專利名稱：一種采用有限長隨機(jī)序列混頻的隨機(jī)采樣器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及信號處理領(lǐng)域，特別涉及一種采用有限長隨機(jī)序列混頻的隨機(jī)采樣器。
背景技術(shù)：
傳統(tǒng)采樣采用周期采樣，遵循奈奎斯特(Nyquist)采樣定理，采樣率的最小值為信號帶寬的兩倍。隨著信號帶寬不斷加大，傳統(tǒng)采樣方法已經(jīng)難以適應(yīng)帶寬增長的需求，采樣數(shù)據(jù)兩巨大，硬件負(fù)擔(dān)不斷加重。壓縮感知?jiǎng)t不采用傳統(tǒng)周期采樣，轉(zhuǎn)而采用隨機(jī)采樣的方法。隨機(jī)采樣器(AIC，Analog to Information Converter)的設(shè)計(jì)是壓縮感知算法得以實(shí)現(xiàn)的最關(guān)鍵的技術(shù)之一。目前的隨機(jī)采樣器主要分為兩類第一類，采用偽隨機(jī)序列混頻的隨機(jī)采樣器。該隨機(jī)采樣器先利用偽隨機(jī)序列對輸入的稀疏信號進(jìn)行混頻，然后再采用傳統(tǒng)周期采樣的積分采樣器對信號進(jìn)行低頻率采樣，輸出信號送給后續(xù)的壓縮感知算法。這類采樣器包括單頻帶和多頻帶兩種。但由于偽隨機(jī)序列采用1和-1為其元素，只是對輸入信號起混疊作用， 并沒有隨機(jī)抽取的功能，因此并不能真正達(dá)到隨機(jī)采樣的目的，其性能也受到限制。第二類為采用傳統(tǒng)低采樣率ADC構(gòu)成陣列，ADC之間延遲采樣，通過隨機(jī)選擇各個(gè) ADC的輸出，完成等效的隨機(jī)采樣，該方法雖然可以完成隨機(jī)采樣，但是選則電路最高工作頻率仍然為奈奎斯特采樣率，而且組成ADC陣列和所需的存儲(chǔ)器陣列，所需硬件的復(fù)雜度急居丨J升聞。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的旨在至少解決上述技術(shù)缺陷之一，特別提出了一種隨機(jī)采樣性能高且硬件復(fù)雜度低的采用有限長隨機(jī)序列混頻的隨機(jī)采樣器。為達(dá)到上述目的，本發(fā)明的實(shí)施例提出了一種采用有限長隨機(jī)序列混頻的隨機(jī)采樣器，包括有限長隨機(jī)序列生成單元，所述有限長隨機(jī)序列生成單元用于生成并周期性地輸出有限長隨機(jī)序列信號；混頻單元，所述混頻單元與所述有限長隨機(jī)序列生成單元相連， 用于將原始信號和所述有限長隨機(jī)序列信號進(jìn)行混頻以得到混頻信號；積分單元，所述積分單元與所述混頻單元相連，所述積分單元包括一個(gè)或多個(gè)積分器，用于將所述混頻信號進(jìn)行積分運(yùn)算以得到積分信號；和信號轉(zhuǎn)換單元，所述信號轉(zhuǎn)換單元與所述積分單元相連， 所述信號轉(zhuǎn)換單元包括一個(gè)或多個(gè)信號轉(zhuǎn)換器，用于將所述積分信號轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號以得到隨機(jī)采樣信號，其中，所述有限長隨機(jī)序列生成單元、所述積分單元和所述信號轉(zhuǎn)換單元保持同步。根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的采用有限長隨機(jī)序列混頻的隨機(jī)采樣器，具有以下優(yōu)點(diǎn)1)隨機(jī)采樣在保證采樣性能的前提下采樣率低；2)隨機(jī)采樣器的硬件復(fù)雜度低，易于實(shí)現(xiàn)；3)由本發(fā)明的隨機(jī)采樣器生成的隨機(jī)采樣信號便于后續(xù)壓縮感知算法處理。
本發(fā)明附加的方面和優(yōu)點(diǎn)將在下面的描述中部分給出，部分將從下面的描述中變得明顯，或通過本發(fā)明的實(shí)踐了解到。


