检索结果-内蒙古大学图书馆

作者：莫禹钧云南大学

学位级别：硕士

谱线检测是射电天文观测的关键技术之一。根据观察到的星体谱线,可以了解星体的一些重要特征,比如运行轨迹、总粒子数密度、年龄等。这些特征所对应的分子辐射谱线载频位置极高,都在GHz量级以上。基于传统高速数据采集的射电天文终端设... 详细信息

谱线检测是射电天文观测的关键技术之一。根据观察到的星体谱线,可以了解星体的一些重要特征,比如运行轨迹、总粒子数密度、年龄等。这些特征所对应的分子辐射谱线载频位置极高,都在GHz量级以上。基于传统高速数据采集的射电天文终端设备存在很多局限性,无法很好地满足天文学家同时观测更多谱线和同时观测频率相差很远的分子多个转动跃迁的要求。射电天文信号是在频域上稀疏的信号。压缩感知理论正是针对在某个域上稀疏的信号提出的,该理论可以解决传统采样在高频信号采集中ADC采样率高和数据存储容量大的问题。基于压缩感知理论的信号采集把采样过程和压缩过程合二为一,以较低的采样率采样得到较少的数据,最后通过求解最优问题来对原始稀疏信号进行重构。随机解调器、多倍集采样和调制宽带转换器三种压缩采样模型的提出使得压缩感知理论进入实用阶段。论文对随机解调器信号采样与重构理论进行分析研究,在仿真实验的基础上,设计了硬件电路,并通过FPGA实现随机解调器采样与重构。首先,论文介绍了压缩感知的基本原理,包括压缩感知理论的三大核心问题以及三种压缩采样模型。其次,论文深入分析了随机解调器信号采样与重构方法,并进行了算法仿真实验。最后,设计了硬件电路实现随机解调器。硬件电路包括如下几个部分：信号预处理部分通过精心挑选合适的芯片并对每个模块进行仿真验证后设计制作了相应的电路板；信号采样与数据缓存通过FPGA对ADC和SDRAM控制完成；原始信号的稀疏矢量重构利用omp算法,首先对omp算进行改进,然后在设计中通过资源复用、并行计算和避开复杂运算(如开方运算)等方法在FPGA上优化设计实现,既加快了运算速度又减少硬件电路的复杂度。对随机解调器的仿真验证了系统的可行性。硬件实现的随机解调器系统充分利用了FPGA并行计算的优势,能以较低的采样率对频域稀疏信号进行采样并对其进行谱线观测。实验结果表明,该系统实现了压缩采样,以40MHz的采样率成功的对最高频率为80MHz的信号进行谱线检测。

关键词：谱线检测稀疏信号压缩感知随机解调器 omp算法

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基于压缩感知理论的图像多描述编码研究

基于压缩感知理论的图像多描述编码研究

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作者：王旭培云南大学

学位级别：硕士

信号在恶劣信道传输时,数据包难免会因噪声干扰等问题而出现错码或丢包等问题,因此如何能解决由以上问题而产生的接收端图像质量下降的问题近年来已经成为了一个非常热门的研究项目。而多描述编码因其能满足实时数据在不可靠信道传输时... 详细信息

