Analysis of non-stationary signals in dispersive media : contribution of compressive sensing techniques for interference management
Analyse des signaux non-stationnaires en milieux dispersifs : apport des techniques compressive sensing pour la gestion des interférences
Résumé
In signal processing, the theory behind compressive sensing presented a successful sampling technique in different fields. The idea of using a small number of measurements for the acquisition improves the efficiency of storage, memory and transmission of signals. Since many signals in the nature can be represented as sparse in some representation domain, the technique showed huge potential in medicine, telecommunications, radar systems, etc. Although very successful, the idea of compressive sensing is not yet developed in the underwater acoustics. Acoustic signals transmitted under water introduce many complex characteristics difficult for their analysis. Problems occur in the process of transmitting and receiving signals due to its dispersive media, especially in shallow water environments as a representative example of a dispersive channel. Additionally, dispersivity produces multiple nonlinear components. The non-stationary nature of such signals makes it suitable for the analysis using time-frequency tools under the signal processing approach. In the compressive sensing sense, non-stationary signals are only approximately sparse or nonsparse in the corresponding transformation domain.
Dans le traitement du signal, la théorie derrière la détection compressive a présenté une technique d'échantillonnage réussie dans différents domaines. L'idée d'utiliser un petit nombre de mesures pour l'acquisition améliore l'efficacité du stockage, de la mémoire et de la transmission des signaux. Étant donné que de nombreux signaux dans la nature peuvent être représentés comme clairsemés dans certains domaines de représentation, la technique a montré un énorme potentiel en médecine, en télécommunications, en systèmes radar, etc. Bien que très réussie, l'idée de la détection compressive n'est pas encore développée dans l'acoustique sous-marine. Les signaux acoustiques transmis sous l'eau présentent de nombreuses caractéristiques complexes difficiles à analyser. Des problèmes surviennent dans le processus de transmission et de réception des signaux en raison de ses milieux dispersifs, en particulier dans les environnements en eau peu profonde comme exemple représentatif d'un canal dispersif. De plus, la dispersivité produit plusieurs composants non linéaires. La nature non stationnaire de ces signaux le rend approprié pour l'analyse à l'aide d'outils temps-fréquence dans le cadre de l'approche de traitement du signal. Au sens de la compression, les signaux non stationnaires ne sont approximativement que clairsemés ou non dans le domaine de transformation correspondant.
Origine : Version validée par le jury (STAR)