宽带稀疏模拟信号的有效采样和稳定重构（MWC）

资 源 简 介

宽带稀疏模拟信号的有效采样和稳定重构（MWC）

详 情 说 明

宽带稀疏模拟信号的高效采样与稳定重构是现代信号处理中的重要课题，调制宽带转换器（MWC）为解决这一难题提供了创新性方案。

在传统采样方法中，高频宽带信号需要极高的采样率以满足奈奎斯特定理，这会导致硬件成本激增和数据冗余。MWC通过将信号与伪随机序列混频后低速采样的方式，将高频信息折叠到基带，巧妙利用信号的稀疏特性突破奈奎斯特限制。其核心思想包含三个关键阶段：

首先是混合降频阶段，输入信号通过多通道并行混频器与不同周期的伪随机信号相乘，将宽带频谱切片并搬移到低频区域。这种操作保留了原始信号的频谱特征，同时显著降低采样率需求。

其次是低速采样阶段，每个通道使用远低于奈奎斯特率的ADC对混频后的信号采样。由于稀疏信号在变换域的能量集中特性，这些亚采样数据仍包含完整信号信息。

最后是压缩感知重构阶段，通过求解优化问题从亚采样数据中恢复原始信号。MATLAB工具包提供了高效的算法实现，如正交匹配追踪(OMP)或基追踪(BP)，将采样过程建模为测量矩阵与稀疏字典的线性方程组求解。

该技术特别适用于频谱感知、认知无线电等场景，其MATLAB仿真需注意伪随机序列设计、通道数选择与重构算法参数调优等关键因素。通过合理配置这些参数，能在保证重构精度的同时将采样率降低至传统方法的1/10甚至更低。