直扩信号参数估计的盲源分离方法研究

来源 :华中科技大学 | 被引量 : 0次 | 上传用户:woshirenaaa
下载到本地 , 更方便阅读
声明 : 本文档内容版权归属内容提供方 , 如果您对本文有版权争议 , 可与客服联系进行内容授权或下架
论文部分内容阅读
直接序列扩频信号又称直扩信号,在军事和民用通信领域都有广泛的应用。在电子信息对抗中,如何在没有足够多的先验知识的条件下检测敌方发射的直扩信号,并且对信号相关参数进行准确估计是一个困难的问题。而在实际通信环境中,非协作接收方获得的信号往往是多个直扩信号的混合,这就使得多个信号的联合参数估计问题变得更加复杂。本文针对这一课题,提出将盲源分离的思想引入多个直扩信号的参数估计问题中,并将研究重点集中于接近实际的通信环境中,本文的创新及主要工作包括以下几个方面:1、针对实际通信环境中需要检测的直扩信号的数目动态变化的情况,将具有快速收敛性的RLS算法与源数目估计技术相结合,提出一种基于动态源数目估计的改进RLS盲分离算法。通过在线估计观测信号均值和协方差矩阵,定义一个关于源信号数目的代价函数,然后最小化代价函数可得到源信号数目的估计。利用估计得到的源数目动态调整RLS算法中的分离矩阵及其它相关参数矩阵的维数,进而使得改进RLS盲分离算法能够有效的分离超定和数目动态变化的源信号。仿真实验表明,新的算法比现有算法具有更好的收敛性和分离性能。在直扩信号的参数估计仿真中,新算法能够有效地跟踪直扩信号源数目,并且准确估计出相关参数。2、针对信噪比较低情况下多个直扩信号参数的联合估计问题,分析了一类基于非高斯性的代价函数,并将关于源信号估计的后验期望函数与一类非线性去噪函数等价,理论上证明了去噪与分离的等价性。在描述线性函数去噪的基础上,详细阐述了非线性函数的去噪原理。在没有噪声的协方差矩阵等先验知识的条件下,仿真实验表明其性能比现有的需要先验知识的算法具有更好的分离效果。而且在多个直扩信号的参数估计中也有好的结果,能够在信噪比小于0dB的条件下准确估计出相关参数。3、针对多个直扩信号卷积混合的盲分离问题,首先通过矢量化方法将其变为矩阵联合分块对角化问题。然后基于两类代价函数,分别提出一种新的矩阵联合分块对角化算法。针对第一类代价函数,考虑到现有的迭代非正交联合分块对角化算法都存在不收敛的情况,利用分离矩阵的特殊结构确保其可逆性,使得算法的迭代过程稳定。依据代价函数的最小化等价于矩阵中每个分块的范数最小化,将整个分离矩阵的迭代更新转化成每个分块的迭代更新,利用最小化条件得到迭代算法。实数和复数两种情况下的算法都进行了推导。针对第二类代价函数,利用矩阵矢量化算子将问题转化为一个多参数的最小二乘问题,通过构造正交投影算子的逐元素微分矩阵,推导出一种实现简单的迭代联合分块对角化算法。仿真实验首先验证了两种新算法在不同条件下的性能,然后对三个基带直扩信号的卷积混合进行盲分离,实验结果表明新算法能够成功地将多个直扩信号分离出来。4、针对强噪声条件下多个直接序列扩频信号在多径信道传输后的卷积盲分离问题,在无线通信中增加接收天线数目可以获得分集增益的原理启发下,通过放宽接收端数目的条件,提出了一个基于特征函数和矩阵代数的卷积盲分离方法。首先利用多接收端的条件,构建接收信号模型,且证明此模型符合独立子空间分析的基本条件;接着通过引入独立子空间分析的定义,证明直扩信号源的特征函数的Hessian矩阵满足块对角化性质;然后利用矩阵代数中矩阵分解的方法,将多个矩阵的联合块对角化问题转化为求取某个矩阵代数的可交换代数的一般性矩阵问题。当这个一般性矩阵被对角化时,卷积盲分离问题求解简化为求取一组齐次线性方程组的一个随机解。理论分析还表明,当噪声信号为高斯噪声且具有相同的能量时,算法对于噪声具有非常强的鲁棒性。最后通过计算机仿真和与现有算法的比较,验证了新算法的有效性和可靠性,且具有更好的分离性能和相对更少的约束条件。
其他文献
列车运行引起的振动通过周围地层传播,会引起附近地下结构以及邻近建筑物的二次振动,从而对建筑物的使用性能产生影响。以成都博物馆为背景,结合相关参数建立“隧道-周围土体
[摘 要] 绿色物流与绿色营销有着密切的关系。绿色营销为绿色物流明确了发展方向,绿色物流是绿色营销的实质性环节。在分析绿色物流与绿色营销的联系与区别的基础上,提出了实施绿色物流的措施。  [关键词] 绿色物流 绿色营销 可持续发展    绿色营销贯穿于商品运动的全过程,是企业可持续发展的重要条件。所谓绿色营销是在可持续发展观的要求下,企业从承担社会责任、保护环境、充分利用资源与长远发展的角度出发,
无线传感器网络是一种低功耗自组织的新型网络结构,其节点一般采用微型化设计并使用电池供电,很难提供充足的能量供给,同时,一些不定因素对网络性能的影响较大,因而,提高能效及数据
为了能够清楚地理解二轮车交通事故特征及运动学响应,基于二轮车交通事故视频信息对骑车人在碰撞前后的运动学响应进行分析。从互联网上收集200例二轮车事故视频,对二轮车事
铁路信号设备依靠电力资源供应运转,在铁路列车调度中有十分关键的作用,由于设备通常在露天环境下应用,夏季雷电雨水多,容易对铁路信号设备造成损坏,因此必须要对铁路信号设
回 回 产卜爹仇贱回——回 日E回。”。回祖 一回“。回干 肉果幻中 N_。NH lP7-ewwe--一”$ MN。W;- __._——————》 砧叫]们羽 制作:陈恬’#陈川个美食 Back to yield
<正> 城市,作为经济和文化的重要中心,当今已被看成是文明的象征,现代化的标志。由于具体的经济条件、传统习俗、意识形态的不同,出现许多类型的城市,这明显地表现在中西城市
回 回 产卜爹仇贱回——回 日E回。”。回祖 一回“。回干 肉果幻中 N_。NH lP7-ewwe--一”$ MN。W;- __._——————》 砧叫]们羽 制作:陈恬’#陈川个美食 Back to yield
信息时代的发展,推动新媒体的诞生。新媒体的出现,给传统媒体带来发展机遇与挑战。为保持传统媒体主流舆论领导性地位,走出发展困境,就需要传统媒体与新兴媒体相互融合。在新
直接发射窄脉冲信号方式的超宽带技术是最近研究的一个热点,在雷达和通信应用中有其特殊的优势,如在雷达应用中可以提高雷达分辨率,在短距离通信中可高速率传输。超宽带天线