Sparse signal recovery from incomplete and perturbed data
Eksik ve bozuk veriler ile seyrek sinyal geriçatımı
- Tez No: 433914
- Danışmanlar: PROF. DR. EMİN ANARIM
- Tez Türü: Doktora
- Konular: Elektrik ve Elektronik Mühendisliği, Electrical and Electronics Engineering
- Anahtar Kelimeler: Belirtilmemiş.
- Yıl: 2016
- Dil: İngilizce
- Üniversite: Boğaziçi Üniversitesi
- Enstitü: Fen Bilimleri Enstitüsü
- Ana Bilim Dalı: Elektrik-Elektronik Mühendisliği Ana Bilim Dalı
- Bilim Dalı: Belirtilmemiş.
- Sayfa Sayısı: 115
Özet
Seyrek sinyal geriçatımı, yüksek boyutlu sinyalleri az sayıda örnek üzerinden tekrar oluşturabilen yöntemlerden meydana gelir. Bu yöntemler ile sinyal geriçatımı için gereksinim duyulan örnek sayısı, geleneksel Shannon/Nyquist örnekleme teoremine kıyasla çok daha az sayıdadır. Seyrek sinyal geriçatımı manyetik rezonans görüntüleme, elektromanyetik ters saçılım problemi, radar/sonar görüntüleme, sismik veri toplama, sensör dizi işleme ve kanal kestirimi olmak üzere birçok uygulamada kullanılmaktadır. Bu tez çalışmasının odağı elektromanyetik ters saçılım problemi ve OFDM için frekans kaymasının ve kanal yanıtının birlikte kestirilmesidir. Ters saçılım probleminde saçılan elektromanyetik alandan hedef cisimlerin özelliklerinin belirlenmesi amaçlanmaktadır. Bu kapsamda birbirine yakın konumlandırılmış nokta cisimlerin yerlerinin bulunması incelenmiştir. Bu problemdeki geriçatım çözünürlüğünün iyileştirilmesi için açgözlü geriçatım yöntemlerinden dikgen uyum kovalama OMP ve esnek ağaç arama yapılı FTB-OMP yöntemleri önerilmiştir. Önerilen yöntemlerin başarımları NESTA ve MT-BCS yöntemleri ile karşılaştırılmıştır. Yapılan benzetimler FTB-OMP yönteminin OMP geriçatım çözünürlüğünü artırdığı ve NESTA' ya göre düşük gürültü seviyelerinde üstünlük sağladığı göstermiştir. OFDM çoklu taşıyıcılı modülasyon yöntemi olarak frekans senkronizasyonuna ve kanal kestirim hatalarına karşı çok hassastır. Frekans kayması OFDM taşıyıcılarının dikgenliğini bozar ve taşıyıcılar arası girişime sebep olarak sistem başarımını düşürür. Önerilen yeni yöntemde frekans kayma değerlerinden oluşturulan bir kitaplık ile kanal yanıtı 1-blok seyrek bir sinyal olarak temsil edilir. Böylece frekans kayması ve kanal yanıtı birlikte kestirilebilmektedir. Sadece bir OFDM öbeği pilot yapılırken gürültü veya kanal istatistiğine gerek duyulmaz. Başarımı en büyük olabilirlik kestirimine çok yakındır ve frekans kaymasından bağımsızdır.
Özet (Çeviri)
Sparse signal recovery consists of algorithms that are able to recover undersampled high dimensional signals accurately. These algorithms require fewer measurements than traditional Shannon/Nyquist sampling theorem demands. Sparse signal recovery has found many applications including magnetic resonance imaging, electromagnetic inverse scattering, radar/sonar imaging, seismic data collection, sensor array processing and channel estimation. The focus of this thesis is on electromagentic inverse scattering problem and joint estimation of the frequency offset and the channel impulse response in OFDM. In the electromagnetic inverse scattering problem, the aim is to find the electromagnetic properties of unknown targets from measured scattered field. The reconstruction of closely placed point-like objects is investigated. The application of the greedy pursuit based sparse recovery methods, OMP and FTB-OMP, is proposed for increasing the reconstruction resolution. The performances of the proposed methods are compared against NESTA and MT-BCS methods. Simulations show that the FTB-OMP method increases the resolution of the regular OMP and is superior to NESTA for less noisy measurements. OFDM is a multicarrier modulation technique that is very sensitive to frequency synchronization and channel estimation errors. Frequency offset destroys the orthogonality of the OFDM carriers and results in intercarrier inteference that causes severe performance degradation. A new approach that represents the channel impulse response as a 1-block sparse signal in a dictionary built by concatenating subspaces of frequency offset values is proposed. Thus the frequency offset and the channel impulse response can be jointly estimated. Only one OFDM training block is used and noise or channel statistics are not required. Its performance is close to maximum likelihood estimation and does not depend on frequency offset.
Benzer Tezler
- Grid matching in compressive sensing
Sıkıştırma algılamada ızgara eşleştirme
HÜSEYİN ŞAR
Yüksek Lisans
İngilizce
2014
Elektrik ve Elektronik MühendisliğiAnadolu ÜniversitesiElektrik-Elektronik Mühendisliği Ana Bilim Dalı
YRD. DOÇ. DR. NURAY AT
- Search-based methods for the sparse signal recovery problem in compressed sensing
Sıkıştırmalı algılama seyrek işaret geri çatma problemi için arama tabanlı yöntemler
NAZIM BURAK KARAHANOĞLU
Doktora
İngilizce
2013
Elektrik ve Elektronik MühendisliğiSabancı ÜniversitesiElektronik Mühendisliği Ana Bilim Dalı
YRD. DOÇ. DR. HAKAN ERDOĞAN
- Sıkıştırılmış algılamada sezgisel algoritmaların kullanımına dayalı yöntemlerin incelenmesi ve geliştirilmesi
Analyzing and development of heuristic algorithms in compressed sensing
MURAT EMRE ERKOÇ
Yüksek Lisans
Türkçe
2017
Elektrik ve Elektronik MühendisliğiErciyes ÜniversitesiElektrik-Elektronik Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. NURHAN KARABOĞA
- Security/privacy analysis of biometric hashing and template protection for fingerprint minutiae
Biyometrik kıyım için güvenlik/mahremiyet analizi ve parmak izi olay noktaları için şablon koruma
BERKAY TOPÇU
Doktora
İngilizce
2016
Elektrik ve Elektronik MühendisliğiSabancı ÜniversitesiElektrik-Elektronik Mühendisliği Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. HAKAN ERDOĞAN
- Mikrodalga görüntülemede seyreklik yaklaşımı yöntemlerinin uygulanması
Sparse approximation and applications in microwave imaging
EMRE YALÇIN
Yüksek Lisans
Türkçe
2016
Elektrik ve Elektronik Mühendisliğiİstanbul Teknik ÜniversitesiElektronik ve Haberleşme Mühendisliği Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. ÖZGÜR ÖZDEMİR