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制导与引信 2024年第3期 39-45+60页

作者：高嘉威方金鹏江利中黄勇陈阳华东师范大学通信与电子工程学院上海无线电设备研究所

提出一种基于单比特压缩感知的光子辅助微波频谱检测方法。该方法利用受激布里渊散射效应构建与未知信号频率相关的光陷波滤波器,并将构建的光陷波滤波器作用于光频梳信号产生频谱空穴,随后利用光子辅助的随机解调器对频谱空穴位置信息... 详细信息

提出一种基于单比特压缩感知的光子辅助微波频谱检测方法。该方法利用受激布里渊散射效应构建与未知信号频率相关的光陷波滤波器,并将构建的光陷波滤波器作用于光频梳信号产生频谱空穴,随后利用光子辅助的随机解调器对频谱空穴位置信息进行高概率重构以实现对待测信号的频谱估计。将光子辅助的压缩感知技术应用于频谱检测,避免了对高速模数转换器的使用。此外,单比特量化的使用大幅降低了量化比特位数,减少了采样数据量,降低了后续数据的存储难度。仿真结果表明:通过控制电频梳的频率间隔,采用所提方法可以实现误差小于20 MHz的微波信号的频谱检测。

关键词：单比特压缩感知频谱检测微波光子学受激布里渊散射

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单比特压缩感知帧定时同步

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计算机工程与应用 2018年第15期54卷 57-61,168页

作者：王维卿朝进万东琴阳庆瑶西华大学电气与电子信息学院成都610039

相对于非压缩感知帧定时同步方法,压缩感知帧定时同步方法可以降低系统的能量消耗,降低模拟数字转换器的设计难度。相对于压缩感知技术,单比特压缩感知仅保留观测值的符号信息,可进一步降低系统的能量消耗,降低模拟数字转换器的设计难... 详细信息

相对于非压缩感知帧定时同步方法,压缩感知帧定时同步方法可以降低系统的能量消耗,降低模拟数字转换器的设计难度。相对于压缩感知技术,单比特压缩感知仅保留观测值的符号信息,可进一步降低系统的能量消耗,降低模拟数字转换器的设计难度。为此,将单比特压缩感知技术引入到帧定时同步中,提出了一种基于单比特压缩感知的帧定时同步方法。提出方法首先在帧定时变换域对接收信号进行单比特的压缩采样;随后,利用采样到的比特流重构出用于帧定时同步的定时度量;最后,根据相关法帧定时同步准则,搜索重构到的定时度量,找到帧定时同步的索引位置。分析与仿真结果表明,相对于压缩感知帧定时同步方法,在相同的比特开销情况下,提出方法可改善帧定时同步的正确同步概率;在相同的正确同步概率情况下,提出方法所需比特数更少。同时,提出方法的量化过程仅需要电平比较器,降低了模拟数字转换器设计难度。

关键词：帧定时同步单比特压缩感知模拟数字转换器定时度量

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单比特压缩感知算法研究

单比特压缩感知算法研究

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作者：汤文北京邮电大学

学位级别：硕士

压缩感知(CS,Compressive Sensing)理论是一种突破奈奎斯特采样定理的采集、处理信号的理论。其基本原理可概括为:信号在某个变换域是可压缩的或者信号在这个变换域是稀疏的,此时,通过与稀疏基矩阵不相干的观测矩阵,可以将信号投影为低... 详细信息

压缩感知(CS,Compressive Sensing)理论是一种突破奈奎斯特采样定理的采集、处理信号的理论。其基本原理可概括为:信号在某个变换域是可压缩的或者信号在这个变换域是稀疏的,此时,通过与稀疏基矩阵不相干的观测矩阵,可以将信号投影为低维的测量值。目前,该理论被广泛应用到图像处理、军事雷达及信号传输等领域。随着压缩感知理论的提出,国内外学者对于该理论的探索研究不断深入,逐渐形成了多种分支。而单比特压缩感知(1-bit CS,1-bit compressive sensing)理论是压缩感知理论的一个重要分支,以其结构简单,实现容易等特点备受关注。单比特压缩感知理论与常规压缩感知理论的主要区别在于,前者对经过压缩感知得到的测量值进行单比特量化,即去除测量值的幅值信息,仅保留符号信息。本文主要针对单比特压缩感知理论研究中的重构算法进行研究。主要工作和贡献如下:(1)基于汉明距离的单比特压缩感知重建算法。考虑到单比特压缩感知中测量值的特殊性,可以利用汉明距离作为测量值和测量矩阵之间的度量。汉明距离通常用来衡量两个矢量之间位置的差异,也可以视为两个测量矢量之间不相等的二进制位的个数。本论文将汉明距离应用到单比特压缩感知中,通过测量值与测量矩阵每一列之间的汉明距离与信号之间的对应关系来求解信号,以此提出了一种单比特压缩感知的恢复算法,并拓展到多节点的场景。(2)Massive MIMO系统在扰动场景下的单比特压缩感知重建算法。在传统的传输模型中,一般认为收发两端生成的测量矩阵相同;但在实际中,由于硬件生产过程中存在的元器件不能完全相同等问题,造成收发端硬件不匹配,可能会造成收发两端生成的测量矩阵不相同。本文将该矩阵的差异建模为测量矩阵的加性扰动。针对存在该扰动场景下的Massive MIMO系统信道反馈问题,并利用现有的算法为基础,增加对于该扰动的计算,进行现有算法的改进,提出一种信道重建算法。本文所提出的所有重建算法均给出了相应的仿真结果,验证了所提出的方法。

