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現(xiàn)代化的無線通信在實(shí)際應(yīng)用中必然會(huì)伴隨著信息傳遞和傳輸過程中發(fā)生異常問題，從不同的網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)中獲取信息傳輸?shù)漠惓?shù)據(jù)是排查無線通信異常事件的必要手段。傳統(tǒng)的異常數(shù)據(jù)獲取方式通常以ShannonTheory為基礎(chǔ)，但這種方式會(huì)產(chǎn)生大量的冗余數(shù)據(jù)并造成大量無用計(jì)算，在浪費(fèi)計(jì)算機(jī)運(yùn)算能力的同時(shí)大范圍數(shù)據(jù)檢索和采樣也會(huì)占用海量的傳輸帶寬和儲(chǔ)存介質(zhì)，所以排查異常的工作亟需一種創(chuàng)新的方式。壓縮感知的核心理論是將數(shù)據(jù)收集采樣過程和壓縮過程相互合并，利用數(shù)據(jù)本身可壓縮的特性可大大減少數(shù)據(jù)采樣所需的采樣速率，并且最終可利用壓縮數(shù)據(jù)恢復(fù)到采樣數(shù)據(jù)的原始形態(tài)。由付寧和張京超編著、清華大學(xué)出版社出版的《基于壓縮感知的模擬信息轉(zhuǎn)換技術(shù)》一書，以壓縮感知技術(shù)的基本理論為基礎(chǔ)，詳細(xì)介紹了壓縮理論在數(shù)據(jù)信號(hào)采集領(lǐng)域中的模擬信息轉(zhuǎn)換技術(shù)，可作為計(jì)算機(jī)專業(yè)或通信專業(yè)的專業(yè)教材。

《基于壓縮感知的模擬信息轉(zhuǎn)換技術(shù)》全書共分為五章，第一章從壓縮感知理論整體出發(fā)介紹了該理論的發(fā)展過程和近年來的研究概況。第二章介紹了隨機(jī)解調(diào)的數(shù)學(xué)描述、仿真實(shí)驗(yàn)及實(shí)驗(yàn)平臺(tái)設(shè)計(jì)需求，同時(shí)還介紹了系統(tǒng)感知矩陣的構(gòu)造方法并分析了硬件實(shí)驗(yàn)。第三章介紹了MWC這種模擬信息轉(zhuǎn)換技術(shù)，主要內(nèi)容包括該技術(shù)的基本原理、MWC系統(tǒng)實(shí)驗(yàn)平臺(tái)設(shè)計(jì)、系統(tǒng)感知矩陣的校準(zhǔn)方法等。第四章從基本理論、盲重構(gòu)算法、隨機(jī)解調(diào)系統(tǒng)等方面介紹了1比特量化的模擬信息轉(zhuǎn)換技術(shù)。第五章則介紹了陣列信號(hào)空頻域參數(shù)聯(lián)合估計(jì)研究現(xiàn)狀、陣列多頻帶信號(hào)模型、雙L型陣列MWC系統(tǒng)、L型延遲陣列MWC系統(tǒng)等內(nèi)容。隨著電子網(wǎng)絡(luò)的普及及無線技術(shù)的發(fā)展，傳統(tǒng)的轉(zhuǎn)變壓縮技術(shù)已難以處理大規(guī)模的數(shù)據(jù)采樣需求，加之現(xiàn)階段的無線網(wǎng)絡(luò)對(duì)采樣速率的要求不斷提高，并且傳統(tǒng)技術(shù)先大范圍采樣再壓縮時(shí)會(huì)浪費(fèi)大量計(jì)算機(jī)資源，而壓縮感知理論是一種可利用信號(hào)本身的稀疏性對(duì)采集過程及編解碼過程進(jìn)行優(yōu)化的理論，經(jīng)常被應(yīng)用于電子網(wǎng)絡(luò)工程中的信號(hào)處理中。結(jié)合該書，與傳統(tǒng)的數(shù)據(jù)采集方式相比，壓縮感知有著更高的效率和資源利用率，其應(yīng)用優(yōu)勢(shì)已經(jīng)在圖像傳輸及處理領(lǐng)域得到體現(xiàn)，并且對(duì)無線傳輸網(wǎng)絡(luò)的問題解決過程都有極大的幫助。隨著現(xiàn)階段電子通信技術(shù)的不斷完善和發(fā)展，人民群眾日常生活中所產(chǎn)生的信息傳輸及處理需求也在不斷增多，對(duì)于現(xiàn)代化的大規(guī)模網(wǎng)絡(luò)軟硬件設(shè)備及傳統(tǒng)的信息傳輸技術(shù)帶來了極大的挑戰(zhàn)。在大規(guī)模的數(shù)據(jù)傳輸網(wǎng)絡(luò)中，數(shù)據(jù)與數(shù)據(jù)之間往往具有較強(qiáng)的關(guān)聯(lián)性，并且待處理的數(shù)據(jù)相對(duì)較多，所以將壓縮感知技術(shù)應(yīng)用于大規(guī)模的數(shù)據(jù)傳輸網(wǎng)絡(luò)當(dāng)中，可有效利用數(shù)據(jù)件的信息關(guān)聯(lián)性和可壓縮性進(jìn)一步提高數(shù)據(jù)的傳輸及采集效率。其中，無線傳輸網(wǎng)絡(luò)中的節(jié)點(diǎn)和節(jié)點(diǎn)之間的聯(lián)系是網(wǎng)絡(luò)最基本的要素，但由于諸如噪聲、能量限制等環(huán)境影響，所以大規(guī)模網(wǎng)絡(luò)對(duì)壓縮感知技術(shù)本身理論也提出了一定的要求，二者互惠互利、相互促進(jìn)。