信号在恶劣信道传输时,数据包难免会因噪声干扰等问题而出现错码或丢包等问题,因此如何能解决由以上问题而产生的接收端图像质量下降的问题近年来已经成为了一个非常热门的研究项目。而多描述编码因其能满足实时数据在不可靠信道传输时可以保证数据恢复质量的要求而受到越来越广泛的关注。由于多描述编码的编码方法是将原图像分为多个相互独立的描述来进行编码,并通过各自独立的信道传输至解码端,使每个描述都能独立恢复出质量可接受的图像,因而可在图像通信应用中增强信号的鲁棒性。传输条件恶劣的信道,尤其是无线信道和网络信道传统的信号采样必须遵循香农采样定理,产生的大量数据造成了存储空间的浪费。压缩感知理论为信号采集技术带来了革命性的突破,它采用非自适应线性投影来保持信号的原始结构,提出一种新的采样理论,能够以远低于奈奎斯特采样速率采样信号,通过数值最优化问题准确重构出原始信号。压缩感知的基本论点是如果信号具有稀疏性,可投影到一个与变换基不相关的随机矩阵并获得远少于信号长度的测量值,再通过求解优化问题,精确重构信号。本文首先将图像经由小波变换增大稀疏度,随后利用Matlab随机生成一个观测矩阵,用随机矩阵对变换矩阵做非相关观测,然后将所得到的观测矩阵尝试几种图像分割方法将图像进行分割,利用不同量化精度的组合成若干个描述子,并通过单独的算术编码器编解码,再分别通过omp算法和小波逆变换比较重构图像的压缩比和PSNR值(峰值性噪比),结果显示将图像奇偶按列分割的方法可以获得较高的恢复图像质量。

关键词：多描述编码压缩感知 omp算法 PSNR

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基于压缩感知的OFDM系统信道估计

基于压缩感知的OFDM系统信道估计

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作者：刘雨溪哈尔滨工程大学

学位级别：硕士

目前在移动通信系统中正交频分复用(OFDM, Orthogonal Frequency Division Multiplexing)技术因为其突出的优越性正在广泛的被使用。考虑到无线通信系统的传输特性和OFDM系统本身的带宽较宽的性质,对OFDM技术来说信道估计技术是非常关... 详细信息

目前在移动通信系统中正交频分复用(OFDM, Orthogonal Frequency Division Multiplexing)技术因为其突出的优越性正在广泛的被使用。考虑到无线通信系统的传输特性和OFDM系统本身的带宽较宽的性质,对OFDM技术来说信道估计技术是非常关键的一个步骤。对于现有的OFDM系统信道估计方法来说在分配导频数据时普遍都需要满足奈奎斯特准则,这就导致导频分配灵活性的降低。在这种情况下,考虑将可以突破奈奎斯特采样准则局限的压缩感知(CS, Compressed Sensing)技术应用到OFDM系统的信道估计中。利用无线信道所展现出的稀疏特性,建立模型将OFDM系统信道估计的问题利用压缩感知技术来解决,通过这种方法信道估计的有效性和精度可以大大提高。本文首先简单介绍了测量矩阵的分类和区别,在随机测量矩阵中着重介绍了Toeplitz测量矩阵,之后对其进行如下改进:将Toeplitz矩阵等间隔取行,然后为了增强其列相关性对其进行正交化变换,实验结果表明优化的Toeplitz测量矩阵在恢复残差方面有所下降,而在信号的精确重构概率方面有所提升。但是Toeplitz矩阵因为它的随机性具有不稳定的弊端,所以本文考虑利用混沌序列来构造测量矩阵,因为混沌系统产生的序列具有良好的伪随机性质,可以提高稳定性,而且实现起来简单一些。本文选择利用Logistic映射产生的混沌序列来构造测量矩阵,并提出奇异值分解方法对其进行如下改进:对Logistic测量矩阵进行奇异值分解之后,根据均值更改特征值,之后得到优化的测量矩阵,实验结果表明这种优化可以显著提高Logistic测量矩阵的精确重构概率。之后本文在信号重构过程中对omp算法进行了改进,由于omp算法中在每次更新迭代的索引集合时,只单独选择一个与残差相关性最大的元素,所以本文考虑在每次更新时选择两个与残差相关性最大的元素,实验结果表明这种优化在重构概率上相比于omp算法有了很大的提高。最后本文构造了基于压缩感知的OFDM信道估计模型,结合对测量矩阵的改进和重构算法的改进进行信道估计,经过仿真分析证明,首先基于压缩感知技术的信道估计方法要优于传统的信道估计方法,在此基础上结合改进的Toeplitz测量矩阵、Logistic测量矩阵及其奇异值分解的改进测量矩阵以及选择改进的omp重构算法时,都可以进一步提高基于压缩感知的OFDM系统信道估计的精度。

