)兩大部分，主要針對頻譜感知問題。工作重點(diǎn)體現(xiàn)在信號采集，結(jié)合

3、GAMP-PCSBL算法制作了硬件實(shí)驗(yàn)平臺，不僅以低采樣頻率方法替代了傳統(tǒng)奈奎斯特采樣，而且在硬件成本上具有很大優(yōu)勢。
　　該硬件實(shí)驗(yàn)平臺的主要工作分為硬件設(shè)計(jì)和系統(tǒng)調(diào)試兩部分。硬件設(shè)計(jì)從硬件實(shí)現(xiàn)方案到芯片選型及電路設(shè)計(jì)，涵蓋了前端接收模塊、延時(shí)模塊和數(shù)字采集模塊，其中數(shù)字采集板以FPGA作為主控芯片，可以通過編程，靈活的實(shí)現(xiàn)多路ADC時(shí)時(shí)同步采集及大容量存儲。根據(jù)采樣框架需求，延時(shí)模塊在系統(tǒng)中至關(guān)重要。當(dāng)信號經(jīng)過功分延時(shí)電路之后