複数のクロック周波数によるアンダーサンプリング情報を用いた圧縮センシング型広帯域スぺクトル推定法の提案

摘要

圧縮センシングアルゴリズムを適用して，信号の持つ周波数帯域より低いサンプリング周波数fsでアンダーサンプリングされた信号情報から，元の周波数スペクトルを推定する方法を提案する．通常，ナイキストの定理によりアンダーサンプリングされた信号からfs/2帯域を越える広帯域な元のスぺクトルを再現する事は一般的には難しい．我々はこのような場合でも元の信号帯域が極端な過密状態でなければ，時間軸上でシリアルに複数の異なるfsでサンプリングする事により，元の振幅情報を再現できる手法を提案した．しかしこの手法を用いても，特に，アンダーサンプリングによって信号のスペクトルが同一周波数に畳み込まれた場合，元のスペクトルの再生は難しい．そこで我々は，複数の異なるfsにより同時にアンダーサンプリングされた情報と圧縮センシング法を用いて，上記のようなアンダーサンプリングにより同一周波数に畳み込まれたスぺクトルからでも，fs/2帯域を越える広帯域な信号スぺクトルの推定が可能である事をシミュレーションにより確認した．シミュレーションは，単一信号，920MHz帯，2.4GHz帯，5GHz帯の複数の合成信号に対して行われ，また，雑音の影響に関しても検討を行った．さらに，実環境の測定データを用いて上記信号処理を行い，RFスペクトルの再生を確認した．