本發(fā)明上述的和/或附加的方面和優(yōu)點(diǎn)從下面結(jié)合附圖對實(shí)施例的描述中將變得明顯和容易理解，其中圖1為根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的采用有限長隨機(jī)序列混頻的隨機(jī)采樣器的結(jié)構(gòu)示意圖；圖2為根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的有限長隨機(jī)序列生成單元生成有限長隨機(jī)序列信號的示意圖；圖3為根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的有限長隨機(jī)序列信號的示意圖；圖4為積分單元帶清零功能的隨機(jī)采樣器的結(jié)構(gòu)示意圖；圖5為積分單元無清零功能的隨機(jī)采樣器的結(jié)構(gòu)示意圖；圖6為兩路無清零功能積分單元的隨機(jī)采樣器的結(jié)構(gòu)示意圖；圖7(a)至圖7(e)分別為圖6中隨機(jī)采樣器的各個(gè)信號點(diǎn)的信號示意圖；圖8為根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的壓縮感知算法的流程圖；圖9為對隨機(jī)采樣點(diǎn)采用壓縮感知算法重構(gòu)信號的示意圖；圖10 (a)為有限長隨機(jī)采樣的SFDR示意圖；圖10 (b)為純隨機(jī)采樣的SFDR的示意圖；以及圖10 (c)為擾碼調(diào)制的SFDR的示意圖。
具體實(shí)施例方式下面詳細(xì)描述本發(fā)明的實(shí)施例，所述實(shí)施例的示例在附圖中示出，其中自始至終相同或類似的標(biāo)號表示相同或類似的元件或具有相同或類似功能的元件。下面通過參考附圖描述的實(shí)施例是示例性的，僅用于解釋本發(fā)明，而不能解釋為對本發(fā)明的限制。下面參考圖1至圖6描述根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的采用有限長隨機(jī)序列混頻的隨機(jī)采樣器100。如圖1所示，根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的采用有限長隨機(jī)序列混頻的隨機(jī)采樣器100包括有限長隨機(jī)序列生成單元110、混頻單元120、積分單元130和信號轉(zhuǎn)換單元140，其中有限長隨機(jī)序列生成單元110、積分單元130和信號轉(zhuǎn)換單元140保持同步，以便能對特定的序列混頻結(jié)果進(jìn)行采樣。有限長隨機(jī)序列生成單元110可以將兩路初始序列進(jìn)行克羅內(nèi)克積運(yùn)算，從而生成有限長隨機(jī)序列(LRS序列)信號，并將生成的有限長隨機(jī)序列信號周期性地輸出。下面對有限長隨機(jī)序列信號的生成過程進(jìn)行詳細(xì)描述。兩路初始序列分別為長為L的序列A和長度為M的序列B，其中六=(￡10，￡11，'"￡1(1， _1)，其中《!=^'.J q為0到L-I之間的隨機(jī)整數(shù)。隨機(jī)數(shù)的產(chǎn)生服從一定的分布，例如q服從均勻分布，則概率密度函數(shù)為/(妁=J O^q^L-1,B = (1,1,1,…，1)，且B的元素都為1。有限長隨機(jī)序列生成單元110生成的有限長隨機(jī)序列P為P = A B ,其中“ ，，為克羅內(nèi)克積(Kronecker Production)，有限長隨機(jī)序列(LRS序列)的序列長度N為N = MXL0有限長隨機(jī)序列生成單元110周期性地發(fā)送長度為N的有限長隨機(jī)序列P。利用本發(fā)明的隨機(jī)采樣器100生成的隨機(jī)采樣信號在后期進(jìn)行壓縮感知處理，所以對M和N的選取一般需要滿足如下要求1)N為后續(xù)的壓縮感知算法能夠處理的最大信號點(diǎn)數(shù)，M為壓縮感知后的測量點(diǎn)數(shù)，其中，M可以整除N，則L = N/M。2)M << N，例如 N = 128，M = 4。此外，L為隨機(jī)序列周期和碼片周期的比值，即L = T/Tp，其中T為LRS序列的周期，Tp SLRS序列的碼片周期。