[发明专利]一种基于CS理论的脉冲超宽带通信系统

摘要

本发明公开了一种基于CS理论的脉冲超宽带通信系统，通过数字信号处理器中的稀疏化算法将信号检测引入CS理论中，结合发射端增加的随机预编码模块、配合脉冲产生模块、UWB信道以及低速采样器实现对发射端发送的数字信号X的有效观测。再利用CS理论中常用的恢复重构算法即可恢复重构数字信号X，实现通信。由于本发明的通信系统中，接收端不需要像方案一并行方案中需并行多个相关器和低速采样器，因此克服了并行方案中的硬件实现复杂度高的问题；同时接收端直接使用低速采样器进行采样，不需要使用模拟信息转换器，也就避免了模拟信息转换器中的低通滤波器的因果性对观测的影响，克服串行方案中因因果性而导致的观测矩阵稀疏问题。

主权项

一种基于CS理论的脉冲超宽带通信系统，所述CS理论为压缩感知理论；所述系统包括发射端、UWB信道和接收端，将所述脉冲超宽带通信系统待发送的数据包表示为数字信号（X），所述数字信号（X）从所述发射端通过所述UWB信道传输至所述接收端，所述接收端基于CS理论恢复重构所述数字信号（X），其特征在于：所述发射端包括随机预编码模块和脉冲产生模块，所述随机预编码模块对所述数字信号（X）进行随机变换，得到变换向量（Z）；所述脉冲产生模块接收变换向量（Z），将变换向量（Z）加载于其产生的UWB脉冲上得到发射信号（u(t)）；所述UWB信道接收所述脉冲产生模块输出的发射信号（u(t)），输出接收端信号（r(t)）至接收端；所述接收端包括低速采样器和数字信号处理器，所述低速采样器对所述接收端信号（r(t)）进行采样，输出数字信号（X）的观测信号（Y）至所述数字信号处理器，所述数字信号处理器中存储有用于将所述数字信号（X）稀疏化表示的稀疏化算法、所述随机预编码模块在CS理论下的等效矩阵、所述脉冲产生模块在CS理论下的等效矩阵、用于估计所述UWB信道的冲击响应（h）的信道估计算法、用于根据所述冲击响应（h）推导得到所述UWB信道在CS理论下的等效矩阵的推导算法和用于从所述观测信号（Y）恢复重构出所述数字信号（X）的恢复重构算法。