超寬帶信號(hào)高效稀疏表示方法研究.pdf

1、引人矚目的超寬帶（Ultra-Wide Band,UWB）技術(shù)，在近場(chǎng)通信中成為了比較新穎的一種解決方案。超寬帶通信有著很多自身獨(dú)特的優(yōu)勢(shì)，例如高數(shù)據(jù)傳輸率以及低廉的設(shè)備成本造價(jià)等等。然而，由于超寬帶信號(hào)的高帶寬與經(jīng)典的奈奎斯特采樣定理的沖突，現(xiàn)有的高速數(shù)字/模擬轉(zhuǎn)換器在轉(zhuǎn)換速度和成本上難以滿足要求，導(dǎo)致了其發(fā)展進(jìn)程的緩慢。
　　稀疏表示是壓縮感知理論（Compressed sensing,CS）框架中重要的一環(huán)，稀疏表示的主要作

2、用在于利用過(guò)完備字典（也可稱為過(guò)完備原子庫(kù)）來(lái)對(duì)信號(hào)進(jìn)行稀疏分解，獲得包含信號(hào)重要信息的稀疏表示系數(shù)。壓縮感知理論新穎之處在于對(duì)信號(hào)所承載的信息的采樣，通過(guò)這種針對(duì)性地采樣策略大大降低了采樣速率，解除了傳統(tǒng)采樣定理對(duì)信號(hào)處理的束縛。
　　本論文圍繞稀疏表示方法應(yīng)用在超寬帶通信信號(hào)上展開(kāi)了若干研究工作。首先，對(duì)壓縮感知理論以及超寬帶通信系統(tǒng)的基本內(nèi)容進(jìn)行了說(shuō)明介紹，并針對(duì)超寬帶信號(hào)的自然稀疏性進(jìn)行了探究和分析，驗(yàn)證了將稀疏表示方法運(yùn)

3、用在超寬帶信號(hào)上的可行性，為后文中將稀疏表示方法運(yùn)用在超寬帶通信系統(tǒng)中打下基礎(chǔ)；其次，本論文研究并提出了一種新式的聚類字典構(gòu)建方法，有效地解決了利用已有的字典訓(xùn)練算法訓(xùn)練出的字典冗余度過(guò)高的缺點(diǎn)，該改進(jìn)方法削減了構(gòu)建字典時(shí)所需的高計(jì)算復(fù)雜度并解決了冗余結(jié)構(gòu)帶來(lái)的計(jì)算速度低的問(wèn)題，通過(guò)軟件模擬仿真發(fā)現(xiàn)，利用改進(jìn)后的聚類字典可以快速地完成稀疏分解過(guò)程，并獲得較好質(zhì)量的重構(gòu)信號(hào)；然后，本文又提出了一種基于集合劃分思想的稀疏分解算法。該算法通過(guò)