Many empirical studies suggest that samples of continuous-time signals taken at locations randomly deviated from an equispaced grid (i.e., off-the-grid) can benefit signal acquisition, e.g., undersampling and anti-aliasing. However, explicit statements of such advantages and their respective conditions are scarce in the literature. This paper provides some insight on this topic when the sampling positions are known, with grid deviations generated i.i.d. from a variety of distributions. By solving the basis pursuit problem with an interpolation kernel we demonstrate the capabilities of nonuniform samples for compressive sampling, an effective paradigm for undersampling and anti-aliasing. For functions in the Wiener algebra that admit a discrete $s$-sparse representation in some transform domain, we show that $\mathcal{O}(s\log N)$ random off-the-grid samples are sufficient to recover an accurate $\frac{N}{2}$-bandlimited approximation of the signal. For sparse signals (i.e., $s \ll N$), this sampling complexity is a great reduction in comparison to equispaced sampling where $\mathcal{O}(N)$ measurements are needed for the same quality of reconstruction (Nyquist-Shannon sampling theorem). We further consider noise attenuation via oversampling (relative to a desired bandwidth), a standard technique with limited theoretical understanding when the sampling positions are non-equispaced. By solving a least squares problem, we show that $\mathcal{O}(N\log N)$ i.i.d. randomly deviated samples provide an accurate $\frac{N}{2}$-bandlimited approximation of the signal with suppression of the noise energy by a factor $\sim\frac{1}{\sqrt{\log N}}$.


翻译:许多实证研究表明,从随机偏差的 { 位置上随机偏差的连续时间信号样本可以有利于获取信号, 例如, 低采样和反丑闻。 然而, 文献中缺乏关于这些优势及其各自条件的清晰声明。 本文在取样位置为人所知时, 产生网格偏差, 从各种分布中产生 。 通过通过调试内核解根基追踪问题, 我们展示了用于压缩采样的非统一样品的能力( 即, N- 离网格), 一个用于低采样和反反雕刻的有效范例 。 但是, 维纳 值变异域域中允许离散美元代表这些优势及其各自条件的功能, 我们显示, 以随机网格样本生成的离网格偏差, 足以恢复准确的 $( orforc) (N- =2) 宽度近端点测量信号的精确度( i. e., 美元=n=xx 精确采样的标数 ), 当取样的复杂度显示一个比值为相同的标准值时, 美元 。

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