关键词： OFDM 信道估计压缩感知测量矩阵混沌序列 omp算法

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基于匹配追踪算法阈值改进的MIMO-OFDM信道估计研究

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现代电子技术 2018年第1期41卷 9-12,16页

作者：吴君钦李宁王加莉江西理工大学江西赣州341000

对于MIMO-OFDM系统信道估计的研究在国内外已经取得了一定的成果,其中采用CoSaMP算法进行信道估计时支撑候选集的选择尤为重要。采用CoSaMP算法对MIMO-OFDM信道进行估计,并在此基础上引入原子弱选择标准对候选集进行更进一步的优化,使... 详细信息

对于MIMO-OFDM系统信道估计的研究在国内外已经取得了一定的成果,其中采用CoSaMP算法进行信道估计时支撑候选集的选择尤为重要。采用CoSaMP算法对MIMO-OFDM信道进行估计,并在此基础上引入原子弱选择标准对候选集进行更进一步的优化,使改进后的CoSaMP算法在达到自适应的同时提高运算速率,达到信道估计算法自适应的目的。实验结果表明,对CoSaMP算法的候选集选择添加阈值后进行重构信号时复杂度降低,提高了运算速率,同时均方根误差较CoSaMP算法和omp算法都有一定的提高。

关键词：信道估计压缩感知 MIMO—OFDM 原子弱选择 CoSaMP算法 omp算法

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基于压缩感知的超宽带信道估计方法研究

基于压缩感知的超宽带信道估计方法研究

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作者：李国柱山东大学

学位级别：硕士

脉冲超宽带技术作为一种新的短距离无线通信技术,具有低功耗、高带宽,低复杂度、抗多径能力强、保密性好等优点。随着计算机技术和数字信号处理技术的飞速发展,我们希望能够在数字域上对脉冲超宽带信号进行处理。奈奎斯特采样定理表明... 详细信息

脉冲超宽带技术作为一种新的短距离无线通信技术,具有低功耗、高带宽,低复杂度、抗多径能力强、保密性好等优点。随着计算机技术和数字信号处理技术的飞速发展,我们希望能够在数字域上对脉冲超宽带信号进行处理。奈奎斯特采样定理表明：为了确保信号信息不丢失,采样率至少为目标信号最高频率的两倍以上。由于脉冲超宽带信号的超宽带特性,采样问题必定成为制约脉冲超宽带技术发展的主要因素之一不同于奈奎斯特采样理论,压缩感知可以在采样的同时压缩信号,是一种新的信号处理框架。该理论指出：如果信号是稀疏的或可压缩的,那么就可以通过一个与稀疏域不相关的观测矩阵去观测原信号,获得少量的观测点,然后通过相应的重构算法便可以从这些少量观测点中高概率地重构或者逼近出原始信号。因此,压缩感知为脉冲超宽带采样问题的解决提供了契机。本文主要对压缩感知脉冲超宽带系统信道估计这一问题进行研究,旨在提高信道估计性能,降低计算复杂度,提高信道重构效率。本文主要研究成果包括以下两个方面： 1.对于omp算法,有噪情况下,迭代过程中会选出大量的虚假原子,这就造成了信号重构效果的降低。针对这一问题,为了提高omp算法的原子选择精度,基于超宽带字典构造时的先验知识,我们对omp算法进行改进,提出了一种加权的omp算法(Womp)。该算法执行一种加权匹配的过程,能够大大提高原子的选择精度,增强算法的抗噪性能。对于多径分集稀疏字典,我们根据平均功率延迟剖面(Averaged Power Delay Profile, APDP)来确定各个原子的加权系数；对于特征向量稀疏字典,我们采用每个原子对应的特征值作为各原子的加权系数。另外,我们对采用Womp算法进行信道估计时的相关系数和误码率性能进行仿真分析,为了便于对比,我们同时给出了omp算法的仿真结果。仿真结果表明：无论采用哪种稀疏字典,采用Womp算法进行信道估计时较omp算法能够获得更好的相关系数和误码率性能。 2.对于传统压缩感知信道估计方法,我们需要一次性重构出整个信道波形。对于整个信道波形,其稀疏度和相应奈奎斯特采样点数较高,因此,其重构时的计算复杂度很高。为了降低重构计算复杂度,本文提出一种分段的压缩感知脉冲超宽带系统信道估计方法。该方法采用先分段重构后组合的方式获得信号相关模板。对于每段信号,其对应采样数目和稀疏度要远远小于整个信道波形的采样点数和稀疏度。因此,较传统压缩感知信道估计方法,该方法能够大大降低计算复杂度,提高信道估计效率。同时我们对其误码率性能进行了仿真分析。仿真结果表明：该分段方法不仅计算复杂度低,而且较传统压缩感知信道估计方法具有更好的误码率性能。

