單天線接收時頻混疊數(shù)字通信信號分離方法研究.pdf

1、在當(dāng)今信息化時代,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)偵收時頻混疊信號的概率顯著提高。為了準(zhǔn)確獲取感興趣的信號或發(fā)現(xiàn)重大干擾、威脅信號,對通信偵察機(jī)偵收的時頻混疊信號進(jìn)行分離,提取有用信號蘊(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,單天線通信偵察機(jī)不僅可以降低設(shè)備造價,而且能夠減小設(shè)備體積增強(qiáng)靈活性。在此背景下,本文針對單天線接收時頻混疊數(shù)

2、字通信信號的分離方法展開研究。
　　本文主要貢獻(xiàn)如下：
　　1.提出了基于動態(tài)嵌入結(jié)構(gòu)的單天線接收時頻混疊數(shù)字通信信號的分離方法。首先,建立動態(tài)嵌入模型,將單天線接收信號矢量虛擬為多維觀測矩陣,依據(jù)超、正定條件多維觀測矩陣的特征,研究了動態(tài)嵌入模型參數(shù)設(shè)置原則,并驗證了該模型滿足獨(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)動態(tài)嵌入模型將獲得的獨(dú)立分量映射回原觀測空間。最后,依據(jù)源信號之間的相互獨(dú)

3、立特性和獨(dú)立分量的頻域差異性,實現(xiàn)源信號估計分量的篩選。該算法亦適用于欠定條件下的信號分離問題,拓展了獨(dú)立分量分析算法的應(yīng)用范圍。仿真實驗驗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頻混疊數(shù)字通信信號分離方法。首先,依據(jù)單天線接收時頻混疊信號的頻帶粗估計,設(shè)置小波變換的尺度因子。然后,將單天線接收信號進(jìn)行多尺度小波變換,獲取多個信號分量構(gòu)建虛擬多維觀測矩陣。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,實現(xiàn)源信號估計分量的篩選。通過理論推導(dǎo)證明了所提分離方法的可行性,通過仿真實驗驗證了其有效性。
　　3.針對單天線接收多個時頻混疊二進(jìn)制相移鍵控(BPSK)信號的情況,提出了基于二階循環(huán)累積量的源信號載頻估計的方法。該方法不僅抑制了交叉項對載頻估計的影響,而且可以獲得單天線接收源信號個數(shù)的估計。然后,根據(jù)源信號的聯(lián)合參數(shù)估計,構(gòu)建單天線接收多個時頻混疊信號的雙信號模型,采用循環(huán)頻域最優(yōu)盲自適應(yīng)移頻濾

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