Compressed sampling of bandpass signals with finite rate of innovation: application to uwb channel estimation and indoor accurate localization
Échantillonnage compressé des signaux passe-bande à taux d’innovation fini. Application pour l’estimation du canal ultra-large bande et la localisation de précision en environnement intérieur
Résumé
The finite rate of innovation is a recently proposed concept for reducing the sampling frequency of signals depending on a finite number of parameters. In this paper, low complexity sampling schemes are designed for bandpass signals, which are typical for ultra-wideband (UWB) transmissions. Firstly, two compressed sensing schemes, single-channel (Sum of Sincs [SoS] filter) and multichannel (multichannel modulating waveforms [MCMW]) respectively, are extended to such signals, taking into account the circuit implementation constraints. These schemes allow sampling at greatly reduced frequencies that do not depend on the bandwidth of the signals, but only on the number of UWB channel paths. Then, the effectiveness of the proposed approach is demonstrated through two applications: estimation of the UWB channel for a low complexity coherent Rake receiver, and indoor accurate localization in a dependency aid context.
Le taux d’innovation fini est un concept récemment introduit dans la littérature pour réduire la fréquence d’échantillonnage des signaux dépendant d’un nombre fini de paramètres. Dans cet article, nous proposons des schémas d’échantillonnage à faible complexité pour des signaux de type passe-bande, typiques des transmissions ultra-large bande (ultra-wideband [UWB]). D’abord, deux schémas d’échantillonnage compressé, monovoie (filtre Sum of Sincs [SoS]) et multivoie (multichannel modulating waveforms [MCMW]) respectivement, sont étendus à ce type de signaux, en tenant compte de leur implémentation réelle dans le circuit. Ces schémas permettent d’échantillonner à des fréquences très réduites ne dépendant pas de la bande passante des signaux, mais seulement du nombre de trajets multiples du canal UWB. Ensuite, l’efficacité de l’approche proposée est démontrée au travers de deux applications : l’estimation du canal UWB pour un récepteur Rake cohérent à faible complexité, et la localisation précise en environnement intérieur dans un contexte d’aide à la dépendance.