現(xiàn)階段，相關(guān)領(lǐng)域的學(xué)者已經(jīng)對(duì)壓縮感知技術(shù)的實(shí)際應(yīng)用進(jìn)行了很多研究調(diào)查，相對(duì)成熟的技術(shù)包括信號(hào)節(jié)點(diǎn)的檢測(cè)、網(wǎng)絡(luò)環(huán)境的監(jiān)督、信道的估算、路由器節(jié)點(diǎn)算法的優(yōu)化等。以壓縮感知技術(shù)在擁有多天線廣播系統(tǒng)的居民區(qū)中的應(yīng)用為例，小區(qū)基站與用戶個(gè)人天線之間的傳輸信道可用一個(gè)傳輸矩陣表達(dá)出來，不同節(jié)點(diǎn)之間的傳輸間隔為常值，小區(qū)居民用戶作為接收端擁有該矩陣的全部信息。相關(guān)研究調(diào)查表示，如果在多天線的廣播系統(tǒng)中有效應(yīng)用壓縮感知技術(shù)，可利用較少的信道，精準(zhǔn)收集用戶天線所反饋的數(shù)據(jù)，有效降低這一過程的運(yùn)算復(fù)雜程度，在增加信道利用率的同時(shí)達(dá)到了與傳統(tǒng)反饋機(jī)制相同的處理速度和容量。

壓縮感知技術(shù)在網(wǎng)絡(luò)監(jiān)督系統(tǒng)中的應(yīng)用也具有很大優(yōu)勢(shì)，大規(guī)模網(wǎng)絡(luò)中常規(guī)的監(jiān)管方式為了獲得有效的參數(shù)和網(wǎng)絡(luò)實(shí)時(shí)的性能數(shù)據(jù)，往往會(huì)產(chǎn)生大量且復(fù)雜的數(shù)據(jù)運(yùn)算。一個(gè)規(guī)模較大的數(shù)據(jù)傳輸網(wǎng)絡(luò)往往由若干條不同的線路和節(jié)點(diǎn)組成，一條完整的數(shù)據(jù)傳輸路徑往往包括多條不同的線路，而同一條線路往往會(huì)同時(shí)被不同的傳輸路徑所利用，而利用壓縮感知技術(shù)可在局部網(wǎng)絡(luò)線路中推測(cè)出整體網(wǎng)絡(luò)的使用情況，可在減少網(wǎng)絡(luò)監(jiān)管次數(shù)及降低不同IP之間網(wǎng)絡(luò)延遲的同時(shí)提高網(wǎng)絡(luò)監(jiān)管效率，從而間接觀測(cè)整個(gè)數(shù)據(jù)傳輸網(wǎng)絡(luò)環(huán)境。

如何解決大規(guī)模數(shù)據(jù)傳輸網(wǎng)絡(luò)中的異常數(shù)據(jù)采集及處理問題是電子網(wǎng)絡(luò)領(lǐng)域?qū)W者所研究的重點(diǎn)方向，壓縮感知是一種新型的數(shù)據(jù)處理技術(shù)，對(duì)于這一研究方向有著重要的促進(jìn)和推動(dòng)作用，但現(xiàn)階段壓縮感知理論和技術(shù)的實(shí)際應(yīng)用僅僅處于初期階段，《基于壓縮感知的模擬信息轉(zhuǎn)換技術(shù)》一書為相關(guān)人員的研究工作提供了理論參考，推動(dòng)了我國壓縮感知技術(shù)的發(fā)展，其還有巨大的潛力等待學(xué)者進(jìn)一步開發(fā)和利用。

作者：萬劍鋒 單位：桂林電子科技大學(xué)北海校區(qū)電子信息學(xué)院