[发明专利]基于随机解调原理的多通道压缩采样方法

摘要

本发明提出一种基于随机解调原理的多通道压缩采样方法，属于信号处理领域，旨在降低作为调制信号的伪随机序列的符号变换速率，使其低于输入信号的奈奎斯特速率，实现步骤为：建立C个采样通道；C个采样通道异步产生低速率调制信号；C个采样通道对输入信号x(t)进行随机调制；C个采样通道对调制后的信号进行低通滤波；C个采样通道对C个滤波后的信号进行同步低速均匀采样；对压缩信号y(n)进行重构。本发明通过多个采样通道异步产生多个伪随机序列的方法，在保证不降低压缩采样后的重构效果的条件下，降低了单个采样通道中的伪随机序列的符号变换速率，以增强适用于高频信号的压缩采样结构的物理可实现性。

主权项

1.一种基于随机解调原理的多通道压缩采样方法，其特征在于，包括如下步骤：(1)建立C个采样通道：建立C个并行采样通道，2≤C≤N/2，N表示输入信号x(t)在奈奎斯特速率Fs下对应的采样点个数，第i个采样通道包括伪随机序列发生器、调制器、低通滤波器和模数转换器，其中，t表示本采样结构所用的时间，1≤i≤C，伪随机序列发生器和模数转换器受同一时钟控制；(2)C个采样通道异步产生低速率调制信号：每个采样通道i中的伪随机序列发生器的起始时刻相对于第i‑1个采样通道中的伪随机序列发生器的起始时刻延迟1/F_s时长后，产生幅度随机为±1、时间长度为C/F_s的N/C个码片组成的伪随机序列并将该随机序列作为调制信号p_i(t)，得到C个低速率调制信号，其中，Δt表示延迟时长，Δt＝1/F_s；(3)C个采样通道对输入信号x(t)进行随机调制：C个采样通道中的每个通道对输入信号x(t)在时域与各自通道的低速率调制信号相乘，得到C个调制后的信号，其中，通道i中调制后的信号为xi1(t)，xi1(t)＝x(t)pi(t)；(4)C个采样通道对调制后的信号进行低通滤波：C个采样通道中的每个通道i利用本通道的低通滤波器对通道i中调制后的信号为xi1(t)进行低通滤波，得到C个滤波后的信号，其中，通道i中滤波后的信号为xi2(t)；(5)C个采样通道对C个滤波后的信号进行同步低速均匀采样：C个采样通道中模数转换器采用同步低速均匀采样方式，对各采样通道中的滤波后的信号进行低速均匀采样，得到C个采样信号，并按照通道序号从小到大或从大到小的顺序对C个采样信号进行拼接，得到压缩信号y(n)；(6)对压缩信号y(n)进行重构：(6a)获取测量矩阵AM,N：将输入信号x(t)的稀疏基函数ψ(t)与每个采样通道i的调制信号pi(t)以及低通滤波器的冲击响应函数hi(t)进行卷积并抽样，得到C个测量矩阵，并按照压缩信号y(n)中采样信号的拼接顺序对C个测量矩阵进行拼接，得到测量矩阵AM,N；(6b)利用测量矩阵AM,N，对压缩信号y(n)进行重构，得到重构信号x(n)。