盲信号分离中信号源数目估计方法研究

研究盲信号分离中信号源数目未知情况下信号源数目的估计问题。证明了无观测噪声时,利用观察信号数据矩阵的零空间估计法确定信号源数目的方法,等价于通过计算观察信号数据矩阵的秩来确定信号源数目;阐述了在信号源盲分离中有观测噪声时,国内外信号源数目估计的主要方法:特征值分解、Akaike信息准则(AIC)、最小描述长度(MDL)及Minka Bayesian准则,通过理论分析与实验结果对这些方法进行比较,得出各方法的适用范围以及影响估计的主要参数,为信号源数目的正确获取提供参考。

一种新的宽带信号源数目快速估计方法

信号源数目估计是波达方向(DOA)估计的基础。基于两个子阵接收数据的信号子空间的旋转不变性,利用Lanczos方法来求解多级维纳滤波器的匹配滤波器组,即子阵的信号子空间,本文提出了一种新的宽带信号源数目快速估计方法。该方法不需要计算协方差矩阵或对其进行特征值分解,避免了特征值分解的大运算量。最后通过计算机仿真验证了本文方法的有效性和优越性。

基于阵列单通道的DOA和信号源数目联合跟踪

针对现有阵列单通道系统对机动目标跟踪精度不高,实时性差等不足,提出了一种新的阵列单通道目标跟踪方法。该方法在利用接收机轮流采样建立频域阵列信号处理模型的基础上,通过对期望入射信号的估计,建立跟踪方程,然后引入可逆跳转马尔科夫链蒙特卡洛方法对粒子滤波算法进行改进,实现实时波达方向和信号源数目估计。仿真结果证明,此方法既可实现单通道的信号源数目和波达方向联合跟踪,又可实现波达方向估计与波束形成一体化,且跟踪精度较高。

基于盲源分离的工业谐波源负荷分类识别方法

针对传统谐波源辨识方法无法实现工业用户谐波源具体类型的非侵入式识别的问题,该文提出一种基于盲源分离的工业谐波源负荷分类识别方法。该方法仅依据工业用户进线处电压、电流数据即可实现谐波源负荷具体类型的非侵入式识别。首先,从负荷等值阻抗模型入手,建立工业用户多负荷等值阻抗并联电路模型;其次,采用集合经验模态分解与奇异值分解相结合的方法确定构成用户进线处监测点综合等值阻抗信号的源阻抗信号数目;然后,采用快速独立分量分析实现将谐波源负荷等值阻抗信号从综合负荷等值阻抗信号中分离;最后,将分离出谐波源负荷等值阻抗信号频率特征与典型谐波源负荷进行匹配,进而实现分类识别。仿真与实测实验结果均表明,所提方法能够准确识别工业用户所含多种谐波源负荷的具体类型,具有较好的可行性和实用性。

基于小波变换的单通道盲分离中源信号数目估计算法

推导了常用数字调制信号的小波变换幅度函数表达式,并给出了统一的近似表达式。在此基础上给出了单通道接收混合信号模型中小波变换幅度函数的近似表达式。通过充分利用与混合信号中奇异点有关的码元周期信息,给出一种基于小波变换的单通道接收条件下源信号数目估计算法,实现了在无先验知识的情况下对源信号数目的估计,并通过仿真验证了算法的可行性和有效性。

基于旋转变换矩阵和广义共轭剩余法的信号源数检测方法

确定空间信号源数目在高分辫率测向中起着至关重要的作用。提出了一个鲁棒的误检概率较低的检测信号源数目算法——旋转变换矩阵-广义共轭剩余法(VTRS-GCR),算法主要利用了旋转变换子阵方差(VTRS)的趋零性,同时使用广义共轭剩余法(GCR)来解矩阵方程得到旋转变换矩阵的估计值。算法适用于任何的子阵几何模型,同时不需要额外的参数和主观的门限设定。如果与空间平滑技术相结合,还可以用于检测相关信号。仿真结果表明,VTRS-GCR方法在较低的信噪比和较小的快拍数条件下都能表现良好的检测效果,同时还可用于色噪声背景和信号源数目较大的条件下。

阵列信号中信源数估计方法的研究

信号源个数估计是空间谱估计技术的一个重要问题。信源数的准确估计是目标参数估计,目标定位和跟踪的前提,其估计准确与否将直接影响到目标参数估计的性能。本文基于阵列信号处理的知识,分析了信息论准则、盖尔圆法(GDE)以及正则相关技术(CCT)在信源数估计中的运用,对比了它们在不同快拍,不同信噪比条件下的估计效果。仿真实验表明,信息论准则在阵列输出信噪比较低,采样数据短和空间信号间隔较近时比较有效,在色噪声背景下,CCT和GDE均能较好地估计信号源数,而信息论准则失效。

一种基于ICA与空间谱相关系数最大化的源数目估计算法

为提高在低信噪比和存在小信号情况下的源信号数目估计正确率,提出了一种利用ICA估计出的信号和利用空间谱分离出的信号的相关系数最大化为依据的源数目估计方法。该方法综合利用源信号的统计独立特性和阵列结构信息,降低了算法对噪声和信号强弱的敏感。计算机仿真结果表明,在低信噪比和存在弱信号的情况下,该算法可以高精度的估计出源信号数目。

一种基于混合RJMCMC方法的宽带信号DOA估计方法

该文基于被动多传感器阵列,在可逆跳转马尔可夫链蒙特卡罗方法基础上引入随机游走抽样理论,提出一种混合RJMCMC方法,通过将局部采样与全空间采样相结合,可以在更短的时间内得到更好地服从目标分布的随机数,结合信号和噪声的统计特性以及贝叶斯参数估计理论可实现宽带信号源数目和波达方向联合估计。仿真结果证明,该文方法能更为快速、准确地估计出信号源个数和波达方向。

色噪声下估计信源数的方法及性能分析

分析了雷达谱估计信号源数的方法。在高频地波雷达中,当各阵元噪声功率非平稳时,提出了一种基于盖氏圆半径和Kullback对称散度的信号源数目估计方法。通过实验证明,该方法能够有效解决在小快拍数、阵元噪声功率不相等情况下信号源数目估计的问题,实现色噪声环境下信源数的估计。

欠定盲源分离技术的研究进展综述

本文介绍了欠定盲源分离技术,从源信号数目估计、混合关系求解和源信号恢复三个方面总结了国内外的研究现状,对比了各算法的优势和缺陷,并对欠定盲源分离下一步的研究工作进行了展望。