在本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例中，有限長隨機(jī)序列生成單元110生成有限長隨機(jī)序列 (LRS序列)后，可以先將LRS序列存儲(chǔ)在循環(huán)移位寄存器(CSR，Cyclic Shift Register) 中，如圖2所示。循環(huán)移位寄存器輸出反饋回循環(huán)移位寄存器，從而有限長隨機(jī)序列可以周期性地輸出。如圖3所示，序列A的長度L為8，序列B的長度M為8，LRS序列的長度N為64， 且LRS序列如下(0，1，0，0，0，0，0，0，0，0，0，0，1,0,0,0,0,0,0,0,0,1,0,0,0,0,0,1,0,0,0,0,0,0, 0,0,0,0,0,1,0,0,0,0,0,0,0,1,0,1，0，0，0，0，0，0，0，0，0，1,0,0,0,0)?；祛l單元120分別與有限長隨機(jī)序列生成單元110相連，將原始信號S (t)和來自有限長隨機(jī)序列生成單元Iio的LRS序列信號p(t)進(jìn)行混頻，得到混頻信號。其中，原始信號S(t)可以為任意類型的信號，例如原始信號s(t)為稀疏信號。積分單元130與混頻單元120相連，包括一個(gè)或多個(gè)積分器。積分單元130可以對來自混頻單元120的混頻信號進(jìn)行積分，從而得到積分信號。信號轉(zhuǎn)換單元140與積分單元相連，包括一個(gè)或多個(gè)信號轉(zhuǎn)換器。信號轉(zhuǎn)換單元140可以將來自積分單元130的積分信號轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號，從而得到隨機(jī)采樣信號。在本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例中，信號轉(zhuǎn)換器可以為周期采樣的模/數(shù)轉(zhuǎn)換器(ADC，Analog-to-Digital Converter) 0在本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例中，積分單元130可以為帶清零功能的積分單元或者無清零的積分單元。當(dāng)積分單元具有進(jìn)行一個(gè)周期積分后主動(dòng)清零并重新下一個(gè)周期積分的功能時(shí)，則判斷該積分單元帶清零功能。當(dāng)積分單元只是累加器的作用，不能夠主動(dòng)清零，則判斷該積分單元無清零功能。根據(jù)積分單元清零方式的不 同，隨機(jī)采樣器100可以為以下兩種架構(gòu)之一1)積分單元130為帶清零功能的積分器，在嚴(yán)格同步的前提下，則采用單路積分器和ADC實(shí)現(xiàn)隨機(jī)采樣；2)積分單元130為無清零功能的積分器，則采用多路積分器和多路信號轉(zhuǎn)換器實(shí)現(xiàn)隨機(jī)采樣。下面參考圖4描述積分單元130帶清零功能的隨機(jī)采樣器100的示意圖。如圖4所示，經(jīng)過混頻單元120混頻后的信號輸入到積分單元130中，其中積分單元130包括一路積分器，積分器的周期與有限長隨機(jī)序列生成單元110的周期相同，均為T。積分器對混頻信號在T時(shí)間窗口中連續(xù)累加，f TS(t)p(t)dt，得到一路積分信號。積分單元130與信號轉(zhuǎn)換單元140相連，信號轉(zhuǎn)換單元140包括一路信號轉(zhuǎn)換器，如圖4中的周期采樣的模/數(shù)轉(zhuǎn)換器(ADC)相連。信號轉(zhuǎn)換器將積分信號轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號，得到隨機(jī)采樣信號s (η)。其中，信號轉(zhuǎn)換單元140的采樣周期也為Τ，即有限長隨機(jī)序列生成單元110、積分單元130和信號轉(zhuǎn)換單元140的周期性相同。 