关键词：脉冲超宽带压缩感知信道估计 omp算法

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基于稀疏表示的图像去噪算法研究

基于稀疏表示的图像去噪算法研究

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作者：乔雅莉北京交通大学

学位级别：硕士

图像去噪是信号处理领域中的一个重要研究课题,稀疏表示理论的研究随着近年来兴起的压缩传感理论,越来越引起研究学者的重视。因此基于稀疏表示的图像去噪成为近年来该领域的一个前沿研究课题。本文在深入研究了稀疏表示理论及相关重构... 详细信息

图像去噪是信号处理领域中的一个重要研究课题,稀疏表示理论的研究随着近年来兴起的压缩传感理论,越来越引起研究学者的重视。因此基于稀疏表示的图像去噪成为近年来该领域的一个前沿研究课题。本文在深入研究了稀疏表示理论及相关重构算法的基础上,将小波去噪转化为一个最优化问题,从而建立了基于稀疏表示的去噪模型。文中分别采用了最速下降法和omp重构算法,通过恢复小波系数的稀疏性,达到去除噪声的目的。本文的主要工作如下: 建立一种基于稀疏表示的小波去噪模型。将小波去噪的问题转化为一个最优化问题,通过求解该问题,得到不含噪声的小波系数,最终达到去除噪声的目的。利用最速下降法求解上述问题,实现信号与图像的去噪。该方法将小波系数作为一个整体进行求解,利用了小波系数的整体特性,克服了小波阈值去噪仅对系数逐点处理的缺点。实验结果表明,该算法切实有效,特别是针对低信噪比信号和图像,表现出很好的效果。利用omp重构算法与迭代阈值思想来实现信号与图像去噪。由于omp算法仅适用于图像重构,不具有去噪性能,为此我们在omp算法迭代的过程中,引入了迭代阈值的思想,不断干预重构小波系数,使其更具稀疏性。实验结果表明,该方法对一维信号的处理效果很明显。

关键词：图像去噪稀疏表示最速下降法 omp算法

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基于UWB雷达系统的人体呼吸心跳信号检测方法

基于UWB雷达系统的人体呼吸心跳信号检测方法

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作者：梁璐广西大学

学位级别：硕士

目前随着雷达技术呈现出日新月异的变化,其应用领域也越来越广泛,基于UWB雷达系统的人体呼吸心跳信号检测方法,是在一定区域内、隔着某些介质(如墙壁、衣物等)、且在不接触被监测对象的条件下对该目标的呼吸心跳信号进行监测并提取的技... 详细信息

