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基于独立分量分析的短波同频信号盲分离算法_论文

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一 ■ Radio W ave Guard  电波 卫 士  基 于独 立分 量 分 析 的短 波 同频 信 号 盲 分 离 算 法  陈  媛 ,俱  莹  (国家无 线电监 测 中心 陕西监测站 ,西安 710200)  摘 要 :盲分 离能在 未知源信号和 传播 信道 的情况下,实现 对接 收 到的混 合信号 的分 离,是 应对短 波监 测过 程中由于  同频 信号混 合 而无 法分 辨这一困难的有效途 径。本 文介 绍了两种基于独立分 量分 析的盲分 离算法,分别进行 了理论 分析  与仿真 ,验 证 了算法的有效性 ,将其应用到 日常短 波监 测工作 中,可以为频谱 管理 监测提供技 术支持。  关 键 词 :短 波 监 测 ;盲分 离 ;独 立 分 量 分 析 ;自然 梯 度 ;EASI  doi:10.3969/J.ISSN .1672—7274.2016.07.021  中图分类 号 :TN98  文 献标 示码 :A  文章 编号 :1672—7274(2016)07—0049—02  Blind Separation Algorithm  of Short W ave Signals w ith Sam e  Frequency Based on Independent Com ponent A nalysis  C hen Yuan,Ju Y ing  (State Radio Monitoring Center Shaanxi Monitoring Station,Xi’an,710200)  Abstract:Blind separation can separate the receiving m ixed signals in the CaSe of unknow n source signals  and the transm ission channels,which is an effective m ethod to solve the difficulty of m ixed signals w ith sam e  f requency in short-wave radio m onitoring.This paper introduces two algorithm s based on independent component  analysis,carrying on the theoretical research and sim ulation analysis respectively,proving the effectiveness of the  m ethods,and providing technical support for spectrum  m anagem ent m onitoring.  K eyw ords:short·wave m onitoring;blind separation;independent com ponent analysis;natural gradient;EASI  1  引言  另外 ,在 短波 无 线 电监 测 过程 中,监 测 站在 某  个频 率上 监测 到的信号通常是 几个 同频信号 的混合  信号,这给 频谱 管理 工作 带来了困难 。因此 ,对 短波  同频 信号盲分离方 法 的研 究可 以有效 地解 决这一 问  题 【3】o  2 系统模 型  混合信号的系统模型用式 (1)的混合方程 描述 :  (f)=As(t)  (1)  式中, (f)=[ ,(f),S2(f),…, (f)r为n个源信号构  成的n维向量; (f)= l(f), 2(f),…,  (甜 为m维观测  数 据 向量 ,其 元素 是各 个 传感 器 得 到 的输 出;A是  m×n维 的混合 矩 阵 ,每 个 观测 信号 (f)都是n个 未  知源 信号  )的线 性组合。  盲信号 分离 问题 就是在 混合 矩 阵A和源信 号未  知 的情况下,只根 据观测数 据 向量确定分离矩 阵B,  使得变 换后 的输 出  J,( )=Bx(t)  (2)  是源信号向量 ∽ 的拷贝或估计。系统模 型如 图1  作 者简介:陈 媛 ,国家无线电监测中心陕西监测站助理工程师 。  俱 莹,国家无线电监测中心陕西监测站工程师 。  2016 ●07  49 . Radio  … … … … … … … … … ··  偏度 和峰度用 下面的公式更 新:  盲分离系统B  图 1 系统模型  为使盲信号分离 问题 可解,作如下假 设 :  o 信号源之 间是相 互统计独 立 的。  o 混合 矩 阵A非奇异 ,这 就 要求它 列满 秩 ,即  m≥n,源 信 号 的 数 目n不 多于 传感 器 的 数  目m 。  O 信号源中最多有一个为高斯分布。  3  同频信号盲分离算 法  独立分量 分析 (ICA)是实现盲信号分离的主要  方 法 。基本 思想 是选 择 分离矩 阵 ,使 分离系 统 输 出  的各 分 量之 间 的相依 性最 小[51。下 面介 绍两 种基 于  独 立分量 分析 的盲分离算法 。  3.1自然 梯度算 法  自然梯度算法 步骤如下:  (1)采 样 。先 经 过采 样 将 接 收 到 的混 合信 号  x(f)变 为 x(k)。  Ⅳ  +l= Ⅳ   一 “  Ⅳ  —J, ,   .  ,  ,  Ⅳ  +1 =   ,  一   ,  Ⅳ  一   ,  +3)  (6)迭代 直到收 敛为止 。  (8)  (9)  3.2等 变 自适应分 解算 法 (EASI)  等 变 自适应 分解 算法 (EASI)步骤 与3.1所 述  相 同,只是步骤 (5)中的式 (4)变为  w(尼+1)=w ( +/J( (I



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