采用上述積分單元130帶清零功能的隨機(jī)采樣器100獲得隨機(jī)采樣信號s (η)時(shí)， 有限長隨機(jī)序列生成單元110、積分單元130和信號轉(zhuǎn)換單元140保持同步和對準(zhǔn)。下面參考圖5描述積分單元無清零功能的隨機(jī)采樣器100。如圖5所示，當(dāng)積分單元130無清零功能時(shí)，隨機(jī)采樣器100進(jìn)一步包括零信號生成器150、第一多路切換開關(guān)(Si) 160和第二多路切換開關(guān)(S2) 170。零信號生成器160可以生成并輸出多路零信號。第一多路切換開關(guān)(Si) 160的輸入端可以選擇性地域零信號生成器150以及混頻單元120相連，第一多路切換開關(guān)(Si) 160的輸出端與積分單元130相連。積分單元130包括多個(gè)積分器，第一多路切換開關(guān)(Si) 160將來自零信號生成器160 的零信號和來自混頻單元120的混頻信號選擇性地傳送至多個(gè)積分器的輸入端。多個(gè)積分器分別對輸入的信號進(jìn)行積分運(yùn)算。具體而言，積分器對輸入的信號在T時(shí)間窗口中連續(xù)累加，/ TS(t)p(t)dt，得到多路積分信號。其中，每個(gè)積分器的周期與有限長隨機(jī)序列生成單元110的周期相同，均為T。由于積分單元130的清零操作是由零信號生成器160的零信號輸入的累加得到的，從而易于通過硬件實(shí)現(xiàn)。信號轉(zhuǎn)換單元140包括多個(gè)信號轉(zhuǎn)換器，如圖5中的周期采樣的模/數(shù)轉(zhuǎn)換器 (ADC)。多個(gè)積分器與多個(gè)信號轉(zhuǎn)換器一一對應(yīng)相連，一個(gè)積分器對應(yīng)地與一個(gè)信號轉(zhuǎn)換器相連。多個(gè)信號轉(zhuǎn)換器的采樣時(shí)間為每次第一多路切換開關(guān)(Si) 150換向的時(shí)候。在本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例中，積分單元130中積分器的數(shù)量和信號轉(zhuǎn)換單元140中信號轉(zhuǎn)換器的數(shù)量相同。每個(gè)信號轉(zhuǎn)換器將與其相連的積分器輸出的積分信號轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號。第二多路切換開關(guān)(S2)170的輸入端選擇性地與多個(gè)信號轉(zhuǎn)換器的輸出端相連，第二多路切換開關(guān) (S2) 170的輸出端選擇性地輸出隨機(jī)采樣信號s (η)。其中，信號轉(zhuǎn)換單元140中每個(gè)信號轉(zhuǎn)換器的采樣周期為NT，N為信號轉(zhuǎn)換單元中信號轉(zhuǎn)換器的數(shù)量。下面以兩路無清零功能的積分器的隨機(jī)采樣器為例進(jìn)行說明。如圖6所示，原始信號S(t)和有限長隨機(jī)序列信號ρ (t)通過混頻單元120進(jìn)行混頻，得到混頻信號。其中，原始信號S(t)可以為正弦信號，如圖7(a)所示，混頻信號如圖 7(b)所示。第一多路切換開關(guān)(Si) 150為雙刀開關(guān)，具有三個(gè)觸點(diǎn)。其中，一路為S (t)和ρ (t) 的混頻信號，另外二路均為零信號。第一多路切換開關(guān)(Si) 150的輸出端與積分單元130相連，其中積分單元130包括第一積分器131和第二積分器132。第一積分器131和第二積分器132對輸入信號在T時(shí)間窗口中的連續(xù)累加/ TS(t)p(t)dt，得到兩路積分信號。其中， 每個(gè)積分器的周期與有限長隨機(jī)序列生成單元110的周期相同，均為T。圖7(c)示出了由第一積分器131輸出的第一路積分信號，圖7(d)示出了由第二積分器132輸出的第二路積分信號。
