單天線接收時(shí)頻混疊數(shù)字通信信號(hào)分離方法研究.pdf

1、在當(dāng)今信息化時(shí)代,通信、雷達(dá)等各種軍用和民用電子設(shè)備的廣泛應(yīng)用,形成了時(shí)域高度密集、頻域嚴(yán)重重疊、空域相互交織的復(fù)雜多變電磁環(huán)境,通信偵察機(jī)偵收時(shí)頻混疊信號(hào)的概率顯著提高。為了準(zhǔn)確獲取感興趣的信號(hào)或發(fā)現(xiàn)重大干擾、威脅信號(hào),對(duì)通信偵察機(jī)偵收的時(shí)頻混疊信號(hào)進(jìn)行分離,提取有用信號(hào)蘊(yùn)含信息,成為通信偵察領(lǐng)域具有重要研究意義的課題。同時(shí),單天線通信偵察機(jī)不僅可以降低設(shè)備造價(jià),而且能夠減小設(shè)備體積增強(qiáng)靈活性。在此背景下,本文針對(duì)單天線接收時(shí)頻混疊數(shù)

2、字通信信號(hào)的分離方法展開(kāi)研究。
　　本文主要貢獻(xiàn)如下：
　　1.提出了基于動(dòng)態(tài)嵌入結(jié)構(gòu)的單天線接收時(shí)頻混疊數(shù)字通信信號(hào)的分離方法。首先,建立動(dòng)態(tài)嵌入模型,將單天線接收信號(hào)矢量虛擬為多維觀測(cè)矩陣,依據(jù)超、正定條件多維觀測(cè)矩陣的特征,研究了動(dòng)態(tài)嵌入模型參數(shù)設(shè)置原則,并驗(yàn)證了該模型滿足獨(dú)立分量分析算法的適用條件。然后,采用獨(dú)立分量分析算法提取獨(dú)立分量,并依據(jù)動(dòng)態(tài)嵌入模型將獲得的獨(dú)立分量映射回原觀測(cè)空間。最后,依據(jù)源信號(hào)之間的相互獨(dú)

3、立特性和獨(dú)立分量的頻域差異性,實(shí)現(xiàn)源信號(hào)估計(jì)分量的篩選。該算法亦適用于欠定條件下的信號(hào)分離問(wèn)題,拓展了獨(dú)立分量分析算法的應(yīng)用范圍。仿真實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證了該算法的有效性。
　　2.提出了基于多尺度小波分解的單天線接收時(shí)頻混疊數(shù)字通信信號(hào)分離方法。首先,依據(jù)單天線接收時(shí)頻混疊信號(hào)的頻帶粗估計(jì),設(shè)置小波變換的尺度因子。然后,將單天線接收信號(hào)進(jìn)行多尺度小波變換,獲取多個(gè)信號(hào)分量構(gòu)建虛擬多維觀測(cè)矩陣。接著,采用獨(dú)立分量分析算法完成獨(dú)立分量的提取。最

4、后,根據(jù)各獨(dú)立分量的頻域差異性,實(shí)現(xiàn)源信號(hào)估計(jì)分量的篩選。通過(guò)理論推導(dǎo)證明了所提分離方法的可行性,通過(guò)仿真實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證了其有效性。
　　3.針對(duì)單天線接收多個(gè)時(shí)頻混疊二進(jìn)制相移鍵控(BPSK)信號(hào)的情況,提出了基于二階循環(huán)累積量的源信號(hào)載頻估計(jì)的方法。該方法不僅抑制了交叉項(xiàng)對(duì)載頻估計(jì)的影響,而且可以獲得單天線接收源信號(hào)個(gè)數(shù)的估計(jì)。然后,根據(jù)源信號(hào)的聯(lián)合參數(shù)估計(jì),構(gòu)建單天線接收多個(gè)時(shí)頻混疊信號(hào)的雙信號(hào)模型,采用循環(huán)頻域最優(yōu)盲自適應(yīng)移頻濾

5、波器,提出了基于信號(hào)循環(huán)平穩(wěn)性的單天線接收時(shí)頻混疊信號(hào)的分離方法,并通過(guò)仿真實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證了該方法的可行性。
　　4.通過(guò)尋找源信號(hào)之間的差異性，提出了基于源信號(hào)載頻差異和基于信號(hào)類型差異的單天線接收時(shí)頻混疊信號(hào)的兩種分離算法。針對(duì)單天線接收載頻互不相同的時(shí)頻混疊數(shù)字通信信號(hào)的分離問(wèn)題,采用短時(shí)傅里葉變換提取各源信號(hào)的幅度和相位信息,并根據(jù)提取信息重構(gòu)源信號(hào),該方法結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單且分離效果較好。針對(duì)復(fù)雜電磁環(huán)境下,通信信號(hào)中混有頻譜重疊固定脈