基于壓縮感知的MFSK信號解調方法研究的開題報告

基于壓縮感知的MFSK信號解調方法研究的開題報告一、選題背景及意義隨著數字通信技術的快速發(fā)展，多進制頻移鍵控調制（MFSK）成為了現(xiàn)代數字通信中重要的一種調制方式。在MFSK系統(tǒng)中，發(fā)送方將數字信號調制成M個頻率不同的正弦信號，接收方則根據這些正弦信號的頻率將其解調還原為數字信號。然而在實際傳輸過程中，受到信道噪聲等因素影響，信號的頻率可能發(fā)生偏移，導致接收方解調結果出現(xiàn)誤差，進而影響通信質量。目前常用的MFSK信號解調方法主要有相干解調和非相干解調。相干解調要求發(fā)送方和接收方各自保持相同的頻率和相位，而非相干解調可以在不考慮相位的情況下解調信號。相較于相干解調，非相干解調需要的硬件資源較少，處理速度也更快，因此近年來備受關注。本課題將研究基于壓縮感知的MFSK信號解調方法，利用壓縮感知技術在接收端獲取MFSK信號的頻率和相位信息，從而實現(xiàn)較高的解調精度和較低的硬件資源需求。該方法可以被應用于無線電通信系統(tǒng)以及其他數字通信系統(tǒng)中，提高數字通信的有效性和可靠性。二、研究內容與方法（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行分析研究，包括信號的調制、解調過程，以及信道噪聲對解調結果的影響等。（2）研究壓縮感知理論及方法介紹壓縮感知的理論基礎和基本方法，包括壓縮感知的采樣、重構、稀疏表示等關鍵環(huán)節(jié)。（3）設計基于壓縮感知的MFSK信號解調算法根據MFSK信號的特點，利用壓縮感知技術設計MFSK信號解調算法。該算法將信號解調問題轉化為稀疏信號重構問題，通過壓縮感知技術獲取信號中每一個頻率對應的系數，從而得到信號的頻率和相位信息。（4）算法實現(xiàn)與測試基于Matlab編程語言實現(xiàn)所設計的算法，并利用理論模型進行仿真測試。同時，考慮將算法在軟件無線電（SDR）平臺上實現(xiàn)，驗證算法在真實通信環(huán)境下的可行性。三、論文結構（1）緒論：介紹本課題的研究背景與意義，同時闡述目前國內外關于MFSK信號解調的研究現(xiàn)狀。（2）MFSK信號與壓縮感知的理論基礎：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信號解調算法：提出設計算法的思路，詳細描述算法的實現(xiàn)步驟及其原理。（4）算法仿真與測試：基于Matlab進行仿真測試，在理論模型下驗證算法的準確性和有效性；同時，在SDR平臺上進行實驗驗證。（5）總結和展望：總結本文的研究內容，簡述研究成果，并對進一步的研究方向進行探討。四、預期貢獻（1）提出一種基于壓縮感知的MFSK信號解調算法，實現(xiàn)MFSK信號的高精度解調。（2）研究壓縮感知技術在數字通信中的應用，豐富了數字通信技術發(fā)展的理論和實踐。（3）為實現(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，提高了數字通信的可靠性和有效性。五、參考文獻[1]鄭潔等.基于壓縮感知的數字通信[J].電子設計工程,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)中的應用[J].電子與信息學報,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