信號轉(zhuǎn)換單元140包括第一信號轉(zhuǎn)換器(第一 ADC) 141和第二信號轉(zhuǎn)換器(第二 ADC)，每個(gè)積分器對應(yīng)地與一個(gè)信號轉(zhuǎn)換器相連。其中，第一信號轉(zhuǎn)換器141和第二信號轉(zhuǎn)換器142的周期均為2T。信號轉(zhuǎn)換單元140的采樣率比圖4中信號轉(zhuǎn)換單元140采樣率降低一倍。第一信號轉(zhuǎn)換器(第一 ADC) 141將來自第一積分器131的積分信號轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號，第 二信號轉(zhuǎn)換器(第二 ADC) 142將來自第二積分器132的積分信號轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號。 其中，第一信號轉(zhuǎn)換器(第一 ADC) 141和第二信號轉(zhuǎn)換器(第二 ADC)的采樣時(shí)間為每次第一多路切換開關(guān)(Si) 150換向的時(shí)候。第二多路切換開關(guān)(S2) 170的輸入端選擇性地與第一信號轉(zhuǎn)換器141和第二信號轉(zhuǎn)換器142的輸出端相連，第二多路切換開關(guān)(S2)170的輸出端選擇性地輸出隨機(jī)采樣信號s (η)，如圖7(e)所示。第一多路切換開關(guān)(Si) 150的方向與第二多路切換開關(guān)(S2) 170的方向相反，當(dāng) S1接通一路時(shí)，則S2接通另一路。在本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例中，采用有限長隨機(jī)序列混頻的隨機(jī)采樣器100可以為周期采樣器，進(jìn)行周期采樣。根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的采用有限長隨機(jī)序列混頻的隨機(jī)采樣器100得到的隨機(jī)采樣信號s(n)可以用于壓縮感知算法。如圖8所示，壓縮感知算法的流程包括如下步驟S801 傳送并存儲(chǔ)速記采樣信號s (η)；S802 判斷信號的采集是否為分布式采集，如果是分布式采集，則執(zhí)行S803，否則執(zhí)行S805 ；S803 通過分布式OMP算法計(jì)算α ；S804 通過分布式OMP算法計(jì)算信號的估值f ,輸出& ；S805 通過OMP算法計(jì)算α，其中α為在正交矩陣Ψ的正交基的投影。當(dāng)輸入的原始信號為稀疏信號時(shí)，α為k稀疏的，S卩α中只有k個(gè)非零數(shù)。
Ns(n) = ^Ψα=Ψα, k N 0
η=\S806 通過OMP算法計(jì)算信號的估值^ ,輸出、本算法采用OMP方法重建信號功率譜。在重建時(shí)每次迭代得到^的支撐集F的一個(gè)原子，只是通過遞歸對已選擇原子集合進(jìn)行正交化以保證迭代的最優(yōu)性，從而減少了迭代次數(shù)。OMP算法保證了每次迭代的最優(yōu)性，減少了迭代的次數(shù)，可精確快速地重構(gòu)信號。圖9 (a)示出了壓縮感知算法的輸入信號s (η)，圖9 (b)為輸入信號s (η)的隨機(jī)采樣點(diǎn)，圖9(c)為采用壓縮感知算法恢復(fù)的信號。通過比較圖9(a)和圖9(c)可以獲知壓縮感知算法可以很好地重構(gòu)原始信號。如果采用奈奎斯特采樣，則圖9(a)所示輸入信號最少 16樣點(diǎn)，而采用本發(fā)明實(shí)施例的隨機(jī)采樣器100生成的隨機(jī)采樣信號s (η)，則只需要8個(gè)樣點(diǎn)，采樣率降低。圖10(a)至圖10(c)分別對有限長隨機(jī)采樣、純隨機(jī)采樣和擾碼調(diào)制三種方式的虛假信號抑制范圍(SFDR，Spurious Free Dynamic Range)進(jìn)行比較，從而對不同方式的工作性能進(jìn)行比較。其中，SFDR定義為原始信號功率和最大雜波信號功率的比值。其中，圖 10(a)和圖10(b)為對數(shù)坐標(biāo)，圖10(c)為常規(guī)坐標(biāo)。從圖10中可以看出，本發(fā)明實(shí)施例的采用有限長隨機(jī)序列混頻的隨機(jī)采樣器100和純隨機(jī)采樣器具有大致相同的SFDR指標(biāo)，并且遠(yuǎn)大于擾碼調(diào)制隨機(jī)采樣器SFDR，從而可以獲知采用有限長序列混頻的隨機(jī)采樣器具有和純隨機(jī)采樣幾乎等價(jià)的性能，并且優(yōu)于擾碼調(diào)制方式。