通信侦察中的盲源分离技术研究

发布时间：2019-09-19 09:43

【摘要】：随着通信技术的发展和电磁环境的日益复杂,实际环境中的电磁信号变得日益密集。经常出现多个信号在时域和频域均发生混叠的现象,作为通信侦察的需要,首先要将所需的敌方通信信号从混合信号中提取出来。就目前已有的分离方法来看,时频域分离方法和空域分离方法都不能够很好的将同频混叠信号分离。这给通信侦察系统对非合作信号的分析与识别带来了巨大的困难。因此,目前迫切需要研究可行的处理方法,实现通信侦察信号的有效分离。盲源分离技术正好能够解决这一难题。它能够在不知道信号的任何先验信息的情况下,仅利用源信号之间相互独立这一微弱已知条件,从一组接收天线接收到的混合信号中分离出独立的源信号。本文主要研究盲源分离技术在通信侦察系统中的应用。本文在深入研究盲源分离的相关理论的基础之上,以峭度的时间平均形式(TAFC)作为独立性的度量,从理论上证明了盲源分离算法可以分离确定的余弦信号,甚至是同频余弦信号。启发人们应用盲源分离技术分离复杂的余弦信号(通信信号、雷达信号)。将盲源分离技术应用于现有的通信侦察系统,提出基于NI PXI的通信侦察接收系统的软件和硬件设计方案。通过实验仿真讨论了信号载频间隔、信噪比和取样时间长度对分离性能的影响。提出改进的基于负熵的FastICA算法。改进算法在将最速下降法与牛顿迭代算法相结合的基础上,进一步在牛顿迭代过程中采用部分牛顿迭代,使得改进算法具有更高并且均匀一致的迭代速度。通过仿真试验证明其对数字调制通信混合信号的分离的有效性。针对跳频信号的非平稳特性,提出一种基于时频矩阵的同时非正交联合对角化和非对角化盲源分离算法(JDZD)。该算法同时利用来自于自项区和交叉项区的时频分布矩阵,建立统一的代价函数,通过增加时频点来减少特征值退化的可能性,从而增强了抗噪能力。理论分析和仿真结果表明,该方法能够在低信噪比的条件下,有效分离多个跳频网台。
【图文】：

图２．２式（２－１３）矩阵对应的盖尔圆盘逡逑据的协方差矩阵为逡逑＝逦＝逦＋ｃｔ２／的协方差矩阵；Ｖ为噪声方差。根据盖尔圆理论可知，／；，、半径为。团盘的并区间内，，＆为及的第／ｉａｎ矩阵（满足，其特征值和盖尔圆心均是实数，可以在实轴上找到特征值的可能分布。如果所有的盖尔圆，分别对应信号和噪声，较大圆盘包并集包含Ｍ个信号余下的噪声特征值，则较大圆盘并集中的圆盘个数就是信实际计算出的盖尔圆盘通常半径很大且圆心接近，所有数并没有帮助。期望找到一种变换，使得变换后的矩阵，并且远离信号对应的盖尔圆盘。逡逑

ＰＸＩＥ高速数据总线逡逑图３．１基于ＮＩ邋ＰＸＩ的盲分离硬件接收平台逡逑如图３．１所示，硬件平台由基于ＰＸＩＥ总线的嵌入式控制器、射频下变频模块、频逡逑率混合模块、中频处理模块以及基带数据处理模块组成，其中射频下变频模块、中频处逡逑理模块以及频率综合模块又构成矢量信号分析仪。逡逑３．３．２基于ＮＩＰＸＩ的盲分离软件接收平台逡逑通信侦察接收机软件平台所处理的数据在基带数据处理单元完成，包括。可采用模逡逑块化的设计思想，利用ＰＸＩ自带的程序包，可使用Ｌａｂｖｉｅｗ或者嵌入Ｍａｔｌａｂ的方式进逡逑行编程，对数据进行实时和离线处理。逡逑２８逡逑
【学位授予单位】：哈尔滨工程大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2014
【分类号】：TN911.7

【参考文献】

相关期刊论文 前6条

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相关博士学位论文 前2条

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本文编号：2538030