关键词：单比特压缩感知重建算法汉明距离扰动

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单比特压缩感知理论及应用研究

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微型机与应用 2016年第5期35卷 12-14页

作者：王妃熊继平蔡丽桑浙江师范大学数理与信息工程学院浙江金华321004

单比特压缩感知是量化压缩感知的极限形式,该方法采集的是观测值的符号,仅需要1个比特单元来记录这个值,因此在硬件实施上成本低,运行速度快。目前,单比特压缩感知技术已经成为一个研究热点。本文首先介绍了单比特压缩感知的发展和研究... 详细信息

单比特压缩感知是量化压缩感知的极限形式,该方法采集的是观测值的符号,仅需要1个比特单元来记录这个值,因此在硬件实施上成本低,运行速度快。目前,单比特压缩感知技术已经成为一个研究热点。本文首先介绍了单比特压缩感知的发展和研究现状,然后从检测和不检测观测符号两个方面对重构算法进行了分析,接着从单比特压缩感知的成像领域、无线传感器网络领域、医学图像领域和信号传输领域四个应用领域进行分析,最后对单比特压缩感知技术进行了总结和展望。

关键词：单比特压缩感知压缩感知重构算法应用

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基于one-bit压缩感知的脉冲穿墙雷达成像方法研究

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作者：王志鸣沈阳航空航天大学

学位级别：硕士

基于脉冲体制的穿墙雷达测量速度快、抗干扰能力强、分辨率高、穿透能力强,但脉冲穿墙雷达采集的数据量过于庞大,不利于信号的量化、传输。本文将单比特压缩感知应用在脉冲穿墙雷达成像领域,在保证准确成像的同时,最大程度降低成像数据... 详细信息

基于脉冲体制的穿墙雷达测量速度快、抗干扰能力强、分辨率高、穿透能力强,但脉冲穿墙雷达采集的数据量过于庞大,不利于信号的量化、传输。本文将单比特压缩感知应用在脉冲穿墙雷达成像领域,在保证准确成像的同时,最大程度降低成像数据量。本文主要的研究内容如下:(1)深入研究单比特压缩感知理论,将二进制迭代硬阈值算法(Binary Iterative Hard Threshold,BIHT)应用在脉冲穿墙雷达成像领域。在仿真实验中,将BIHT算法与传统后向投影算法(Back Projection,BP)的成像结果进行对比,结果表明,采用BIHT算法的单比特压缩感知成像质量更优异,并且成像所需数据量远小于传统BP成像。(2)针对脉冲穿墙雷达信号具有的双层结构稀疏性,提出一种基于双层块稀疏性的脉冲穿墙雷达单比特压缩感知成像方法。所提成像方法采用增强型二进制迭代硬阈值(Enhanced Binary Iterative Hard Threshold,E-BIHT)算法对场景进行精准重构,将双层块稀疏性应用在雷达成像过程中,提高对簇状目标的成像质量。仿真实验结果表明,所提成像方法与采用BIHT算法的成像方法相比,成像重构结果信噪比更高,对簇状目标有更加优异的成像性能。(3)针对多视角脉冲穿墙雷达测量模型,提出一种基于多重观测矢量(Multiple Measurement Vectors,MMV)的脉冲穿墙雷达单比特压缩感知成像方法。所提成像方法进行多组独立的单比特压缩感知测量,并将测量值集中传输至数据融合中心(fusion center,FC)进行处理,采用集中式二进制迭代硬阈值(Centralized Binary Iteration Hard Threshold,C-BIHT)算法对反射系数向量进行准确重构。仿真实验结果表明,所提成像方法在不同信噪比下都能对探测场景进行高质量成像。

关键词：脉冲穿墙雷达成像单比特压缩感知双层块稀疏性多重观测矢量稀疏重构

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