光子辅助压缩感知技术关键问题研究

查圣明; 朱之京; 池灏

doi:10.7510/jgjs.issn.1001-3806.2016.04.023

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光子辅助压缩感知技术关键问题研究

查圣明 , 朱之京 , 池灏

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Citation:

光子辅助压缩感知技术关键问题研究

1.
浙江大学信息与电子工程学院, 杭州 310027

作者简介: 查圣明(1990-),男,硕士研究生,现主要从事微波光子学的研究.

通讯作者: 池灏, chihao@zju.edu.cn

基金项目:
浙江省自然科学基金资助项目(LY14F010012)
中图分类号: TN763.1

Research of key issues of photonic-assisted compressive sensing technology

1.
College of Information Science & Electronic Engineering, Zhejiang University, Hangzhou 310027, China

Corresponding author: CHI Hao, chihao@zju.edu.cn

CLC number: TN763.1

摘要: 为了保证光子辅助压缩感知系统在获取宽带信号的过程中,测量矩阵保持零均值,采用基于马赫-曾德尔调制器的并行结构,以实现待处理信号与零均值随机序列的混频;同时采用数字域后补偿的方式,改善了强度调制器非线性对系统恢复效果的负面影响,在一定范围内提升了系统的恢复效果。结果表明,改进后的光子辅助压缩感知结构在获取宽带射频稀疏信号时,具有更好的恢复效果。
- 光电子学 /
- 压缩感知 /
- 随机解调 /
- 光混频 /
- 调制器非线性
Abstract: In order to ensure the zero-mean property of measurement matrix during the process of acquiring wideband signal by using photonic compressive sensing, a parallel structure based on Mach-Zehnder modulators was used to implement the mixing function of input signal and zero-mean random sequence. At the same time, digital domain compensation was employed to reduce the negative effect of modulator nonlinearity on recovery performance. In this way the system had an improved recovery performance within a certain range. The results show that the improved photonic compressive sensing performs better when acquiring wideband sparse signals.
- optoelectronics /
- compressive sensing /
- random demodulation /
- optical mixing /
- modulator nonlinearity

[1]	SHANNONC E. Communication in the presence of noise[J].Proceedings of the IRE, 1949, 37(1):10-21.
[2]	CANDES E J, ROMBERGJ K, TAO T. Robust uncertainty principles:exact signal reconstruction from highly incomplete frequency information[J].IEEE Transactionson on Information Theory, 2006, 52(2):489-509.
[3]	DONOHO D L. Compressed sensing[J].IEEE Transactionson on Information Theory, 2006, 52(4):1289-1306.
[4]	YAO J P. Microwave photonics[J].Journal of Lightwave Technology, 2009, 27(3):314-335.
[5]	CANDES E J, ROMBERG J K, TAO T. Stable signal recovery from incomplete and inaccurate mesurements[J].Communications on Pure and Applied Mathematics, 2006,59(8):1207-1223.
[6]	BARANIUK R, DAVENPORT M, DEVORE R, et al. A simple proof of the restricted isometry property for random matrices[J].Constructive Approximation, 2008, 28(3):253-263.
[7]	CHI H, ZHANG X M, SHEN L F. Inter-modulation distortion analysis for single-drive mach-zehnder modulator[J].Acta Optica Sinica, 2006, 26(11):1619-1622(in Chinese).
[8]	REN T T, XU Ch, ZHENG Sh L, et al. Effect of dither tone-based electro-optic modulator bias control on radio-frequency signal[J].Laser Technology, 2013, 37(6):773-776(in Chinese).
[9]	FIGUEIREDO M A T, NOWAK R D, WRIGHT S J. Gradient projection for sparse reconstruction:application to compressed sensing and other inverse problems[J].IEEE Journal of Selected Topics in Signal Processing, 2007, 1(4):586-597.
[10]	TROPP J A, LASKA J N, DUARTE M F, et al. Beyond Nyquist:efficient sampling of sparse band-limitedsignals[J].IEEE Transactionson on Information Theory, 2010, 56(1):520-544.
[11]	NICHOLS J M, BUCHOLTZ F. Beating Nyquist with light:a compressively sampled photonic link[J].Optics Express, 2011, 19(8):7339-7348.
[12]	ROSELLI L, BORGIONI V, ZEPPARELLI F, et al. Analog laser predistoition formultiservice radio-over-fiber systems[J].Journal ofLightwave Technology, 2003, 21(5):1211-1223.
[13]	DUAN R M, XU K, DAI J, et al. Digital linearization technique for IMD3 suppression in intensity-modulated analog optical links[C]//2011 International Topical Meeting on Microwave Photonics Jointly Held with the 2011 Asia-Pacific Microwave Photonics Conference.New York,USA:IEEE,2011:234-237.
[14]	McLAUGHLIN C V, NICHOLS J M, BUCHOLTZ F. Basis mismatch in a compressively sampled photonic link[J].Photonics Technology Letters, 2013, 25(23):2297-2300.
[15]	DUARTE M F, BARANIUK R G. Spectral compressive sensing[J].Applied Computational Harmonic Analysis, 2013, 35(1):111-129.

