一種通信信號(hào)小波域盲源分離抗干擾方法及裝置制造方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及一種通信信號(hào)小波域盲源分離抗干擾方法，屬于通信【技術(shù)領(lǐng)域】。該方法包括至少利用兩根天線分別接收通信信號(hào)的步驟；將接收的至少兩路信號(hào)轉(zhuǎn)換至小波域的步驟；對(duì)小波系數(shù)進(jìn)行閾值處理降噪以抑制噪聲的步驟；對(duì)處理的小波系數(shù)進(jìn)行盲源分離的步驟；分別利用分離的小波系數(shù)進(jìn)行重構(gòu)，得到至少兩路時(shí)域信號(hào)的步驟；以及對(duì)得到的時(shí)域信號(hào)進(jìn)行識(shí)別，選取有用信號(hào)的步驟。本發(fā)明還涉及一種通信信號(hào)接收裝置。所述技術(shù)可有效增強(qiáng)通信系統(tǒng)在低信噪比下的抗干擾性能，同時(shí)減少了盲源分離算法的處理時(shí)延，具有實(shí)用性。
【專利說明】_種通信信號(hào)小波域盲源分離抗干擾方法及裝置 一【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及一種通信信號(hào)的接收方法，尤其涉及一種通信信號(hào)小波域盲源分離抗 干擾方法及裝置，屬于通信【技術(shù)領(lǐng)域】。 二【背景技術(shù)】
[0002] 當(dāng)前頻譜資源日益緊張，各種自然干擾、人為無意干擾以及人為有意干擾落入通 信信號(hào)帶寬內(nèi)的概率日漸提高，對(duì)通信抗干擾提出了更高的要求。擴(kuò)譜通信以其被檢測概 率低、獨(dú)特的抗干擾能力和易于實(shí)現(xiàn)多址接入等優(yōu)點(diǎn)，已經(jīng)成為國內(nèi)外通信抗干擾的重要 技術(shù)手段，在軍事和民用通信中均得到了廣泛應(yīng)用。但是，擴(kuò)譜通信的抗干擾能力以足夠的 頻譜資源為前提，隨著用頻需求的不斷增加，擴(kuò)譜通信的抗干擾能力與頻譜資源的矛盾日 益凸顯?；诿ぴ捶蛛x的通信抗干擾技術(shù)通過干擾信號(hào)與通信信號(hào)的有效分離，可在不增 加頻譜資源前提下明顯提高通信抗干擾能力，能夠?yàn)榫徑鈹U(kuò)譜通信抗干擾能力與頻譜資源 之間的矛盾提供解決辦法。該技術(shù)適用于非擴(kuò)譜和擴(kuò)譜通信信號(hào)，而且對(duì)常見干擾信號(hào)具 有較好的適應(yīng)性。但是，傳統(tǒng)盲源分離技術(shù)較少考慮噪聲的影響，在低信噪比條件下分離性 能不夠理想。
[0003] 小波閾值降噪方法對(duì)信號(hào)進(jìn)行小波變換得到對(duì)應(yīng)的小波系數(shù)，對(duì)小波系數(shù)閾值降 噪處理后再進(jìn)行小波重構(gòu)即可得到降噪后的信號(hào)。將小波閾值降噪方法作為盲源分離的預(yù) 處理手段，可在一定程度上改善盲源分離算法在低信噪比條件下的分離性能，但其存在著 運(yùn)行時(shí)間長，難以滿足通信實(shí)時(shí)性需求的缺點(diǎn)。
[0004] 此外，盲源信號(hào)分離以獨(dú)立性作為分離準(zhǔn)則，將信號(hào)轉(zhuǎn)換至小波域后，信號(hào)之間的 獨(dú)立性有所增強(qiáng)。小波閾值降噪預(yù)處理盲源分離方法仍然對(duì)時(shí)域信號(hào)進(jìn)行分離，未充分利 用信號(hào)在小波域獨(dú)立性增強(qiáng)的特性。 三
【發(fā)明內(nèi)容】

[0005] 本發(fā)明的目的在于提供一種通信信號(hào)小波域盲源分離抗干擾方法，充分利用信號(hào) 在小波域更加獨(dú)立的優(yōu)勢(shì)，將信號(hào)轉(zhuǎn)換至小波域進(jìn)行閾值降噪和盲源分離后再轉(zhuǎn)換回時(shí) 域，改善盲源分離算法受噪聲影響較大和小波閾值降噪盲源分離實(shí)時(shí)性差的問題。
[0006] 本發(fā)明具體采用以下技術(shù)方案：
[0007] -種通信信號(hào)小波域盲源分離抗干擾方法，該方法具體包括以下步驟：
[0008] 步驟1、利用至少兩根天線分別接收無線信號(hào)；
[0009] 步驟2、對(duì)接收到的至少兩路信號(hào)做小波變換，將其轉(zhuǎn)換到小波域；
