【摘要】：盲源分離是信號處理領(lǐng)域中的重要研究問題,傳統(tǒng)的盲源分離算法運(yùn)算量較大,在特定的分離條件下性能下降。來波方向估計是陣列信號處理中的重要問題,已有算法在日益復(fù)雜的電磁信號環(huán)境以及特殊的工程應(yīng)用場景中往往無法達(dá)到所需的精度要求。針對場景特殊性研究盲源分離算法,將其應(yīng)用到特殊工程應(yīng)用場景中的盲源估計問題中具有重要的理論意義和工程應(yīng)用價值。本文討論分離特定目標(biāo)信號的盲源分離問題,依據(jù)問題中的先驗信息改進(jìn)傳統(tǒng)算法,提出一種基于相關(guān)性約束的盲源分離算法,不需要分離所有源信號,降低了算法運(yùn)算量。在此基礎(chǔ)上,研究鄰近強(qiáng)干擾下的信號來波方向估計問題,利用斜投影方法,提出一種基于梯度下降的DOA估計算法,在干擾信號與目標(biāo)信號來波方向接近的場景中實現(xiàn)了對目標(biāo)信號來波方向的準(zhǔn)確估計。本文的主要研究內(nèi)容有:1.針對線性混合模型下的盲源分離問題進(jìn)行討論,給出該問題的系統(tǒng)模型,分析基于獨(dú)立分量分析的傳統(tǒng)盲源分離算法的弊端;以目標(biāo)信號的相關(guān)性信息構(gòu)造約束來改進(jìn)已有算法,分析該方法的可行性與有效性,進(jìn)行仿真實驗并給出該算法的性能分析。2.針對鄰近強(qiáng)干擾下信號的來波方向估計問題,給出該場景中的系統(tǒng)模型,分析強(qiáng)干擾場景下傳統(tǒng)MUSIC算法存在的問題;構(gòu)建斜投影算子分離干擾信號與目標(biāo)信號,利用干擾信號和目標(biāo)信號的功率差異以及目標(biāo)信號的相關(guān)特性,設(shè)計梯度下降算法,實現(xiàn)干擾信號與目標(biāo)信號波達(dá)方向的聯(lián)合迭代估計;在均勻線陣場景中對本文提出的算法進(jìn)行仿真實驗,將其與已有的MUSIC算法、RELAX算法進(jìn)行估計精度與運(yùn)算復(fù)雜度等方面的性能對比。本文提出的基于斜投影方法的鄰近強(qiáng)干擾下目標(biāo)信號來波方向梯度下降估計算法具有估計精度高,計算量低的特點,優(yōu)于已有算法在類似場景下的估計性能。
【圖文】：

每次迭代的解混向量更新值，ｍ為需要估計的分離信號號數(shù)給出該算法的基本步驟，如下表所示：逡逑表２．１邋ＦａｓｔＩＣＡ算法流程逡逑ＦａｓｔＩＣＡ邋算法數(shù)據(jù)Ｘ進(jìn)行中心化與白化處理，得到％＿作為新觀測數(shù)要分禺信號數(shù)目初始化％與ｉ邋＝逡逑（２．１６）（２．１７）更新解混向量，通過式（２．１５）對解混向量進(jìn)－Ｗ＾｜＋T＋邐則解混向量％已收斂；否則返回３中一個源信號估計，／邋＝邋／邋＋邋１，如果／＜ｍ，那么返回２；真實驗逡逑據(jù)之前介紹的ＦａｓｔＩＣＡ算法原理與流程，進(jìn)行仿真實驗，號盲源分離問題為例，討論該算法的分離性能，并分析號下出現(xiàn)的問題。逡逑

選�。唇M相互獨(dú)立的隨機(jī)信號，給出信號在ｍａｔｌａｂ仿真中表示形式，分別為逡逑余弦信號ｓｌ＝ｓｉｎ（０．０５＊ｐｉ＊ｎ）、二項分布信號ｓ２＝ｂｉｎｏｍｄ（１６，０．５，２００）、泊松分布信逡逑號ｓ３＝ｐｏｉｓｓｍｄ（１０，，ｌ，２００）和隨機(jī)噪聲信號ｓ４＝ｒａｎｄ（ｌ，２００），如圖２．邋２所不。將該４逡逑組源信號經(jīng)過６ｘ４維隨機(jī)混合矩陣，觀測得到６組混合信號如圖２．邋３所示。逡逑１０邋Ｉ邐＊邐Ｉ邐Ｉ邐Ｉ邐Ｉ邐Ｉ邐１邐１邐）逡逑－１０邋邐＊邐＊邐１邐１邐＇邐＇邐１邐１邐１邐逡逑０邐２０邐４０邐６０邐８０邐１００邐１２０邐１４０邐１６０邐１８０邐２００逡逑１０邋Ｉ邐Ｉ邐Ｉ邐Ｉ邐Ｉ邐＊邐１邐Ｉ邐Ｉ邐１逡逑＾邋；0邋６0邋ａ0邐ｉ逡逑－１０邋邐１邐１邐１邐１邐１邐＇邐１邐＇邐１邐逡逑０邐２０邐４０邐６０邐８０邐１００邐１２０邐１４０邐１６０邐１８０邐２００逡逑０邐２０邐４０邐６０邐８０邐１００邐１２０邐１４０邐１６０邐１８０邐２００逡逑時間／ｍｓ逡逑圖２．３混合信號波形逡逑該場景中源信號與混合矩陣信息未知，需要根據(jù)混合信號利用上節(jié)算法對所逡逑有源信號進(jìn)行分離。確定需要分離的信號數(shù)目為４，初始化解混向量，依據(jù)上節(jié)逡逑中的算法步驟進(jìn)行仿真實驗
【學(xué)位授予單位】：中國科學(xué)技術(shù)大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2018
【分類號】：TN911.7

【參考文獻(xiàn)】

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本文編號：2686655