基于压缩感知的宽带lfm信号参数估计

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1、分类号：TN929.5单位代码：10183研究生学号：2013522030密级：公开吉林大学硕士学位论文（学术学位）基于压缩感知的宽带LFM信号参数估计TheParameterEstimationofWidebandLFMSignalBasedonCompressiveSensing作者姓名：王建伟专业：通信与信息系统研究方向：信号参数估计指导教师：丛玉良教授培养单位：通信工程学院2016年6月基于压缩感知的宽带ＬＦＭ信号参数估计ＴｈｅＰａｒａｍｅｔｅｒＥｓｔｉｍａｔｉｏｎｏｆＷｉｄｅｂａｎｄＬＦＭＳｉｇｎａｌＢａｓｅｄｏｎＣｏｍｐｒｅｓｓｉｖｅＳｅｎｓｉｎｇ

2、作者姓名：王建伟专业名称：通信与信息系统指导教师：丛玉良教授学位类别；工学硕±答辩日期；年月ｔ日＾未经本论文作者的书面授权，依法收存和保管本论文书面版本、电子版本的任何单位和个人，均不得对本论文的全部或部分内容进行任何形式的复制、修改、发行、出租、改编等有碍作者著作权的商业性使用（但纯学米性使用不在此限）。否则，应承担侵权的法律责任。吉林大学硕±学位论文原创性声明本人郑重声明：所呈交学位论文，是本人在指导教师的指导下，独立进行研究工作所取得的成果。除文中己经注明引用的内容外，本论文不包含任何其他个人或集体己经发表或撰写过的作品成果。对

3、本文的研究做出重要贡献的个人和集体，均已在文中从明确方式标明。本人完全意识到本声明的法律结果由本人承担。学位论文作者签名＾；＾球寺／曰期：＞／年／月４曰摘要基于压缩感知的宽带LFM信号参数估计宽带线性调频（LinearFrequencyModulation,LFM）信号是通过非相位调制获得的一种大时宽带宽积信号，其大时宽带宽积和低截获率的特性是其广泛应用在雷达对抗领域的重要原因，因此实现宽带LFM信号的参数估计，获取重要的参数信息具有重要的实际应用价值。本文针对估计宽带LFM信号参数需要超高采样率的问题，结合压缩感知（CompressiveSensing,CS）理论对

4、其参数进行了估计研究，本文的主要工作内容包括以下几个方面：一、利用公式推导了宽带LFM信号能够具有大时宽带宽积特性的原因，详细的介绍了压缩感知理论，为后文结合压缩感知理论估计宽带LFM信号参数做好铺垫。二、详细阐述了分数阶傅里叶变换（fractionalFouriertransform,FRFT）的基本原理，并利用FRFT对LFM信号的参数进行了估计；针对FRFT直接对宽带LFM信号进行参数估计计算量大无法正确估计参数的问题，提出了一种基于FRFT和压缩感知理论估计宽带LFM信号参数的方法，降低了计算量并能精确估计信号参数，而且这种方法不受强窄带干扰和白噪声的干扰。三、受限于当前的A/D

5、采样技术，为了对宽带LFM信号进行参数估计，提出了一种基于压缩感知理论的宽带LFM信号参数估计方法。由于宽带LFM信号拥有近似矩形的频谱，采用小波变换可以对其进行边缘信息提取。宽带LFM信号的边缘信息相对于其带宽来说是稀疏的，从而可以通过这一稀疏变换获得信号的稀疏表示形式，然后通过压缩采样匹配追踪(CompressiveSamplingMP,CoSaMP)算法可以对宽带LFM信号的边缘信息进行重建从而获得宽带LFM信号起始频率和终止频率的估计。针对CoSaMP算法在预选阶段、裁剪阶段、稀疏度这三方面的不足，利用模糊阈值法对算法的裁剪方案进行优化，提出了CoSaMMP算法。仿真结果表明改进

6、算法既保证了精度又提高了运算的速度。四、超分辨率的参数估计会大大增加超完备字典中原子的数目，这将会带来巨大的计算量。针对这一问题，考虑到压缩感知理论同时进行压缩和采样的特点，构建了一个能同时完成压缩采样和down-chirp法的测量矩阵。首先，介绍了down-chirp法的基本算法，然后通过双搜索的快速计算策略来对它进行改进。基于这种快速算法，我I们能更快更准确的对原子的位置进行匹配。仿真结果表明，改进的快速算法能够准确的对宽带LFM信号的起始频率和调频斜率进行估计，而且降低了字典中原子的数目，从而降低了计算量，减少了参数估计的时间。关键词：宽带LFM信号，参数估计，压缩感知，CoSaM

7、P算法，Down-chirp法IIABSTRACTTheParameterEstimationofWidebandLFMSignalBasedonCompressedSensingWidebandLFMsignalisakindoflargetimebandwidthsignalobtainedbynon-phasemodulation,itslowprobabilityofinterceptcharacteristicisanim