基于壓縮感知的模擬信號采集系統研究.pdf

1、壓縮感知理論于2006年被提出。目前為止，壓縮感知的研究對象大多是已知的離散序列點，且其硬件實現面臨著較大困難。論文據此展開基于壓縮感知的模擬信號采集系統研究，為壓縮感知觀測矩陣提供一種新的硬件實現方法。
　　論文簡要介紹了傳統乃奎斯特采樣定理，研究了壓縮感知理論的基本概念及實現流程。在第三章中，介紹了現有的觀測矩陣，研究了針對模擬信號隨機壓縮采樣中所面臨的問題，提出利用隨機序列實現對信號壓縮采樣的思想和基于“輪換矩陣”及“二次觀

2、測”思想的觀測矩陣設計方案，并在MATLAB中給出其實現方式，對其與離散傅立葉變換基(DFT)的不相干性參數及有限等距約束RIC常數進行了計算，對其觀測性能進行了仿真，確定選取帶壓縮采樣的高斯矩陣作為模擬信號采集系統的觀測矩陣;介紹了模擬信號采集系統設計總體框圖，提出了用于采集系統的兩種不同隨機序列產生方法;給出了改進的m序列發(fā)生器電路圖;根據系統設計要求，選取MSP430G2單片機作為系統硬件，介紹了該型單片機及其外圍模塊，給出了兩種

3、不同隨機序列產生方式系統的軟件設計流程圖;研究及對比分析了現有壓縮感知重構算法中的凸優(yōu)化算法，貪婪算法及其改進性算法的重構時間，殘余誤差及其他性能參數，確定選取子空間追蹤算法(SP)重構壓縮采樣信號，給出了基于SP算法的信號重構流程。
　　在實驗部分，采用實驗臺中聲音與振動信號對該系統完成了驗證，分析對比了與傳統乃奎斯特采樣方法的差異及不同隨機序列產生方式的采集系統的性能優(yōu)劣，給出了其誤差來源。實驗證明，該系統能夠以亞乃奎斯特采樣