[發明專利]基于壓縮感知技術的信號解調方法

有效

• 申請號: 201811096408.8
• 申請日: 2018-09-19
• 公開（公告）號: CN109257313B
• 公開（公告）日: 2020-05-26
• 發明（設計）人: 馬濤;張典典;陶致遠
• 申請（專利權）人: 西安電子科技大學
• 主分類號: H04L27/14
• 分類號: H04L27/14;H04L27/148
• 代理公司: 西安嘉思特知識產權代理事務所(普通合伙) 61230
• 代理人: 張捷

本發明涉及一種基于壓縮感知技術的信號解調方法，包括：對原始信號進行預處理，獲得待采樣信號；對所述待采樣信號進行非等間隔采樣，獲得采樣信號；構造用于解調所述采樣信號的感知矩陣；根據所述采樣信號和所述感知矩陣解調所述原始信號的頻率位置。該信號解調方法通過非等間隔的壓縮感知采樣技術并且通過構造感知矩陣，能夠對低速率采樣過的信號進行恢復，使得平均采樣速率大大降低，且該信號解調方法未使用混頻處理，因此功耗顯著降低。

技術領域

本發明屬于通信技術領域，具體涉及一種基于壓縮感知技術的信號解調方法。

背景技術

在傳統的研究方法中，無線通信中信號的獲取和處理分為四個步驟：采樣、壓縮、傳輸和解壓縮。然而如果信號本身是可壓縮的，是否可以將采樣和壓縮合并成同一過程。2006年，Candes證明信號可以從它的部分傅里葉變換系數中精確重構，并以此作為壓縮感知的理論基礎，壓縮感知技術成為一種全新的信號采集方法。根據壓縮感知理論，如果一個信號在某個域中可以被稀疏表示(例如用K個基向量線性合成)，則可以以略大于K的采樣點值進行表示。

目前，基于壓縮感知技術的接收機有高速混頻的壓縮感知接收機，這種接收機有多重類型：隨機調制接收機、隨機調制預積分接收機和隨機卷機接收機等。隨機調制接收機將射頻信號與一個高速率(大于奈奎斯特采樣速率)偽隨機序列相乘，用一個低通濾波器將所乘的信號濾波，隨后以低速率進行采樣解調。濾波帶寬和采樣速率只要大于就可以將稀疏信號恢復，其中K為射頻信號最大頻率點數，W是奈奎斯特采樣速率。隨機調制預積分接收機是將射頻信號與一組偽隨機序列進行混頻，然后使用積分器對多路混頻后的信號進行積分，最后對這組積分結果進行低速率采樣解調。隨機卷積接收機將射頻信號與隨機寬帶信號卷積，然后以低速率非等間隔采樣并解調信號。

總之，高速混頻壓縮感知接收機通過低速率采樣來恢復原始信號，降低了采樣速率，但由于使用了高速率的偽隨機信號產生器，其功耗較高，因此需要提供一種能夠降低功耗的壓縮感知信號解調方法。

發明內容

為了解決現有技術中存在的上述問題，本發明提供了一種基于壓縮感知技術的信號解調方法。本發明要解決的技術問題通過以下技術方案實現：

本發明提供了一種基于壓縮感知技術的信號解調方法，所述方法包括：

S1：對原始信號進行預處理，獲得待采樣信號；

S2：對所述待采樣信號進行非等間隔采樣，獲得采樣信號；

S3：構造用于解調所述采樣信號的感知矩陣；

S4：根據所述采樣信號和所述感知矩陣解調所述原始信號的頻率位置。

在本發明的一個實施例中，所述S1包括：

將接收機接收到的原始信號通過帶通濾波器和低噪聲放大器分別進行濾波和放大，獲得所述待采樣信號。

在本發明的一個實施例中，所述待采樣信號的表達式為：

S_r(t)＝cos(2πf_ct+φ₁)cos(2πf₀nt)，

其中，f₀為調制基載波的頻率，f_c為載波信號的頻率，f_c＝Mf₀，M為正整數，n為原始信號的頻率位置，φ₁為相位。

在本發明的一個實施例中，所述S2包括：

對所述待采樣信號在時間間隔T₀內進行K次非等間隔采樣，獲取K個采樣點值，所述采樣點值的表達式為：