基于压缩感知的绿色通信模型及算法研究

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1、万方数据分类号：TN911．23@单位代码：11232密级：公开◆f京信息斟技太伊工学硕士学位论文基于压缩感知的绿色通信模型及算法研究学院：信息与通信工程学院专业：信号与信息处理学号：2012020126作者：常苗苗指导教师：周金和完成日期：二。一四年十二月三十一日万方数据硕士学位论文原创性声明本人郑重声明：所呈交的论文题目为《基于压缩感知的绿色通信模型及算法研究》学位论文，是本人在导师指导下，进行研究工作所取得的成果。尽我所知，除了文中特别加以标注的内容外，本学位论文的研究成果不包含任何他人创作的、己公开发表或者没有公开发表的作品的内容。对本论文所涉及的研究工作做出贡献的其他

2、个人和集体，均已在文中以明确方式标明并表示了谢意。本学位论文原创性声明的法律责任由本人承担。睇荡吝≯B每≥q≥臼万方数据学位论文版权使用授权书IMIIIIIMMIIIIllIY2——8——77965本人完全了解北京信息科技大学关于收集、保存、使用学位论文的规定，按照学校要求提交学位论文的印刷本和电子版本。学校有权保留学位论文并向中国科学技术信息研究所等国家主管部门或其指定机构送交论文的电子版和纸质版，允许论文被查阅和借阅，可以采用影印、缩印或扫描等复制手段保存、汇编学位论文。学校有权适当复制、公布论文的全部或部分内容。学校有权将本人的学位论文加入《中国优秀硕士学位论文全文数据库

3、》和编入《中国知识资源总库》。学位论文作者签名：膨＼殇荡≯陟年≥月了日口公开口保密(——年——月)(保密的学位论文在解密后应遵守此协议)指导教师签名：7c，(厂年弓月弓日学位论文作者签名：I劳菏各≯丛年弓YJ弓日万方数据摘要随着互联网、多媒体通信、云计算等业务的发展，通信业能源消耗呈现快速增长态势，以低能耗为目标的绿色通信正在成为未来无线通信发展的趋势。伴随着业务多样性的发展，数据处理的带宽也越来越宽，而现有的器件频率已无法满足信号处理的需求。原因在于：奈奎斯特采样定理指出，必须以不小于两倍信号最高频率的采样速率进行采样，才可以无失真地恢复原始信号。压缩感知理论的提出使得信号的

4、采样不受奈奎斯特采样定理的限制，目前已成为信号处理领域的热点。本文从压缩感知理论出发，提出了基于压缩感知的绿色通信模型，并建立了基于Matlab／Simulink的仿真模型，分析了该模型的结构与性能，验证了模型的可行性。该模型降低了信号的采样速率和存储空间，达到了绿色通信的目的。在该模型下，本文对基于压缩感知的重建算法进行了研究，尤其是贪婪类算法，并提出了两种改进算法。针对压缩采样匹配追踪算法需要预先知道信号稀疏度的局限，提出了改进的稀疏度自适应压缩采样匹配追踪算法，首先利用原子匹配测试的方法对稀疏度进行预估，然后在压缩采样匹配追踪算法的框架下进行重构。针对随机观测矩阵的列向量

5、存在相关度影响重构性能的情况，提出了基于优化观测矩阵的正则化正交匹配追踪，对观测矩阵进行优化处理，减小列向量之间的相关度，然后与正则化正交匹配追踪算法联合，提高了重建精度。关键词：压缩感知；绿色通信模型；模拟信息转换：最优观测矩阵：重建算法万方数据ABSTRACTWiththedevelopmentofIntemet,multimediacommunication，cloudcomputingservices，communicationindustryenergyconsumptionshowedrapidgrowth，greencommunica廿onwithlowenerg

6、yconsumptionaSthegoalistobecomethefuturedevelopmenttrendofwirelesscommunication．Alongwiththedevelopmentofbusinessdiversity,thebandwidthofdataprocessingisalsobecomingmoreandmorewidewhilethefrequencyofexistingdeviceshavebeenunabletomeetthedemandofsignalprocessing·Thereausonisthattheconventiona

7、lNyquistsamplingtheorempointsoutthatinordertorecovertheori酉nalsignalwithoutdistortion，wemusttakethesamplingratenolessthantwotimesofthesignals’highestfrequency．CompressedsensingtheorybreakthelimitationofNyquistsamplingtheoremandbecamethehottopicinsi