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一种重排时频谱的非*稳信号盲源分离方法_论文

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第 3 5卷  第 6期  V o.3   No 6 1 5 .   西 南 师 范 大 学 学 报 ( 自然科 学版)   J u n l fS uh s  hn   r l ies y ( tr l ce c  dt n o r a    o twe t iaNoma  v ri Nau a S in eE io ) o C Un t   i 21 0 0年 1   2月 De . 2 1  c   00 文章 编 号 : 0 0—5 7 ( 0 0) 6—0 4 10 4 12 1 0 1 7—0   5 一 种 重 排 时 频 谱 的 非 * 稳 信 号 盲 源 分 离 方 法  郭  靖  ,   曾孝 *。   大 学 通 信 工 程 学 院 , 庆 4 0 3  重 000 1 .西 南 大 学 电 子 信 息 工 程 学 院 , 庆 4 0 1 ;2 重 075 .   摘 要 :在 Akr  r t 人 提 出 的空 间 时频 盲 源 分 离 算 法 基 础 上 ,通 过 对 时 频谱 进 行 重 排 使 得 信 号 的 空 间时 频  i Moi o等 a mo 矩 阵更 接 * 于 对 角 阵 ,从 而得 出 一 种 新 的 盲 源 分 离 方 法 . 该 方 法 能 有 效 分 离 各 种 非 * 稳 信 号且 性 能较 好 .   关 键 词 : 滑 伪 W inrVie 布 ;重 排 理 论 ;盲 源 分 离 ;非 * 稳 信 号  * g e- l 分 l 文 献 标 识 码 :A   中 图 分 类 号 :T 9 1 7 N 1.  盲 源分 离 ( l dS uc  e aain S ) 指在 不知道 源 信号 和混合 方法 的情 况下 仅 由观 测信 号 恢 复  B i   o reS p rt ,B S 是 n o 出源信 号 的过程.其研 究 始于 1 8 9 6年 ,由 Hea l 和 J t n开 创 , rut ut e 具有 可靠 的理 论基 础和许 多方 面 的应用  潜 力.*年 来 ,大量 研究 人员从 B S的理论 、算法 以及 应用 等 多方 面 进行 了积极 有 意义 的探 索 ,针 对不 同  S 应用 背景 , 展 了许多 有价 值 的算 法  . 发 j   对于 非*稳 信 号 ,时频 分析方 法不 仅可 以从 频域 的角度来 描 述信 号 ,还可 以描述 频率 分 量及 信 号 的能  量在 时域 中 的分 布 ,因此 对分 离信 号具 有更 好 的优 势 . 目前 ,时频 盲 源分 离 方法 一 般 遵循 两 种 思路 :第 一  种思 路是 采用核 函数 分解 ,如短 时 F u i 变 换  和小波 变换 等  orr e ; 第二 种思 路是 采用 能量分 布 , C — 如 o  h n分 布  e ,与传 统 的方 法相 比 , 些方 法可 以分 离具 有不 同时频 分 布的 源信号 ,也能 够 分离 具有 相 同谱  这 密度但 不 同时频分 布 的高斯 信号 .   上述 算法 基于 这样 一个 事实 :当源信 号具 有不 同 的时频 分布 时 ,源信 号 的空 间 时频 分 布矩 阵是 一个 对  角 阵 ,而混 合信 号 的空间 时频分 布矩 阵不 再是 对角 阵 , 混合信 号 的 空 间时频 分 布矩 阵 进行 联合 对 角化 就  将 估计 出混 合矩 阵 ,进 而估计 出源 信号 .   但是 ,由于 时频交 叉项 的存 在 ,即使 源信 号具 有不 同 的时频 分布 , 空 间时频 分布矩 阵也 不是 对角 阵. 其   因此 ,当采用 的时频 分 布对 时频交 叉项 抑 制越好 时 ,其 信 号 的空 间时 频矩 阵 越 接 * 于对 角 阵 ,盲 源分 离 的  性能也 就越 好.   基 于上 述思 想 , 本文 引人 重排 时频 谱 的方法来 提 高源 信号 的分 离性 能与精 度.   l 算 法 推 导    1 1 盲 源 分 离 问 题 描 述  . 设 有 m个混 叠信 号 () x ()  。  …l   ] 每个 z ()   一I    , () z ) ,  (   f 接收 到 的都是  个源 信号 s  一[ £ , ()  ()  5()    ]发 出 的线 性 混叠 , 用矩 阵和 向量来 描述 系 统 的输 入输 出关 系 : 2£…5() 采   ( )一 A ( )+ ,       s  l ) ( () 1  其 中 A 为 m × 维 的混叠 阵 ,, £ 为 加性 噪声 .   l ) (   收 稿 日期 :2 l 一0 O O 4—2  5 基 金 项 目 : 中央 高 校 基本 科 研业 务 费专 项 资 金 资 助 ( J 0 9 0 5 . xD K2 0 C 3 )   作 者 简 介 :郭 靖 ( 96一 ,男 ,贵 州 德 江 人 ,博 士生 ,讲 师 , 主要 从 事 盲 源 分 离 的 研 究  17 ) 18 4  西 南师范 大学 学报 ( 自然科 学版 )   投 稿 网址 h t :/ b jt S . n t / x gx. WU c  p 第3 5卷  1 2 基 于 时 频 分 布 的 盲 源 分 离 算 法  .  对 于非* 稳信 号 ,其频 谱特性 是 随时 间变化 的 , 纯 的 时域或 频 域分 析 都不 能充 分描 述 信 号.因此需  单 要 把时域 中的一维信 号 映射到 二维 的时 一 频 表示 , 用来 提 供信号 的频 谱 内容 随时间 变化 的信息 , 于这种  基 思 想 的盲源分 离大致 分 为 四步 .   第 一 、信号 的预处 理 : 以一个 白化 阵 w 乘 以 () z £ =Wx() f : () £.使得 白化 过 的混叠信



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