[发明专利]基于压缩感知技术的信号解调方法

说明书

本发明涉及一种基于压缩感知技术的信号解调方法，包括：对原始信号进行预处理，获得待采样信号；对所述待采样信号进行非等间隔采样，获得采样信号；构造用于解调所述采样信号的感知矩阵；根据所述采样信号和所述感知矩阵解调所述原始信号的频率位置。该信号解调方法通过非等间隔的压缩感知采样技术并且通过构造感知矩阵，能够对低速率采样过的信号进行恢复，使得平均采样速率大大降低，且该信号解调方法未使用混频处理，因此功耗显著降低。

技术领域

本发明属于通信技术领域，具体涉及一种基于压缩感知技术的信号解调方法。

背景技术

在传统的研究方法中，无线通信中信号的获取和处理分为四个步骤：采样、压缩、传输和解压缩。然而如果信号本身是可压缩的，是否可以将采样和压缩合并成同一过程。2006年，Candes证明信号可以从它的部分傅里叶变换系数中精确重构，并以此作为压缩感知的理论基础，压缩感知技术成为一种全新的信号采集方法。根据压缩感知理论，如果一个信号在某个域中可以被稀疏表示(例如用K个基向量线性合成)，则可以以略大于K的采样点值进行表示。

目前，基于压缩感知技术的接收机有高速混频的压缩感知接收机，这种接收机有多重类型：随机调制接收机、随机调制预积分接收机和随机卷机接收机等。随机调制接收机将射频信号与一个高速率(大于奈奎斯特采样速率)伪随机序列相乘，用一个低通滤波器将所乘的信号滤波，随后以低速率进行采样解调。滤波带宽和采样速率只要大于就可以将稀疏信号恢复，其中K为射频信号最大频率点数，W是奈奎斯特采样速率。随机调制预积分接收机是将射频信号与一组伪随机序列进行混频，然后使用积分器对多路混频后的信号进行积分，最后对这组积分结果进行低速率采样解调。随机卷积接收机将射频信号与随机宽带信号卷积，然后以低速率非等间隔采样并解调信号。

总之，高速混频压缩感知接收机通过低速率采样来恢复原始信号，降低了采样速率，但由于使用了高速率的伪随机信号产生器，其功耗较高，因此需要提供一种能够降低功耗的压缩感知信号解调方法。

发明内容

为了解决现有技术中存在的上述问题，本发明提供了一种基于压缩感知技术的信号解调方法。本发明要解决的技术问题通过以下技术方案实现：

本发明提供了一种基于压缩感知技术的信号解调方法，所述方法包括：

S1：对原始信号进行预处理，获得待采样信号；

S2：对所述待采样信号进行非等间隔采样，获得采样信号；

S3：构造用于解调所述采样信号的感知矩阵；

S4：根据所述采样信号和所述感知矩阵解调所述原始信号的频率位置。

在本发明的一个实施例中，所述S1包括：

将接收机接收到的原始信号通过带通滤波器和低噪声放大器分别进行滤波和放大，获得所述待采样信号。

在本发明的一个实施例中，所述待采样信号的表达式为：

S_r(t)＝cos(2πf_ct+φ₁)cos(2πf₀nt)，

其中，f₀为调制基载波的频率，f_c为载波信号的频率，f_c＝Mf₀，M为正整数，n为原始信号的频率位置，φ₁为相位。

在本发明的一个实施例中，所述S2包括：

对所述待采样信号在时间间隔T₀内进行K次非等间隔采样，获取K个采样点值，所述采样点值的表达式为：