【摘 要】
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为了克服信号带宽的急剧膨胀与采样系统ADC器件速率的矛盾,涌现了诸如多通道并行时间交替采样结构、周期非均匀采样技术等技术手段。对于具有稀疏性、大带宽、复杂多变等特征
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为了克服信号带宽的急剧膨胀与采样系统ADC器件速率的矛盾,涌现了诸如多通道并行时间交替采样结构、周期非均匀采样技术等技术手段。对于具有稀疏性、大带宽、复杂多变等特征的电子信号,实现从模拟到信息的转换技术逐渐成为了一个热门研究课题。本论文就是在空间采样理论的思想指导下,利用压缩感知相关算法,提出一种欠采样自适应重构系统结构,在远低于奈奎斯特采样频率条件下,使得对原始信号的采样过程既能保持信号的信息,又能从小于香农采样定理要求的采样样本值中通过一定的算法完整地重构出原信号。文中根据空间采样理论的基本概念,通过对采样空间与信号空间的构造与信号的投影,研究了欠采样自适应重构的数学模型;进一步利用“修正算子”完成从采样空间到信号空间的权系数转换,获得了欠采样自适应重构系统的总体结构。对于上述方法验证系统的设计,选取瞬时单音分布的跳频信号作为测试对象,搭建以大规模可编程FPGA器件为核心的硬件实现平台,从修正算子模块、学习机制模块、自适应重构滤波模块三个方面展开逻辑设计。利用学习机制模块中正交匹配跟踪算法对跳频信号所属空间进行实时跟踪,据此简化修正算子的计算过程,并且控制重构滤波器系数的选取。考虑到系统设计的复杂性以及FPGA的逻辑资源占用率,提出了一种时分复用重构滤波器结构以实现信号自适应重构。欠采样自适应重构系统的设计实现为空间采样技术从理论研究向实际系统应用做了探索性尝试,根据对硬件电路验证及测试结果,进一步证明了该系统可以有效地对测试目标进行实时跟踪与欠采样重构,对空间采样在数字系统中的深入研究及应用工作,具有一定的实用参考价值。
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