【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于数字信号处理领域，涉及一种基于调制宽带转换器(mwc)思想的数字信道化感知系统，通过利用调制宽带转换器结构对数字信道化接收方案优化。
技术介绍
1、宽带数字信道化接收机所接收的信号通常为非合作的雷达脉冲信号，这种信号的频点会在短时间内快速变化，这要求对采样数据进行实时分析，实现高动态环境下的频谱感知功能。在现有的宽带数字化感知技术方案中，数字信道化模型仍存在一个问题，即信道划分并没有真正意义上的降低数据的吞吐量，后续传输处理的总速率没有变化，只是可以分配至多个计算单元进行处理。因此为了进一步降低数据处理量则需要提出一种较为合理的数字感知接收方案，最终实现对非合作信号快速检测。
2、在现实空间中，信号通常展现出在不同变换域内的稀疏分布特性。压缩感知理论提出，若信号的采样结构或内容满足稀疏约束条件，则cs采样系统能够高概率重构原始信号。2006年，美国国防部高级研究计划署提出了模数信息转换器(aic)的概念，旨在推动cs采样理论的实践应用。其中，aic的典型结构包括随机解调器(random demodulator，rd)和调制宽带转换器等。
3、而mwc结构通过利用信道化的特性和盲信号恢复思想，突破了mcs和rd结构中adc对高输入模拟带宽的需求限制。通过引入周期性随机调制信号，mwc将原始宽带频谱调制到特定基带位置，再经低通滤波器滤出基带信号。利用宽带内不同信号在基带的特性恢复出原始信号，实现低速率采集并处理宽带信号。
技术实现思路
1、本专利技
2、在对宽带高速adc采集的数字信号进行处理时，传统的数字信道化处理方案将高速数据流通过多相抽取、滤波等方式，将其划分为多个窄带数据流，便于后续计算单元进行实时处理。但这并未实质性降低后续所需处理的数据流量，其仍等于原始数据流量。为了进一步降低数据处理量，本专利技术提供一种基于mwc的数字信道化感知方法，mwc结构可通过对宽带信号的调制压缩，在后端仅需少量窄带数据流即可完成对整个宽带频谱的感知、还原。通过mwc结构思想对数字信道化结构机型改进，进而降低后续数据传输处理的数据速率，实现窄带处理还原宽带信息。
3、为了解决上述技术问题，本专利技术采用的技术方案为：
4、一种基于mwc的数字信道化感知方法，其特征在于，包括：
5、以nyquist采样率对带限信号x(t)进行采样得到数字信号为x(n)；
6、对数字信号x(n)进行整数抽取操作得到新的数据序列xl(m)，对数据序列xl(m)进行混频得到数据xl(k)；
7、将数据xl(k)通过对应延时的多相滤波器组得到数据xl(k)，对数据xl(k)进行混频得到信号所述多相滤波器组为原型滤波器h0(n)的第l个多相分量，原型滤波器的归一化截止频率为1/l；
8、将信号按间隔d划分并求和，求和后再进行m点dft得到信号ym(k)；其中d和m满足l＝dm；
9、将信号ym(k)送入ctf模块得到联合支撑集根据联合支撑集还原原始信号。
10、本专利技术进一步的技术方案：所述对数字信号x(n)进行整数抽取操作得到新的数据序列xl(m)，具体为
11、在每连续l个数据中取第l值，得到新的数据：
12、xl(m)＝x(n)|n＝ml+l
13、式中，l为抽取系数，是正整数，l为抽取相位。
14、本专利技术进一步的技术方案：所述对数据序列xl(m)进行混频得到数据xl(k)，具体为
15、xl(k)＝xl(k)((-1)(l-1)kpl(k))
16、其中，pl(k)表示随机调制序列p(n)的第l个多相分量序列，随机调制序列长度为n个，随机取值+1或-1，等效符号序列周期频率为fp＝fnyq/n，fnyq为nyquist采样率。
17、本专利技术进一步的技术方案：所述对数据xl(k)进行混频得到信号具体为：
18、
19、本专利技术进一步的技术方案：所述将信号按间隔d划分并求和，求和后再进行m点dft得到信号ym(k)，具体为：
20、
21、本专利技术进一步的技术方案：所述将信号ym(k)送入ctf模块得到联合支撑集具体为：
22、采用ctf模块便可将问题转化为mmv问题进而能够估计出支撑集
23、
24、其中，向量y[n]＝[y1[n],…,ym[n]]t中的第i个元素表示在nts时刻系统第i个通道的采样值；任意一个满足q＝vvh的矩阵v均可称为y(f)的框架，即v＝eqdq，其中dq是由矩阵q的特征值组成的对角矩阵，eq是由特征向量排列组成的m×m维矩阵；若方程y(f)＝az(f)存在唯一的联合稀疏解z(f)，且矩阵a满足rip条件，则v＝au同样有唯一的联合稀疏解的支撑集与z(f)的支撑集保持一致；利用cs重构算法对联合稀疏矩阵进行估计，即可求出z(f)的联合支撑集