[0010] 步驟3、對(duì)小波系數(shù)進(jìn)行閾值降噪處理；
[0011] 步驟4、對(duì)閾值處理后的至少兩路小波系數(shù)進(jìn)行盲源分離，得到兩路分離的小波系 數(shù)；
[0012] 步驟5、分別利用兩路分離的小波系數(shù)進(jìn)行小波重構(gòu)，得到兩路時(shí)域信號(hào)；
[0013] 步驟6、對(duì)信號(hào)進(jìn)行識(shí)別，識(shí)別出有用信號(hào)；
[0014] 步驟7、對(duì)有用信號(hào)進(jìn)行解擴(kuò)-解調(diào)得到基帶信號(hào)；
[0015] 步驟8、對(duì)基帶信號(hào)進(jìn)行譯碼以恢復(fù)信息序列。
[0016] -種通信信號(hào)小波域盲源分離抗干擾裝置，其特征在于該裝置包括依信號(hào)流向順 次連接的至少兩路并聯(lián)的信號(hào)接收通道、小波變換單元、閾值降噪處理單元、盲源分離單 元、小波重構(gòu)單元、信號(hào)識(shí)別單元、解擴(kuò)-解調(diào)單元、譯碼單元；所述信號(hào)接收通道包括接收 天線、射頻前端，用于接收信號(hào)；所述小波變換單元將信號(hào)轉(zhuǎn)換到小波域；所述閾值降噪處 理估計(jì)閾值、舍棄噪聲的小波系數(shù)；所述盲源分離單元對(duì)處理后的兩路小波系數(shù)進(jìn)行分離， 得到兩路獨(dú)立的小波系數(shù)；所述小波重構(gòu)單元利用兩路獨(dú)立的小波系數(shù)進(jìn)行小波重構(gòu)得 到兩路時(shí)域信號(hào)；所述信號(hào)識(shí)別單元對(duì)兩路時(shí)域信號(hào)進(jìn)行識(shí)別，選取出有用信號(hào)；所述解 擴(kuò)-解調(diào)單元對(duì)有用信號(hào)解調(diào)得到基帶數(shù)字信號(hào)；所述譯碼單元對(duì)識(shí)別出的有用信號(hào)進(jìn)行 譯碼，恢復(fù)出信息序列。
[0017] 本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)相比，其顯著優(yōu)點(diǎn)是：充分利用小波閾值降噪效果較好且小波 域信號(hào)獨(dú)立性增強(qiáng)的優(yōu)勢(shì)，在小波域?qū)崿F(xiàn)通信信號(hào)與干擾信號(hào)分離，改善了傳統(tǒng)盲源分離 技術(shù)在低信噪比下魯棒性較差和小波閾值降噪預(yù)處理盲源分離實(shí)時(shí)性較差的問題。 四【專利附圖】

【附圖說明】
[0018] 圖1為本發(fā)明的系統(tǒng)框圖，其中虛線框?yàn)橥ㄐ判盘?hào)的接收裝置。
[0019] 圖2為點(diǎn)對(duì)點(diǎn)跳頻通信受到掃頻干擾時(shí)，采用本發(fā)明的方法的效果示意圖，圖中 由（a)至（f)依次為跳頻信號(hào)頻譜圖，兩路混合接收信號(hào)的頻譜圖、用盲源分離抽出的跳頻 信號(hào)頻譜圖、用小波降噪預(yù)處理再盲源分離分離抽出的跳頻信號(hào)頻譜圖以及采用本發(fā)明抽 出的跳頻信號(hào)的頻譜圖。
[0020] 圖3為點(diǎn)對(duì)點(diǎn)跳頻通信受到掃頻干擾時(shí)，采用本發(fā)明的接收方法和傳統(tǒng)接收方法 所得到的誤碼率隨信號(hào)與干擾功率比關(guān)系曲線。
[0021] 圖4為點(diǎn)對(duì)點(diǎn)跳頻通信受到掃頻干擾時(shí)，采用本發(fā)明的接收方法和傳統(tǒng)接收方法 所得到的誤碼率隨信號(hào)與噪聲功率比關(guān)系曲線。
[0022] 五【具體實(shí)施方式】
[0023] 為便于理解本發(fā)明方案，下面先對(duì)盲源分離和小波閾值降噪的基本原理作簡單介 紹。
[0024] 盲源分離（BlindSourceSeparation，BSS)是指在對(duì)源信號(hào)和傳輸通道完全未知 或僅有少量先驗(yàn)知識(shí)情況下，僅利用傳感器輸出的觀測混合信號(hào)對(duì)源信號(hào)及傳輸通道進(jìn)行 估計(jì)的理論與技術(shù)。