但是，本發(fā)明實(shí)施例的采用有限長隨機(jī)序列混頻的隨機(jī)采樣器100比純隨機(jī)采樣器的硬件復(fù)雜度低、易于實(shí)現(xiàn)。另外，本發(fā)明實(shí)施例的采用有限長隨機(jī)序列混頻的隨機(jī)采樣器100與選通陣列相比，硬件復(fù)雜度也低。 綜上所述，本發(fā)明實(shí)施例的采用有限長隨機(jī)序列混頻的隨機(jī)采樣器100硬件復(fù)雜度低、易于實(shí)現(xiàn)，性能優(yōu)良。根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的采用有限長隨機(jī)序列混頻的隨機(jī)采樣器，具有以下優(yōu)點(diǎn)1)隨機(jī)采樣在保證采樣性能的前提下采樣率低；2)隨機(jī)采樣器的硬件復(fù)雜度低，易于實(shí)現(xiàn)；3)由本發(fā)明的隨機(jī)采樣器生成的隨機(jī)采樣信號便于后續(xù)壓縮感知算法處理。在本說明書的描述中，參考術(shù)語“一個(gè)實(shí)施例”、“一些實(shí)施例”、“示例”、“具體示例”、或“一些示例”等的描述意指結(jié)合該實(shí)施例或示例描述的具體特征、結(jié)構(gòu)、材料或者特點(diǎn)包含于本發(fā)明的至少一個(gè)實(shí)施例或示例中。在本說明書中，對上述術(shù)語的示意性表述不一定指的是相同的實(shí)施例或示例。而且，描述的具體特征、結(jié)構(gòu)、材料或者特點(diǎn)可以在任何的一個(gè)或多個(gè)實(shí)施例或示例中以合適的方式結(jié)合。盡管已經(jīng)示出和描述了本發(fā)明的實(shí)施例，對于本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員而言，可以理解在不脫離本發(fā)明的原理和精神的情況下可以對這些實(shí)施例進(jìn)行多種變化、修改、替換和變型，本發(fā)明的范圍由所附權(quán)利要求及其等同限定。
權(quán)利要求
1.一種采用有限長隨機(jī)序列混頻的隨機(jī)采樣器，其特征在于，包括有限長隨機(jī)序列生成單元，所述有限長隨機(jī)序列生成單元用于生成并周期性地輸出有限長隨機(jī)序列信號；混頻單元，所述混頻單元與所述有限長隨機(jī)序列生成單元相連，用于將原始信號和所述有限長隨機(jī)序列信號進(jìn)行混頻以得到混頻信號；積分單元，所述積分單元與所述混頻單元相連，所述積分單元包括一個(gè)或多個(gè)積分器， 用于將所述混頻信號進(jìn)行積分運(yùn)算以得到積分信號；信號轉(zhuǎn)換單元，所述信號轉(zhuǎn)換單元與所述積分單元相連，所述信號轉(zhuǎn)換單元包括一個(gè)或多個(gè)信號轉(zhuǎn)換器，用于將所述積分信號轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號以得到隨機(jī)采樣信號，其中，所述有限長隨機(jī)序列生成單元、所述積分單元和所述信號轉(zhuǎn)換單元保持同步。
2.如權(quán)利要求1所述的隨機(jī)采樣器，其特征在于，所述有限長隨機(jī)序列生成單元將兩路初始序列進(jìn)行克羅內(nèi)克積運(yùn)算，生成并周期性地輸出有限長隨機(jī)序列信號。
3.如權(quán)利要求1所述的隨機(jī)采樣器，其特征在于，所述有限長隨機(jī)序列生成單元包括循環(huán)移位寄存器，所述有限長隨機(jī)序列生成單元將兩路初始序列進(jìn)行克羅內(nèi)克積運(yùn)算生成有限長隨機(jī)序列信號，并將所述有限長隨機(jī)序列信號存儲(chǔ)在所述循環(huán)移位寄存器中，由所述循環(huán)移位寄存器周期性地輸出所述有限長隨機(jī)序列信號。