目前随着雷达技术呈现出日新月异的变化,其应用领域也越来越广泛,基于UWB雷达系统的人体呼吸心跳信号检测方法,是在一定区域内、隔着某些介质(如墙壁、衣物等)、且在不接触被监测对象的条件下对该目标的呼吸心跳信号进行监测并提取的技术,该技术具有远程监控、信号穿透能力高、不易受到干扰、精度高、非接触等优点。在医学检测、救援搜索、穿墙检测、现代战争及家庭日常监护都有广泛的应用价值。然而非接触式的人体呼吸心跳检测雷达系统还存在一些问题需要解决,如:由于UWB雷达系统会受外界环境的噪声干扰,且人体的呼吸心跳信号强度微弱,所以会导致雷达所接收到的信号随机性较强,从而增加了在低信噪比条件下从雷达回波中将目标的呼吸心跳信息提取出来的难度;选取合适的算法进行对回波信号实时处理从而对被测目标的生命体征信息实时且长期的检测等。为了可以准确地采集被测目标的呼吸心跳信号,回波信号的去噪处理和对呼吸心跳信息的提取就显得非常重要。本文着重介绍怎样根据目标雷达回波重构呼吸心跳的技术。本文主要从构建完整的UWB雷达硬件系统和呼吸心跳信号提取算法两方面入手,根据实际情况并结合上述问题展开了相关研究,具体工作如下:具体分析了UWB呼吸心跳监测雷达的硬件系统,通过对该雷达系统相应的参数指标进行计算,设计了电路图和PCB,选取了合适的天线、主控芯片(信号处理芯片)、信号发生模块、功率放大器、功分器、模数转换芯片等相关元器件。建立了一套完整的用于呼吸心跳检测的UWB雷达硬件系统。针对目标回波信号信噪比较低的问题,建立了信号回波去斜接收模型,提出均值滤波的方法,并通过相干积累,提高信噪比。然后利用MATLAB验证了该方法的有效性。针对非接触式人体呼吸心跳检测时,人体呼吸造成的胸腔起伏能量远远大于心跳造成的人体微动能量,由于目标回波信号是由人体肺部扩张、收缩及心脏跳动所共同产生的结果,同时人体的呼吸频率和心跳频率在频谱上存在一定的重叠部分。本文采用了加权稀疏重构和正交匹配追踪算法对回波信号进行重构。并通过MATLAB验证了该方法的有效性。最后通过实际实验让雷达系统采集正常人的呼吸心跳信号,并用上述的算法进行回波信号处理,可以得到较好的呼吸心跳信号。为了保证实验的准确性和客观性,在后续进行了多组实验,实验结果的频率误差均在可接受范围内。

关键词： UWB雷达系统呼吸心跳信号加权稀疏重构 omp算法

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基于空时域联合欠采样的MIMO雷达参数估计研究

基于空时域联合欠采样的MIMO雷达参数估计研究

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作者：梁诗儿南京理工大学

学位级别：硕士

随着MIMO技术在通信领域的广泛应用,MIMO雷达成为近年来雷达研究的热点。MIMO雷达通过同时使用多个天线发射不同波形并使用多个天线同时接收反射信号,从而可有效提高目标探测性能和雷达抗干扰能力。然而,由于采用多通道处理技术,MIMO雷... 详细信息

随着MIMO技术在通信领域的广泛应用,MIMO雷达成为近年来雷达研究的热点。MIMO雷达通过同时使用多个天线发射不同波形并使用多个天线同时接收反射信号,从而可有效提高目标探测性能和雷达抗干扰能力。然而,由于采用多通道处理技术,MIMO雷达相比传统雷达系统不可避免地增加了系统复杂度、功耗和成本等。因此,如何设计有效的MIMO雷达系统及相应的信号处理算法是MIMO雷达研究所面临的重要挑战。本文主要从信号采样理论的角度简化MIMO雷达系统设计,并发展相应的MIMO雷达高分辨目标参数估计算法。近年来,随着压缩感知理论的提出,采样理论也出现了新的发展。将压缩感知理论应用于模拟信号采集,人们提出了欠采样(又称“亚奈奎斯特(Sub-Nyquist)采样”)的概念。基于压缩感知的欠采样理论可利用信号的结构信息,如稀疏性、低秩性等,打破信号带宽和采样率之间的二倍关系,为实现宽带信号的低速采样提供理论基础。本文将在欠采样理论框架下,研究欠采样MIMO雷达设计问题,提出一种基于时域和空域联合欠采样的MIMO雷达。该欠采样MIMO雷达系统可采用低速ADC和较少的天线数量对雷达回波信号进行采集,同时仍可保持获取高分辨目标信息的能力。论文的主要工作如下:(1)论文提出一种空时域联合欠采样的方案,因此基于空时域联合欠采样的MIMO雷达可在保持空间和时间分辨率不变的情况下,减少天线的数量和ADC的采样率,降低MIMO雷达的系统复杂度和成本。(2)论文提出一种基于离散网格化的方法实现空时域联合欠采样MIMO雷达目标距离-角度联合估计的算法。该算法将传统的一维正交匹配追踪(Orthogonal Matching Pursuit,omp)算法改进成二维omp实现距离和方位角同时恢复估计。仿真实验表明该算法可有效实现基于空时域联合欠采样数据的目标参数估计。(3)论文针对基于网格化的算法在目标偏离网格时存在误差的问题,提出一种基于二维原子范数的无网格化目标参数估计算法。该方法将传统的原子范数算法改进成二维原子范数算法对MIMO雷达的目标参数距离和方位角同时估计。该算法利用了MIMO雷达中观测信号低秩性的特点,将参数估计问题转换成求解低秩矩阵的重构问题,从而实现MIMO雷达的目标参数估计。仿真实验表明该算法可实现目标距离和方位角的高分辨联合估计。

