压缩感知理论及其在无线网络中的应用
作者： （美）Zhu Han，Husheng Li，Wotao Yin 著
出版时间：2018年版
丛编项： 电子信息前沿技术丛书
内容简介
压缩感知理论是信号处理领域中一种旨在利用远低于经典奈奎斯特采样频率的方法对稀疏信号进行编码的全新理论。该理论可对大量信号集进行高效而精确的采集、存储、融合和处理。压缩感知理论有效融合了数据采集、压缩、降维和优化等多项理论和技术，已引起多个领域的科研人员和工程师的高度关注。本书的主要目的是为如何在各种无线网络的应用场景中有效地融入压缩感知理论提供一个全面而统一的视角，并从信号处理、*优化、信息论、通信与网络等领域的基本概念出发，从工程的角度来探讨上述问题。本书有助于学生、科研人员、通信工程师对压缩感知理论建立起一个系统的、面向工程实现的认识，理解压缩感知理论的背景和基础，把握压缩感知理论的技术优势和局限性，并掌握在无线网络中如何利用压缩感知理论所需要的主要技能和知识。
目录第1章引言1.1动机和目标1.2纲要第2章无线网络概述2.1无线信道模型2.1.1电波传播2.1.2干扰信道2.2无线网络分类2.2.13G及B3G蜂窝通信网2.2.2WiMAX网络2.2.3WiFi网络2.2.4无线个域网2.2.5无线Ad hoc网2.2.6无线传感网2.3先进无线通信技术2.3.1OFDM技术2.3.2多天线系统2.3.3认知无线电2.3.4调度和多址接入2.3.5无线定位第3章压缩感知理论框架3.1背景3.2传统采样与压缩感知3.3稀疏表示
3.4CS编码与解码3.5示例第4章稀疏最优化算法4.1最优化理论简介4.2稀疏最优化模型4.3经典的求解方法4.4收缩操作
4.5近似点线性算法4.5.1前向后向算子分裂4.5.2示例4.5.3收敛速率4.6对偶算法4.6.1对偶化4.6.2增广拉格朗日方法4.6.3布拉格曼方法4.6.4布拉格曼迭代和去噪4.6.5线性布拉格曼方法和增广模型4.6.6处理复数据和变量4.7交替方向乘子法4.7.1框架4.7.2ADM在稀疏优化的应用4.7.3在分布式优化中的应用4.7.4分散最优化的应用4.7.5收敛速率4.8(块)坐标最小化和梯度下降4.9同伦算法与参数二次规划4.10延拓、变换步长及线性搜索4.11用于稀疏优化的非凸方法4.12贪婪算法4.12.1贪婪追踪算法4.12.2迭代支集检测4.12.3硬门限4.13恢复低秩矩阵的算法4.14如何选择算法第5章基于压缩感知的模数转换器5.1传统模数转换器基础5.1.1采样定理5.1.2量化5.1.3实际实现5.2随机解调ADC5.2.1信号模型5.2.2结构5.3宽带调制转换器ADC5.3.1结构5.3.2与随机解调器的对比5.4Xampling5.4.1统一子空间5.4.2结构5.4.3X?ADC及硬件实现5.4.4X?DSP及子空间算法5.5其他结构5.5.1随机采样5.5.2随机滤波5.5.3随机延迟线5.5.4其他各类相关文献5.6小结第6章压缩感知信道估计6.1引言和动机6.2多径信道估计6.2.1信道模型和基于训练的算法6.2.2压缩感知信道估计6.3OFDM信道估计6.3.1系统模型6.3.2压缩感知OFDM信道估计器6.3.3数值算法6.3.4数值仿真6.4水声信道估计6.4.1信道模型6.4.2压缩感知算法6.5随机域估计6.5.1随机域模型6.5.2矩阵完成算法6.5.3仿真结果6.6其他信道估计方法6.6.1盲信道估计6.6.2自适应算法6.6.3组稀疏方法6.7小结第7章超宽带系统7.1UWB系统简介7.1.1UWB发展历程及应用7.1.2UWB特点7.1.3UWB的数学模型7.2UWB信号的压缩7.2.1发射端压缩7.2.2接收端压缩7.3UWB信号的重构7.3.1块重构7.3.2Bayesian重构7.3.3与计算有关的问题7.4UWB通信中的直接解调7.4.1收发机结构7.4.2解调7.5小结第8章定位8.1定位简介8.2压缩感知理论的直接应用8.2.1通用原理8.2.2WLAN中的定位8.2.3认知无线电中的定位8.2.4动态压缩感知8.3压缩感知理论的非直接应用8.3.1UWB定位系统8.3.2空时压缩感知8.3.3联合压缩感知和TDOA8.4小结第9章多址接入9.1简介9.2多用户检测简介9.2.1CDMA系统模型9.2.2多用户检测与压缩感知的比较9.2.3多用户检测的各种算法9.2.4最优多用户检测器9.3蜂窝系统中的多址接入9.3.1上行9.3.2下行9.4传感器网络中的多址接入9.4.1单跳9.4.2多跳9.5小结第10章认知无线电网络10.1简介10.2文献综述10.3基于压缩感知的协作频谱感知10.3.1系统模型10.3.2CSS矩阵完成算法10.3.3CSS联合稀疏重构算法10.3.4讨论10.3.5仿真结果10.4动态方法10.4.1系统模型10.4.2动态重构算法10.4.3仿真结果10.5与定位的结合10.5.1系统模型10.5.2频谱感知和定位的联合算法10.5.3仿真结果10.6小结参考文献