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电子信息与电气工程技术丛书基于压缩感知的模拟信息转换技术

电子信息与电气工程技术丛书基于压缩感知的模拟信息转换技术

出版社:清华大学出版社出版时间:2020-10-01
开本: 其他 页数: 196
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电子信息与电气工程技术丛书基于压缩感知的模拟信息转换技术 版权信息

电子信息与电气工程技术丛书基于压缩感知的模拟信息转换技术 本书特色

适读人群 :通信工程、信号处理及相关专业的学生;相关领域研究人员压缩感知理论是近年来信号处理领域的一项重大革新和突破,该理论利用信号的稀疏特性,相较于奈奎斯特采样理论,能从较少的全局观测值中还原出整个未知信号。在无线通信、雷达、遥感、超声、光学成像及生物传感等领域均有广阔的应用前景。模拟信息转换技术将基本的压缩感知理论扩展到模拟信号域中,真正实现模拟信号的欠奈奎斯特采样,是压缩感知理论推向实际应用的关键一环。 本书着重介绍了几种基于压缩感知理论的模拟信息转换技术。每一章都包含了相应的理论推导,以大量的仿真实验来进行理论验证与探究,直观地展示了系统的性能。并针对随机解调系统和调制宽带转换系统,分享了完整的实验平台硬件和软件设计过程。本书的理论推导、仿真和硬件设计等内容系统性很强,读者可以根据自己研究问题的需要,迅速找到适合自己的内容,有针对性地学习或参考。

电子信息与电气工程技术丛书基于压缩感知的模拟信息转换技术 内容简介

本书在介绍压缩感知基本理论的基础上,着重介绍该理论在信号采样领域的物理实现技术——模拟信息转换技术。 本书是课题组近十年来研究成果的梳理和精炼,包含完整的理论推导、大量的仿真实验、系统的硬件实现及实验分析,可作为通信工程、信号处理及相关领域的研究人员和学生的参考书。

电子信息与电气工程技术丛书基于压缩感知的模拟信息转换技术 目录

第1章 绪论 ………… 1

1.1 压缩感知理论研究综述 ……… 2

1.2 模拟信息转换技术研究综述 … 6

1.3 本书的研究内容 ……………… 10

第2章 基于随机解调的模拟信息转换技术 ……………… 11

2.1 随机解调基本原理 …………… 11

2.1.1 概述 ………………… 11

2.1.2 数学描述 …………… 14

2.1.3 仿真实验 …………… 17

2.2 随机解调实验平台设计 ……… 23

2.2.1 需求分析 …………… 23

2.2.2 硬件设计 …………… 23

2.2.3 软件设计 …………… 28

2.3 系统感知矩阵的构造方法 …… 31

2.3.1 理论计算法 ………… 31

2.3.2 基于 m 序列和 FFT 的快速构造法 …… 33

2.4 硬件实验和分析 ……………… 46

2.4.1 评价指标 …………… 46

2.4.2 硬件实验 …………… 46

本章小结 ……… 53

第3章 基于调制宽带转换器的模拟信息转换技术 ……… 54

3.1 MWC基本原理 ……………… 54

3.1.1 多频带信号模型 …… 54

3.1.2 MWC系统概述 …… 55

3.1.3 MWC频域分析 …… 56

3.1.4 信号重构 …………… 60

3.1.5 仿真实验 …………… 62

3.2 MWC系统实验平台设计 …… 70

3.2.1 需求分析 …………… 70

3.2.2 影响因素分析 ……… 70

3.2.3 硬件设计 …………… 76

3.2.4 软件设计 …………… 82

3.3 系统感知矩阵的校准方法 …… 84

3.3.1 实际 MWC系统存在的问题 …………… 84

3.3.2 系统感知矩阵校准方法 ………………… 86

3.3.3 仿真实验 …………… 90

3.4 硬件实验和分析 ……………… 92

3.4.1 评价指标 …………… 92

3.4.2 硬件实验 …………… 92

本章小结 ……… 100

第4章 基于1-Bit量化的模拟信息转换技术 …………… 101

4.1 1-Bit压缩感知基本理论 …… 102

4.2 1-Bit压缩感知盲重构算法 … 108

4.2.1 稀疏度自适应二进制迭代硬阈值算法 … 108

4.2.2 SABIHT 算法与 BIHT 算法比较 …… 111

4.2.3 算法的计算复杂度实验及分析 ………… 114

4.3 基于1-Bit量化的随机解调系统………………… 115

4.3.1 信号模型 …………… 115

4.3.2 基于1-Bit量化的随机解调系统框架 … 116

4.3.3 硬件平台搭建及实验结果分析 ………… 118

4.4 基于1-Bit量化的 MWC系统 130

4.4.1 信号模型 …………… 131

4.4.2 基于1-Bit量化的 MWC系统框架 …… 132

4.4.3 仿真实验 …………… 135

本章小结 ……… 138

第5章 基于模拟信息转换的阵列信号空频域参数联合估计 ………………… 139

5.1 相关研究综述 ……………… 139

5.1.1 阵列信号空频域参数联合估计研究现状 139

5.1.2 基于模拟信息转换的阵列信号参数联合估计研究现状 …… 141

5.2 基于双 L型阵列 MWC的二维 DOA 和载频联合估计方法 ……… 142

5.2.1 阵列多频带信号模型 142

5.2.2 双 L型阵列 MWC系统 ……………… 144

5.2.3 基于 ESPRIT 的参数估计方法………… 148

5.2.4 基于 CP分解的参数估计方法 ………… 152

5.2.5 仿真实验 …………… 159

5.3 基于 L型延迟阵列 MWC的二维 DOA 和载频联合估计方法 …… 167

5.3.1 L型延迟阵列 MWC系统 ……………… 167

5.3.2 基于 ESPRIT 的参数估计方法………… 169

5.3.3 基于 CP分解的参数估计方法 ………… 171

5.3.4 仿真实验 …………… 173

5.3.5 双 L型阵列与 L型延迟阵列结构仿真对比 ……………… 178

本章小结 ……… 182

参考文献 …………… 183


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电子信息与电气工程技术丛书基于压缩感知的模拟信息转换技术 作者简介

付宁,哈尔滨工业大学电子与信息工程学院副教授、博士生导师。主要研究方向为:信息域采样理论及技术、稀疏信号处理及压缩感知、智能信号处理、虚拟仪器技术、自动测试技术等。近几年,作为项目主要负责人,承担各类科研项目20余项,包括国家自然科学基金2项、航天支撑基金1项、863项目2项、部级预研项目2项、博士后基金1项、企业合作项目10余项等。发表论文50余篇,其中SCI检索20余篇,EI检索20余篇;作为副主编出版教材2部。获授权发明专利30余项;获省部级科学技术奖1项。主要学术兼职为:黑龙江省仪器仪表学会理事、IEEE会员、中国电子学会会员,担任IEEE Transactions on Signal Processing、IET Signal Processing、IEEE Access、电子学报、物理学报等期刊审稿人。

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