[0025] 設(shè)p個(gè)傳感器的觀測信號(hào)x(t)是來自于q個(gè)源信號(hào)s(t)的線性混合，本文研宄 瞬時(shí)線性混合模型，為簡單起見忽略時(shí)間t，則有
[0026] X=AS (1)
[0027] 式（1)中，X=(Xpx2，…，xp)T為p維的觀測信號(hào)，S=(s:，s2，…，s)1為q維 相互獨(dú)立的源信號(hào)，（*)T表示矩陣的轉(zhuǎn)置，A為pXq維的混合矩陣。如果且A是可逆的 方陣時(shí)（即P=q)，盲源分離算法可以估計(jì)出一個(gè)分離矩陣B~A'使得估計(jì)信號(hào)Y= BX~A-1 ?AS=S接近真實(shí)的源信號(hào)。
[0028] 對(duì)于式（1)所述的混合模型，特征矩陣聯(lián)合近似對(duì)角化（JointApproximative DiagonalizationofEigenmatrix，JADE)、二階 盲辨識(shí)(SecondOrderBlind IdentificationAlgorithm，SOBI)、二階非平穩(wěn)源分離（SecondOrderNonstationary SourceSeparation，SONS)以及快速固定點(diǎn)獨(dú)立分量分析（FastFixedPoint IndependentComponentAnalysis，fastICA)等種盲源分離方法均可實(shí)現(xiàn)信號(hào)分離。下面， 以基于負(fù)熵的fastICA盲源分離方法為例進(jìn)行說明。
[0029] 為了利用fastICA算進(jìn)行盲分離處理，通常需要進(jìn)行如下的中心化和白化預(yù)處理 步驟：
[0030] 在中心化預(yù)處理過程中，將接收信號(hào)減去其均值：
【權(quán)利要求】
1. 一種通信信號(hào)小波域盲源分離抗干擾方法，其特征在于，具體包括w下步驟；第一， 利用至少兩根天線分別接收無線信號(hào)；第二，對(duì)接收到的至少兩路信號(hào)做小波變換，將其轉(zhuǎn) 換到小波域；第=，對(duì)小波系數(shù)進(jìn)行闊值降噪處理；第四，對(duì)闊值處理后的至少兩路小波系 數(shù)進(jìn)行盲源分離，得到兩路分離的小波系數(shù)；第五，分別利用兩路分離的小波系數(shù)進(jìn)行小波 重構(gòu)，得到兩路時(shí)域信號(hào)；第六，對(duì)信號(hào)進(jìn)行識(shí)別，識(shí)別出有用信號(hào)；第走，對(duì)有用信號(hào)進(jìn)行 解擴(kuò)-解調(diào)得到基帶信號(hào)；第八，對(duì)基帶信號(hào)進(jìn)行譯碼W恢復(fù)信息序列。
2. -種通信信號(hào)小波域盲源分離抗干擾裝置，其特征在于該裝置包括依信號(hào)流向順次 連接的至少兩路并聯(lián)的信號(hào)接收通道、小波變換單元、闊值降噪處理單元、盲源分離單元、 小波重構(gòu)單元、信號(hào)識(shí)別單元、解擴(kuò)-解調(diào)單元、譯碼單元。
3. 如權(quán)利要求2所述的信號(hào)接收通道包括接收天線、射頻前端，用于接收信號(hào)；所述小 波變換單元將信號(hào)轉(zhuǎn)換到小波域；所述闊值降噪處理估計(jì)闊值、舍棄噪聲的小波系數(shù)；所 述盲源分離單元對(duì)處理后的兩路小波系數(shù)進(jìn)行分離，得到兩路獨(dú)立的小波系數(shù)；所述小波 重構(gòu)單元利用兩路獨(dú)立的小波系數(shù)進(jìn)行小波重構(gòu)得到兩路時(shí)域信號(hào)；所述信號(hào)識(shí)別單元對(duì) 兩路時(shí)域信號(hào)進(jìn)行識(shí)別，選取出有用信號(hào)；所述解擴(kuò)-解調(diào)單元對(duì)有用信號(hào)解調(diào)得到基帶 數(shù)字信號(hào)；所述譯碼單元對(duì)識(shí)別出的有用信號(hào)進(jìn)行譯碼，恢復(fù)出信息序列。
【文檔編號(hào)】H04L25/03GK104468436SQ201410545513
【公開日】2015年3月25日 申請(qǐng)日期:2014年10月13日 優(yōu)先權(quán)日:2014年10月13日
【發(fā)明者】于淼, 關(guān)志強(qiáng), 齊揚(yáng)陽, 許凌云 申請(qǐng)人:中國人民解放軍總參謀部第六十三研究所