关键词： MIMO雷达压缩感知 omp算法原子范数参数估计

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基于压缩感知的气象雷达回波压缩采样与重建

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成都信息工程学院学报 2014年第5期29卷 503-508页

作者：刘露何建新曾强宇成都信息工程学院电子工程学院四川成都610225

由于Nyquist采样定理的限制,高分辨率气象雷达面临采样率过高、数据存储量过大等问题。压缩感知理论可以实现气象雷达信号的压缩采样,解决采样率过高等问题。基于压缩感知理论,分析了气象雷达回波信号的稀疏性,建立了气象雷达回波信号... 详细信息

由于Nyquist采样定理的限制,高分辨率气象雷达面临采样率过高、数据存储量过大等问题。压缩感知理论可以实现气象雷达信号的压缩采样,解决采样率过高等问题。基于压缩感知理论,分析了气象雷达回波信号的稀疏性,建立了气象雷达回波信号的压缩采样和重建的过程,并结合气象雷达实测的回波数据进行仿真。仿真结果表明,0.3倍采样率下的重建回波与原始回波存在较大误差,0.5倍采样率时误差明显降低,0.7倍采样率时则可高概率重建出原始回波。因此,将压缩感知理论应用于高分辨率气象雷达的信号处理中,可以实现在较低采样率下高概率重建原始回波信号。

关键词：气象雷达压缩感知稀疏分解非相干测量小波变换 omp算法

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基于小波变换的电生理信号压缩采样与重构

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网络新媒体技术 2014年第2期3卷 7-13页

作者：刘欣阳徐声伟周帅宋轶琳罗森林蔡新霞中国科学院电子学研究所北京100190 北京理工大学信息与电子学院北京100081 中国科学院大学北京100049

压缩感知是一个新兴领域,该理论可对信号以低于奈奎斯特采样率的速率进行成比例压缩采样,用来降低数据存储。本文基于压缩感知和小波变换,设计并实现了神经动作电位信号的压缩与重构。首先在小波域构造了64位神经动作电位信号的稀疏矩阵... 详细信息

压缩感知是一个新兴领域,该理论可对信号以低于奈奎斯特采样率的速率进行成比例压缩采样,用来降低数据存储。本文基于压缩感知和小波变换,设计并实现了神经动作电位信号的压缩与重构。首先在小波域构造了64位神经动作电位信号的稀疏矩阵,然后设计了64位神经动作电位信号的2∶1压缩矩阵与omp(Orthogonal Matching Pursuit)重构算法,并通过编程仿真实现,可以完成信噪比较高的压缩信号的高精度恢复。仿真结果表明,重构信号与原信号的关键值相对误差小于15%。

关键词：压缩感知小波变换稀疏表示 omp算法

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