4.如權(quán)利要求1所述的隨機(jī)采樣器，其特征在于，所述積分單元為帶清零功能的積分單元或無清零功能的積分單元。
5.如權(quán)利要求4所述的隨機(jī)采樣器，其特征在于，當(dāng)所述積分單元為帶清零功能的積分單元時(shí)，所述積分單元包括一個(gè)積分器，所述信號轉(zhuǎn)換單元包括一個(gè)信號轉(zhuǎn)換器，所述有限長隨機(jī)序列生成單元、所述積分單元和所述信號轉(zhuǎn)換單元的周期相同。
6.如權(quán)利要求4所述的隨機(jī)采樣器，其特征在于，當(dāng)所述積分單元為無清零功能的積分單元時(shí)，所述積分單元包括多個(gè)積分器，所述多個(gè)積分器分別對輸入積分器的信號進(jìn)行積分運(yùn)算，所述信號轉(zhuǎn)換單元包括多個(gè)信號轉(zhuǎn)換器，并且所述多個(gè)積分器與所述多個(gè)信號轉(zhuǎn)換器一一對應(yīng)相連，所述每個(gè)信號轉(zhuǎn)換器分別將對應(yīng)的積分器輸出的積分信號轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號，得到多路隨機(jī)采樣信號，所述隨機(jī)采樣器還包括零信號生成器，所述零信號生成器用于生成并輸出多路零信號；第一多路切換開關(guān)，所述第一多路切換開關(guān)的輸入端選擇性地與所述零信號生成器和所述混頻單元相連，并將所述零信號或混頻信號傳送至所述多個(gè)積分器的輸入端；第二多路切換開關(guān)，所述第二多路切換開關(guān)的輸入端選擇性地與所述多個(gè)信號轉(zhuǎn)換器的輸出端相連，所述第二多路切換開關(guān)的輸出端輸出隨機(jī)采樣信號。
7.如權(quán)利要求6所述的隨機(jī)采樣器，其特征在于，所述每個(gè)積分器的周期均與所述有限長隨機(jī)序列生成單元的周期相同，且所述每個(gè)信號轉(zhuǎn)換器的周期均為所述有限長隨機(jī)序列生成單元的周期的N倍，其中，N為所述信號轉(zhuǎn)換單元中信號轉(zhuǎn)換器的數(shù)量。
8.如權(quán)利要求6所述的隨機(jī)采樣器，其特征在于，所述積分單元包括第一積分器和第二積分器，所述信號轉(zhuǎn)換單元包括第一信號轉(zhuǎn)換器和第二信號轉(zhuǎn)換器，其中，所述第一積分器與所述第一信號轉(zhuǎn)換器相連，所述第二積分器與所述第二信號轉(zhuǎn)換器相連，所述第一信號轉(zhuǎn)換器和第二信號轉(zhuǎn)換器的周期均為所述有限長隨機(jī)序列生成單元的周期的2倍。
9.如權(quán)利要求1、5、6中任一項(xiàng)所述的隨機(jī)采樣器，其特征在于，所述積分單元為周期采樣的模/數(shù)轉(zhuǎn)換器。
10.如權(quán)利要求1-8中任一項(xiàng)所述的隨機(jī)采樣器，其特征在于，對所述隨機(jī)采樣信號進(jìn)行壓縮感知處理。
全文摘要
本發(fā)明提出一種采用有限長隨機(jī)序列混頻的隨機(jī)采樣器，包括有限長隨機(jī)序列生成單元，所述有限長隨機(jī)序列生成單元用于生成并周期性地輸出有限長隨機(jī)序列信號；混頻單元，用于將原始信號和所述有限長隨機(jī)序列信號進(jìn)行混頻以得到混頻信號；積分單元，用于將所述混頻信號進(jìn)行積分運(yùn)算以得到積分信號；和信號轉(zhuǎn)換單元，用于將所述積分信號轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號以得到隨機(jī)采樣信號，其中，所述有限長隨機(jī)序列生成單元、所述積分單元和所述信號轉(zhuǎn)換單元保持同步。本發(fā)明的隨機(jī)采樣器在保證采樣性能的前提下不僅采樣率低、硬件復(fù)雜度低、易于實(shí)現(xiàn)，并且便于后續(xù)壓縮感知算法處理。
文檔編號H03M7/40GK102223150SQ20111007742
公開日2011年10月19日 申請日期2011年3月29日 優(yōu)先權(quán)日2011年3月29日
發(fā)明者張超 申請人:清華大學(xué)