25、本专利技术进一步的技术方案：使用正交匹配追踪算法求解ctf模块分解出的v＝au问题，具体为：
26、令残差r0＝v，稀疏向量u＝0，支撑集迭代次数l＝1；
27、寻找最佳匹配原子：其中rl-1表示上次迭代之后的残差，ak表示矩阵a的第k列，<,>表示内积
28、
29、更新支撑集
30、
31、更新残差
32、
33、
34、直至迭代停止。
35、本专利技术进一步的技术方案：所述根据联合支撑集还原原始信号，具体为：
36、
37、本专利技术进一步的技术方案：还包括：
38、对各序列zl[n],1≤l≤l进行l倍内插，使得序列速率提高至信号x(t)的采样率，可得到
39、
40、将内插后的序列通过理想内插滤波器hl[n]之后，进行时域调制并求和，可重构出原始信号的采样序列
41、
42、一种计算机系统，其特征在于包括：一个或多个处理器，计算机可读存储介质，用于存储一个或多个程序，其中，当所述一个或多个程序被所述一个或多个处理器执行时，使得所述一个或多个处理器实现上述的方法。
43、本专利技术的有益效果在于：
44、本专利技术提供的一种基于mwc的数字信道化感知方法，通过引入mwc结构对数字信道化结构进行压缩，大大降低的后续处理速率，整个系统仅需保存部分窄带数据即可会恢复出原始宽带稀疏数据，并且不需要对信号进行检测，仅需信号满足稀疏先验。具有以下三方面的优点：
45、1、通过数字信道化结构，实现以频移的方式将单通道的mwc结构等效为多通道结构。大大简化了原有多通道mwc结构的实现方式。并且通过多相分解，将高速数据流拆分为多个低速多相数据流，更适用于硬件实现。
46、2、通过引入mwc结构中的宽带调制思想，实现使用随机调制本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种基于MWC的数字信道化感知方法，其特征在于，包括：
2.根据权利要求1所述的一种基于MWC的数字信道化感知方法，其特征在于，所述对数字信号x(n)进行整数抽取操作得到新的数据序列xl(m)，具体为
3.根据权利要求2所述的一种基于MWC的数字信道化感知方法，其特征在于，所述对数据序列xl(m)进行混频得到数据xl(k)，具体为
4.根据权利要求3所述的一种基于MWC的数字信道化感知方法，其特征在于，所述对数据xl(k)进行混频得到信号具体为：
5.根据权利要求4所述的一种基于MWC的数字信道化感知方法，其特征在于，所述将信号按间隔D划分并求和，求和后再进行M点DFT得到信号ym(k)，具体为：
6.根据权利要求5所述的一种基于MWC的数字信道化感知方法，其特征在于，所述将信号ym(k)送入CTF模块得到联合支撑集具体为：
7.根据权利要求6所述的一种基于MWC的数字信道化感知方法，其特征在于，使用正交匹配追踪算法求解CTF模块分解出的V＝AU问题，具体为：
8.根据权利要求7所述的一种基于
9.根据权利要求8所述的一种基于MWC的数字信道化感知方法，其特征在于，还包括：
10.一种计算机系统，其特征在于包括：一个或多个处理器，计算机可读存储介质，用于存储一个或多个程序，其中，当所述一个或多个程序被所述一个或多个处理器执行时，使得所述一个或多个处理器实现权利要求1-9任一项所述的方法。
...【技术特征摘要】
1.一种基于mwc的数字信道化感知方法，其特征在于，包括：
2.根据权利要求1所述的一种基于mwc的数字信道化感知方法，其特征在于，所述对数字信号x(n)进行整数抽取操作得到新的数据序列xl(m)，具体为
3.根据权利要求2所述的一种基于mwc的数字信道化感知方法，其特征在于，所述对数据序列xl(m)进行混频得到数据xl(k)，具体为
4.根据权利要求3所述的一种基于mwc的数字信道化感知方法，其特征在于，所述对数据xl(k)进行混频得到信号具体为：
5.根据权利要求4所述的一种基于mwc的数字信道化感知方法，其特征在于，所述将信号按间隔d划分并求和，求和后再进行m点dft得到信号ym(k)，具体为：
6.根据权利要求5所述的一种基...
【专利技术属性】
技术研发人员：张兆林，吴卓然，谢坚，王伶，韩闯，杨欣，李滔，
申请(专利权)人：西北工业大学，
类型：发明
国别省市：
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