基于壓縮感知的MFSK信號解調(diào)方法研究的開題報告

基于壓縮感知的MFSK信號解調(diào)方法研究的開題報告一、選題背景及意義隨著數(shù)字通信技術(shù)的快速發(fā)展，多進(jìn)制頻移鍵控調(diào)制（MFSK）成為了現(xiàn)代數(shù)字通信中重要的一種調(diào)制方式。在MFSK系統(tǒng)中，發(fā)送方將數(shù)字信號調(diào)制成M個頻率不同的正弦信號，接收方則根據(jù)這些正弦信號的頻率將其解調(diào)還原為數(shù)字信號。然而在實(shí)際傳輸過程中，受到信道噪聲等因素影響，信號的頻率可能發(fā)生偏移，導(dǎo)致接收方解調(diào)結(jié)果出現(xiàn)誤差，進(jìn)而影響通信質(zhì)量。目前常用的MFSK信號解調(diào)方法主要有相干解調(diào)和非相干解調(diào)。相干解調(diào)要求發(fā)送方和接收方各自保持相同的頻率和相位，而非相干解調(diào)可以在不考慮相位的情況下解調(diào)信號。相較于相干解調(diào)，非相干解調(diào)需要的硬件資源較少，處理速度也更快，因此近年來備受關(guān)注。本課題將研究基于壓縮感知的MFSK信號解調(diào)方法，利用壓縮感知技術(shù)在接收端獲取MFSK信號的頻率和相位信息，從而實(shí)現(xiàn)較高的解調(diào)精度和較低的硬件資源需求。該方法可以被應(yīng)用于無線電通信系統(tǒng)以及其他數(shù)字通信系統(tǒng)中，提高數(shù)字通信的有效性和可靠性。二、研究內(nèi)容與方法（1）研究MFSK信號的基本原理及其信道模型對MFSK信號的基本原理及其信道模型進(jìn)行分析研究，包括信號的調(diào)制、解調(diào)過程，以及信道噪聲對解調(diào)結(jié)果的影響等。（2）研究壓縮感知理論及方法介紹壓縮感知的理論基礎(chǔ)和基本方法，包括壓縮感知的采樣、重構(gòu)、稀疏表示等關(guān)鍵環(huán)節(jié)。（3）設(shè)計基于壓縮感知的MFSK信號解調(diào)算法根據(jù)MFSK信號的特點(diǎn)，利用壓縮感知技術(shù)設(shè)計MFSK信號解調(diào)算法。該算法將信號解調(diào)問題轉(zhuǎn)化為稀疏信號重構(gòu)問題，通過壓縮感知技術(shù)獲取信號中每一個頻率對應(yīng)的系數(shù)，從而得到信號的頻率和相位信息。（4）算法實(shí)現(xiàn)與測試基于Matlab編程語言實(shí)現(xiàn)所設(shè)計的算法，并利用理論模型進(jìn)行仿真測試。同時，考慮將算法在軟件無線電（SDR）平臺上實(shí)現(xiàn)，驗(yàn)證算法在真實(shí)通信環(huán)境下的可行性。三、論文結(jié)構(gòu)（1）緒論：介紹本課題的研究背景與意義，同時闡述目前國內(nèi)外關(guān)于MFSK信號解調(diào)的研究現(xiàn)狀。（2）MFSK信號與壓縮感知的理論基礎(chǔ)：介紹MFSK信號的基本原理及其信道模型，闡述壓縮感知的基本理論和方法。（3）基于壓縮感知的MFSK信號解調(diào)算法：提出設(shè)計算法的思路，詳細(xì)描述算法的實(shí)現(xiàn)步驟及其原理。（4）算法仿真與測試：基于Matlab進(jìn)行仿真測試，在理論模型下驗(yàn)證算法的準(zhǔn)確性和有效性；同時，在SDR平臺上進(jìn)行實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證。（5）總結(jié)和展望：總結(jié)本文的研究內(nèi)容，簡述研究成果，并對進(jìn)一步的研究方向進(jìn)行探討。四、預(yù)期貢獻(xiàn)（1）提出一種基于壓縮感知的MFSK信號解調(diào)算法，實(shí)現(xiàn)MFSK信號的高精度解調(diào)。（2）研究壓縮感知技術(shù)在數(shù)字通信中的應(yīng)用，豐富了數(shù)字通信技術(shù)發(fā)展的理論和實(shí)踐。（3）為實(shí)現(xiàn)低成本低功耗的無線電通信系統(tǒng)提供了新的解決方案，提高了數(shù)字通信的可靠性和有效性。五、參考文獻(xiàn)[1]鄭潔等.基于壓縮感知的數(shù)字通信[J].電子設(shè)計工程,2019,27(3):52-56.[2]BajwaWU,HauptJ,SayeedAM,etal.Compressivewirelesssensing[J].Signals,SystemsandComputers,2007,4:2031-2035.[3]楊曉輝等.壓縮感知在MIMO無線通信系統(tǒng)中的應(yīng)用[J].電子與信息學(xué)報,2016,38(5):1216-1221.[4]JinJ,LiuY,QuanX.Non-coherentMFSKdemodulationbasedoncompressedsensing[C].Proceedingof2017InternationalConferenceonAudio,LanguageandImageProcessing(ICALIP),2017:355-358.[5]HuangQ,ZhaoB,YeS.Researchonnon-coherentdetectiontechnologybasedoncompressedsensing[C].Proceedingof20154thI