基于盲源分離的GSM-R系統(tǒng)干擾測(cè)量研究.pdf

1、盲源信號(hào)分離是信號(hào)與信息處理領(lǐng)域一個(gè)非?；钴S的研究方向，并且已經(jīng)在地震勘探、語(yǔ)音信號(hào)識(shí)別、生物醫(yī)學(xué)工程等領(lǐng)域得到廣泛應(yīng)用。在通信信號(hào)處理領(lǐng)域也有著誘人的應(yīng)用前景。在通信系統(tǒng)中，盲源分離同樣具有很強(qiáng)的應(yīng)用價(jià)值。通信系統(tǒng)的信道傳輸模型與盲源分離的數(shù)學(xué)模型相似，窄帶和寬帶通信系統(tǒng)的傳輸模型分別與線性瞬時(shí)混合和線性卷積混合盲源分離模型相對(duì)應(yīng)，可以建立適合通信系統(tǒng)的盲源分離模型。
　　GSM-R通信系統(tǒng)是鐵路專用的移動(dòng)通信系統(tǒng)，對(duì)其可靠性和

2、QoS有更高的要求，進(jìn)而達(dá)到保障列車安全運(yùn)行的目的。干擾將會(huì)引起話音質(zhì)量和信噪比下降及數(shù)據(jù)傳輸差錯(cuò)和誤碼增加。干擾情況嚴(yán)重時(shí)，干擾電平會(huì)達(dá)到門限值，這會(huì)使無(wú)線信道阻塞，并浪費(fèi)頻譜資源。因此，如何有效的測(cè)量干擾信號(hào)并對(duì)其進(jìn)行有效的抑制將是提高GSM-R可靠性的重要途徑。在此背景下，本文對(duì)盲源分離算法在GSM-R系統(tǒng)干擾測(cè)量中的應(yīng)用進(jìn)行研究，主要工作包括以下幾個(gè)方面:
　　1.對(duì)GSM-R系統(tǒng)的干擾情況進(jìn)行總結(jié)，從干擾源的角度將干擾分

3、為系統(tǒng)內(nèi)部干擾和外部干擾，然后分別詳細(xì)介紹了系統(tǒng)內(nèi)部干擾和外部干擾涉及的干擾情況。
　　2.對(duì)盲源分離的基本理論和算法進(jìn)行了詳細(xì)介紹。描述了盲源分離線性瞬時(shí)、線性卷積和非線性混合的數(shù)學(xué)模型，之后重點(diǎn)介紹了在盲源分離中占據(jù)重要地位的獨(dú)立分量分析，分別從ICA模型的可辨識(shí)性、數(shù)據(jù)的預(yù)處理方式、ICA算法的基本目標(biāo)函數(shù)及優(yōu)化算法和性能分析指標(biāo)四個(gè)方面進(jìn)行詳細(xì)介紹，為后續(xù)章節(jié)提供相關(guān)理論依據(jù)。
　　3.首先介紹了本論文所采用的基于負(fù)

4、熵的FastICA算法，詳細(xì)講解了其推導(dǎo)過(guò)程及算法基本步驟，對(duì)原始算法進(jìn)行仿真試驗(yàn)，給出仿真圖說(shuō)明此算法的分離性能，之后針對(duì)源信號(hào)的非高斯性對(duì)算法的性能影響進(jìn)行仿真分析，得出源信號(hào)的非高斯性越大，分離效果越好的結(jié)論。然后介紹了GSM-R系統(tǒng)的GMSK調(diào)制信號(hào)特征及FastICA算法中非線性函數(shù)的選擇依據(jù)，提出了更適合GSM-R系統(tǒng)的非線性函數(shù)g(y)，并將改進(jìn)算法G-FastICA與原始算法的性能進(jìn)行對(duì)比，證明G-FastICA算法的有