傳統(tǒng)奈奎斯特采樣定理要求信號的采樣頻率必須大于信號最高頻率的兩倍,受其約束,在雷電定位系統(tǒng)的設(shè)計與實現(xiàn)過程中,為滿足實時性要求和提高分辨率及精確度,定位系統(tǒng)在信號處理過程與硬件設(shè)備要求上面臨著信號高采樣率,數(shù)據(jù)處理效率慢及存儲空間巨大等問題的嚴(yán)峻挑戰(zhàn)。 壓縮感知的出現(xiàn),為解決上述問題提供了一個全新的方法。壓縮感知打破了奈奎斯特定理的限制,提出了只需要少量采樣值即可恢復(fù)原始信號的方法。針對稀疏信號或可壓縮信號,壓縮感知理論在采樣的同時完成對信號的壓縮,其采樣率遠(yuǎn)低于奈奎斯特采樣定理限制下的采樣率。最后,可通過合理的重構(gòu)算法,精確地重構(gòu)出原始信號。 本文的主要研究工作有三部分。第一部分介紹壓縮感知理論及其應(yīng)用,重點介紹涉及本文研究內(nèi)容的重構(gòu)算法。第二部分是針對類似雷電信號的非零系數(shù)集中、數(shù)據(jù)量巨大的特殊結(jié)構(gòu)稀疏信號,對壓縮感知重構(gòu)算法進(jìn)行改進(jìn),即引入等距離信號分解及多核多線程的并行處理技術(shù),成功實現(xiàn)對此類信號的壓縮與重構(gòu)。第三部分是將壓縮感知技術(shù)運用于雷電定位系統(tǒng)信息處理當(dāng)中,實現(xiàn)雷電定位系統(tǒng)對信號的高效處理的目的。同時,大大減小硬件設(shè)備對雷電信號的存儲壓力。 經(jīng)過對仿真和雷電定位系統(tǒng)對實際雷電信號的處理結(jié)果分析可知,基于信號分解的壓感知算法可克服類似雷電信號的稀疏信號的特殊性,可成功實現(xiàn)對此類信號的壓縮與重構(gòu),而多核多線程的并行處理技術(shù)使得信號在重構(gòu)時的效率得到很大的提高。
【學(xué)位單位】：北京郵電大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位年份】：2015
【中圖分類】：P427.32;P412
【部分圖文】：

lE確識別云地閃后，我們可以對云地閃進(jìn)行定位，云閃計數(shù)。計數(shù)標(biāo)準(zhǔn)為，對1msi己隸L<：度內(nèi)的波形進(jìn)行分析，確定有云閃脈沖，〖己錄為1次。圖2-4為一次典型的云地閃波形“ ：i I 1 _丨丨‘、f ?叫丨 、；-- xrw^xi TFf f圖2-4 —次云地閃電波形針對原始雷lU定位系統(tǒng)中，提取存在雷電信',」+峰Pu的數(shù)據(jù)包，提取出其數(shù)據(jù)，并在mat lab I:品示，可得到雷屯信V勾T間的關(guān)系如丨到2-5所示。18

然|(|丨上述的分段方法川O喆碭�；^-5的火數(shù)據(jù)信巧^1^然是行不通的。符先分析其原閃。由圖2-5可知，從整體上看，該信M屈干稀疏彳fV么，且信號長度為.500000，稀疏度約為60000。由于信號數(shù)據(jù)量大，必須使用拆分縮感知處理。但此信號非零點比較免中，其按h述分段壓縮感知方法進(jìn)行分段，則會出現(xiàn)架些子信號段全為零位，架些子19

3.2 基于等間隔取點信號分解模型的壓~.感知算法仿真分析首先以圖3-1中的原始信號為研宄對象，該信號長度為580，稀疏度為20。將該信號分為n(n=l，2，3，4)個子信號，再進(jìn)行測量、重構(gòu)并進(jìn)行分析。其中各個仿真過程中的參數(shù)設(shè)置如下：采樣率均取/^ = 0.6。即信號長度AV觀測值個數(shù)M，以及對應(yīng)的觀測矩陣0滿足關(guān)系：M/ = 0.6

【參考文獻(xiàn)】

相關(guān)期刊論文 前2條

1 張春梅;尹忠科;肖明霞;;基于冗余字典的信號超完備表示與稀疏分解[J];科學(xué)通報;2006年06期

2 李樹濤;魏丹;;壓縮傳感綜述[J];自動化學(xué)報;2009年11期

本文編號：2807823