一种单比特采样信号的解析形式恢复方法及系统.pdf

(19)国家知识产权局(12)发明专利申请(10)申请公布号CN114969635A(43)申请公布日2022.08.30(21)申请号202210601842.7(22)申请日2022.05.30(71)申请人中山大学地址510275广东省广州市海珠区新港西路135号(72)发明人肖鹏李怡滴陈颖琳李整林徐灵基(74)专利代理机构深圳市创富知识产权代理有限公司44367专利代理师范伟民(51)Int.Cl.G06F17/14(2006.01)G06F17/18(2006.01)G06K9/00(2022.01)G01S3/14(2006.01)权利要求书2页说明书5页附图3页(54)发明名称一种单比特采样信号的解析形式恢复方法及系统(57)摘要本发明公开了一种单比特采样信号的解析形式恢复方法及系统，该方法包括：获取实信号并进行单比特压缩感知处理，得到实信号频谱；对实信号频谱进行希尔伯特变换，得到未量化的解析信号波形；对未量化的解析信号波形的虚部进行单比特采样处理，得到单比特解析信号；基于DOA估计的解析模型对单比特解析信号进行测量，得到目标距离信息和目标方位信息。该系统包括：采样模块、解析模块、量化模块和测量模块。通过使用本发明，能够解决有关单比特采样信号的解析形式恢复的问题。本发明作为一种单比特采样信号的解析形式恢复方法及系统，可广泛应用于信号处理领域。CN114969635ACN114969635A权利要求书1/2页1.一种单比特采样信号的解析形式恢复方法，其特征在于，包括以下步骤：获取实信号并进行单比特压缩感知处理，得到实信号频谱；对实信号频谱进行希尔伯特变换，得到未量化的解析信号波形；对未量化的解析信号波形的虚部进行单比特采样处理，得到单比特解析信号；基于DOA估计的解析模型对单比特解析信号进行测量，得到目标距离信息和目标方位信息。2.根据权利要求1所述一种单比特采样信号的解析形式恢复方法，其特征在于，所述获取实信号并进行单比特压缩感知处理，得到实信号频谱这一步骤，具体包括：获取实信号并基于单比特压缩感知对实信号的待处理频谱进行重构，得到重构频谱；对重构频谱进行归一化处理，得到实信号频谱。3.根据权利要求2所述一种单比特采样信号的解析形式恢复方法，其特征在于，所述基于单比特压缩感知对实信号的待处理频谱进行重构的公式如下：上式中，al+1是最小二乘意义下的梯度下降过程变量，l是迭代次数，x是重构频谱的估计值，τ是梯度下降步长系数，Φ是傅里叶变换矩阵，是负次梯度。4.根据权利要求2所述一种单比特采样信号的解析形式恢复方法，其特征在于，所述实信号频谱的公式如下：上式中，x是重构频谱的估计值，l是迭代次数，||xl+1||是xl+1的范数，是实信号频谱。5.根据权利要求1所述一种单比特采样信号的解析形式恢复方法，其特征在于，所述对实信号频谱进行希尔伯特变换，得到未量化的解析信号波形这一步骤，具体包括：对实信号频谱的负频率进行消除，得到单边带频谱；对单边带频谱进行傅里叶逆变换，得到未量化的解析信号波形。6.根据权利要求1所述一种单比特采样信号的解析形式恢复方法，其特征在于，所述基于DOA估计的解析模型对单比特解析信号进行测量，得到目标距离信息和目标方位信息这一步骤，具体包括：利用DOA估计的解析模型，测量接收机到单比特解析信号的波达方向，得到从接收机到目标的波达方向线；利用多个接收机估计的波达方向进行三角测量，得到目标位置；根据从接收机到目标的波达方向线和目标位置，得到目标的距离信息和方位信息。7.一种单比特采样信号的解析形式恢复系统，其特征在于，包括：采样模块，用于获取实信号并进行单比特压缩感知处理，得到实信号频谱；解析模块，用于对实信号频谱进行希尔伯特变换，得到未量化的解析信号波形；量化模块，用于对未量化的解析信号波形的虚部进行单比特采样处理，得到单比特解2CN114969635A权利要求书2/2页析信号；测量模块，基于DOA估计的解析模型对单比特解析信号进行测量，得到目标距离信息和目标方位信息。3CN114969635A说明书1/5页一种单比特采样信号的解析形式恢复方法及系统技术领域[0001]本发明涉及信号处理领域，尤其涉及一种单比特采样信号的解析形式恢复方法及系统。背景技术[0002]自然界中大多数信号的解析形式，都是通过希尔伯特变换恢复的；希尔伯特是分析信号变换的工具，是傅里叶变换的一种扩展；利用希尔伯特变换，可以把一个一维的实数信号，变换成二维复平面上的解析信号；一般来说，解析信号才是完整的，实信号只是在复平面的实轴上的一个投影。[0003]解析信号对于阵列信号处理中的DOA估计十分重要，考虑到实际应用中，设置在空间中以不同排列方式组合在一起的接收机阵列的观测值都要被采样量化，同时为了与解析模型相匹配，必须通过希尔