[1]	李文文 , 刘书朋 , 王中阳 . 压缩感知实现快速超分辨荧光显微成像. 激光技术, 2020, 44(2): 196-201. doi: 10.7510/jgjs.issn.1001-3806.2020.02.010
[2]	吴国秀 , 段发阶 , 郭浩天 . 雪崩光电二极管电外差混频技术及其参量优化. 激光技术, 2015, 39(6): 802-805. doi: 10.7510/jgjs.issn.1001-3806.2015.06.015
[3]	梁育雄 , 黄毓华 , 王升 , 宁娜 . 基于非对称3×3耦合器的光纤相位解调研究. 激光技术, 2021, 45(1): 25-30. doi: 10.7510/jgjs.issn.1001-3806.2021.01.005
[4]	魏海潮 , 王志斌 , 李晓 , 赵冬娥 , 王艳超 , 陈友华 , 陈媛媛 , 张瑞 . 弹光调制干涉具热动态模型及频率漂移的研究. 激光技术, 2013, 37(3): 389-393. doi: 10.7510/jgjs.issn.1001-3806.2013.03.027
[5]	石英亮 , 张羽 , 孙力军 . 激光器对光电振荡器相位噪声的影响. 激光技术, 2015, 39(6): 761-764. doi: 10.7510/jgjs.issn.1001-3806.2015.06.006
[6]	徐伟 , 金韬 , 池灏 . 耦合式光电振荡器的理论与实验研究. 激光技术, 2014, 38(5): 579-585. doi: 10.7510/jgjs.issn.1001-3806.2014.05.001
[7]	邹广健 , 张宝富 , 滕义超 , 卢麟 , 葛海波 . 星上光电振荡器的微波信号产生与转发研究. 激光技术, 2017, 41(4): 582-585. doi: 10.7510/jgjs.issn.1001-3806.2017.04.025
[8]	张冠杰 , 舒永春 , 刘如彬 , 舒强 , 林耀望 , 姚江宏 , 王占国 , 许京军 . 光抽运垂直外腔面发射激光器特性与研究进展. 激光技术, 2006, 30(4): 351-354.
[9]	简献忠 , 周海 , 乔静远 , 李莹 , 王佳 . 基于全变差重构算法的数字全息研究. 激光技术, 2014, 38(2): 236-239. doi: 10.7510/jgjs.issn.1001-3806.2014.02.019
[10]	袁明辉 , 邬昌峰 , 孙小菡 . XPM对非线性光纤环镜微波光子开关的影响. 激光技术, 2008, 32(4): 390-392.
[11]	周伟林 , 罗风光 , 余志华 , 李斌 , 赵新宇 . 线性损耗和双光子吸收下硅基波导调制不稳定性. 激光技术, 2010, 34(4): 489-492. doi: 10.3969/j.issn.1001-3806.2010.04.016
[12]	吴建伟 , 罗风光 . 低功率光脉冲在均匀周期结构中的慢光传输. 激光技术, 2007, 31(6): 593-595,599.
[13]	李世伟 , 张记龙 , 郝建 , 周瑞 , 王艳超 . 激光告警装置背景光干扰消除方法及实现. 激光技术, 2012, 36(5): 642-644. doi: 10.3969/j.issn.1001-3806.2012.05.017
[14]	刘启能 , 刘沁 . 材料色散对光子晶体全反射隧穿光场分布的影响. 激光技术, 2014, 38(6): 738-741. doi: 10.7510/jgjs.issn.1001-3806.2014.06.004
[15]	蒋和伦 , 刘启能 . 1维光子晶体中两种偏振光的场分布. 激光技术, 2014, 38(5): 718-722. doi: 10.7510/jgjs.issn.1001-3806.2014.05.030
[16]	江达飞 , 江孝伟 , 方晓敏 . 利用ITO微纳结构提高石墨烯紫外LED光提取效率. 激光技术, 2021, 45(2): 186-190. doi: 10.7510/jgjs.issn.1001-3806.2021.02.010
[17]	龙涛 , 刘启能 . 1维掺杂光子晶体中光的全反射贯穿特性. 激光技术, 2011, 35(5): 622-625. doi: 10.3969/j.issn.1001-3806.2011.05.013
[18]	张景贵 , 李勇帆 , 赵晋琴 . 基于短时傅里叶变换分析超短光脉冲的传输特性. 激光技术, 2013, 37(1): 52-55. doi: 10.7510/jgjs.issn.1001-3806.2013.01.013
[19]	李雷 , 唐守锋 . 共享激光器的分布式光纤气体传感系统. 激光技术, 2014, 38(3): 384-388. doi: 10.7510/jgjs.issn.1001-3806.2014.03.022
[20]	曹延昌 , 熊继军 , 侯庆志 . 可调谐半导体激光器的精密控制系统设计. 激光技术, 2015, 39(3): 316-319. doi: 10.7510/jgjs.issn.1001-3806.2015.03.007

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光子辅助压缩感知技术关键问题研究

通讯作者: 池灏, chihao@zju.edu.cn

作者简介: 查圣明(1990-),男,硕士研究生,现主要从事微波光子学的研究

1. 浙江大学信息与电子工程学院, 杭州 310027

收稿日期: 2015-05-21
录用日期: 2015-07-13
网络出版日期: 2016-07-25

基金项目: 浙江省自然科学基金资助项目(LY14F010012)

关键词:

摘要: 为了保证光子辅助压缩感知系统在获取宽带信号的过程中,测量矩阵保持零均值,采用基于马赫-曾德尔调制器的并行结构,以实现待处理信号与零均值随机序列的混频;同时采用数字域后补偿的方式,改善了强度调制器非线性对系统恢复效果的负面影响,在一定范围内提升了系统的恢复效果。结果表明,改进后的光子辅助压缩感知结构在获取宽带射频稀疏信号时,具有更好的恢复效果。