基于压缩感知的宽带数字接收机关键技术研究

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时间:2019-05-23

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1、分类号:密级:UDC:编号:工学硕士学位论文基于压缩感知的宽带数字接收机关键技术研究硕士研究生:王湘君指导教师:窦峥教授学科、专业:电子科学与技术论文主审人:林云副教授哈尔滨工程大学2018年3月分类号:密级:UDC:编号:工学硕士学位论文基于压缩感知的宽带数字接收机关键技术研究硕士研究生:王湘君指导教师:窦峥教授学位级别:工学硕士学科、专业:电子科学与技术所在单位:信息与通信工程学院论文提交日期:2018年3月14日论文答辩日期:2018年3月8日学位授予单位:哈尔滨工程大学ClassifiedIndex:U.D.C:ADissert

2、ationfortheDegreeofM.EngResearchonKeyTechniquesofBroadbandDigitalReceiverBasedonCompressedSensingCandidate:WangXiangjunSupervisor:Prof.DouZhengAcademicDegreeAppliedfor:MasterofEngineeringSpecialty:ElectronicScienceandTechnologythDateofSubmission:Mar.142018thDateofOralExa

3、mination:Mar.82018University:HarbinEngineeringUniversity哈尔滨工程大学学位论文原创性声明本人郑重声明:本论文的所有工作,是在导师的指导下,由作者本人独立完成的。有关观点、方法、数据和文献的引用已在文中指出,并与参考文献相对应。除文中已注明引用的内容外,本论文不包含任何其他个人或集体已经公开发表的作品成果。对本文的研究做出重要贡献的个人和集体,均已在文中以明确方式标明。本人完全意识到本声明的法律结果由本人承担。作者(签字):日期:年月日哈尔滨工程大学学位论文授权使用声明本人完全了解学

4、校保护知识产权的有关规定,即研究生在校攻读学位期间论文工作的知识产权属于哈尔滨工程大学。哈尔滨工程大学有权保留并向国家有关部门或机构送交论文的复印件。本人允许哈尔滨工程大学将论文的部分或全部内容编入有关数据库进行检索,可采用影印、缩印或扫描等复制手段保存和汇编本学位论文,可以公布论文的全部内容。同时本人保证毕业后结合学位论文研究课题再撰写的论文一律注明作者第一署名单位为哈尔滨工程大学。涉密学位论文待解密后适用本声明。本论文(□在授予学位后即可□在授予学位12个月后□解密后)由哈尔滨工程大学送交有关部门进行保存、汇编等。作者(签字):导师

5、(签字):日期:年月日年月日基于压缩感知的宽带数字接收机关键技术研究摘要宽带数字侦察接收机在通信和雷达领域得以广泛应用,随着数字信号处理技术的日益发展,对接收机性能的要求也在日益增加。现阶段的宽带数字侦察接收机在性能上需要满足大瞬时带宽、高灵敏度、高分辨率以及更大的瞬时动态范围,以便对宽频段内多个信号进行高速采样、数据存储、实时处理。因此,对大带宽信号的采集以及对高速AD采集信号的速率转换是目前宽带数字侦察接收机需要突破的两大技术瓶颈。本论文将压缩感知在信号采集与重构方面的突出优势融合在宽带数字侦察接收机中,针对接收机的两大技术瓶颈,提

6、出了两种基于压缩感知技术的信号提取算法。用以实现接收机对大带宽模拟信号的压缩、采集以及抽样率转换。论文主要研究内容如下:首先,本文研究了压缩感知理论中模拟信息转换器(Analog-to-InformationConverter,AIC)的基本结构及其典型重构算法,在此基础上提出了以单频信号提取为主要目的的部分正交匹配追踪(PartialOrthogonalMatchingPursuit,POMP)算法,并给出该算法的适用条件。实验结果证明,该算法可在宽频段内信号个数未知的情况下,对宽带内的所有单频信号进行采集和抽样率转换。其次,本文将基

7、于AIC结构的POMP算法思想应用于多频带模拟信号的重构模型——调制宽带转换器(ModulatedWidebandConverter,MWC)结构中,并在MWC结构的经典重构算法的基础上加以改进,提出了以宽带数字侦察接收机为背景的新型多频带信号提取算法,并给出了该算法的适用条件。实验结果给出,该算法可在宽频段内信号个数和信号带宽未知的情况下,对大带宽模拟信号进行采集、抽样率转换和下变频。并在此算法的基础上提出了基于MWC结构的“全频段压缩+部分重构”信号提取方案。最后,本文将基于两种算法的“全频段压缩+部分重构”方案,分别和传统接收机的

8、“全频段采样+信道化”结构以及“全频段压缩+全频段重构+信道化”结构进行性能比较与分析。实验结果证明,本文提出的算法对应的重构方案不仅可以解决传统接收机的两大技术瓶颈,并且相较于其他两种结构更有效。同时,可

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