基于改进统计稀疏分解法的欠定盲分离源信号恢复方法.pdf

(19)中华人民共和国国家知识产权局(12)发明专利申请(10)申请公布号CN107765224A(43)申请公布日2018.03.06(21)申请号201710753722.8(22)申请日2017.08.29(71)申请人电子信息系统复杂电磁环境效应国家重点实验室地址471003河南省洛阳市涧西区085信箱(72)发明人王川川曾勇虎汪连栋贾锐李林王华兵王福志(74)专利代理机构洛阳市凯旋专利事务所41112代理人陆君(51)Int.Cl.G01S7/292(2006.01)G01S7/35(2006.01)G06K9/62(2006.01)权利要求书2页说明书6页附图5页(54)发明名称基于改进统计稀疏分解法的欠定盲分离源信号恢复方法(57)摘要本发明属于雷达侦察技术领域，公开的一种改进统计稀疏分解法的欠定盲分离源信号恢复方法，是在观测信号已知的条件下，以估计的混合矩阵以及同一时间段内起主导作用的源信号个数为条件，以使得同一时间段内的源信号的互相关性最小为准则，选出起主导作用的源信号所对应的列，在此基础上实现在噪声环境下同一时间段内的源信号恢复。利用M个接收天线接收观测信号，得到观测信号矩阵；对观测信号进行聚类，计算稀疏分解矩阵对应的列，计算在((i-1)*ΔT+1):(i*ΔT)时间段内恢复的源信号；判断i≤L是否成立。本发明能够对雷达信号、通信信号、生物医学信号等进行处理，实现在混合矩阵已经估计完成的情况下的欠定盲分离源信号的恢复。CN107765224ACN107765224A权利要求书1/2页1.一种改进统计稀疏分解法的欠定盲分离源信号恢复方法，其特征是：在观测信号已知的条件下，以估计的混合矩阵以及同一时间段内起主导作用的源信号个数为条件，以使得同一时间段内的源信号的互相关性最小为准则，选出起主导作用的源信号所对应的列，在此基础上实现在噪声环境下同一时间段内的源信号恢复，其具体步骤如下：(1)利用M个接收天线接收观测信号，得到观测信号矩阵M表示观测信号的个数，T表示采样点数，X1(1)表示第1个采样时刻的第1个观测信号，XM(1)表示第1个采样时刻的第M个观测信号，X1(T)表示第T个采样时刻的第1个观测信号，XM(T)表示第T个采样时刻的第M个观测信号；(2)对观测信号进行聚类，得到混合矩阵A，A是一个M×N的矩阵，其中，M表示观测信号的个数，N表示源信号的个数；(3)将采样点数为T的观测信号按照采样时刻等分成L段，每段的长度为ΔT，其中，ΔT＝T/L；(4)将待处理的观测信号的分段序号i(i≤L)初始化为1；(5)计算第i段观测信号在((i-1)*ΔT+1):(i*ΔT)时间段的协方差矩阵：(6)在((i-1)*ΔT+1):(i*ΔT)时间段内起主导作用的源信号个数；具体方法是：针对任意一个时间段((i-1)*ΔT+1):(i*ΔT)，首先对第i段观测信号的协方差矩阵进行特征值分解，就会产生M个特征值，并对得到的M个特征值进行降序排列λ1＞λ2＞λm′＞＞λm′+1＞…＞λM，再对排序后的相邻特征值求比值b＝λm′/λm′+1(m′＝1,2,…M-1)，最后，判断当比值b大于20时对应的最小的m′，此时最小的m′就是在((i-1)*ΔT+1):(i*ΔT)时间段内估计的起关键作用的源信号个数；(7)、计算稀疏分解矩阵对应的列：其中，(8)、计算在((i-1)*ΔT+1):(i*ΔT)时间段内恢复的源信号并更新观测信号的分段序号i＝i+1：(9)、判断i≤L是否成立，若是，转至步骤(5)，否则，输出最终恢复的源信号矩阵为：其中，表示在第一个ΔT时间段内，根据混合矩阵的第j1列恢复的源信号向量，2CN107765224A权利要求书2/2页表示在第一个ΔT时间段内，根据混合矩阵的第jM列恢复的源信号向量，表示在第i个ΔT时间段内，根据混合矩阵的第j1列恢复的源信号向量，表示在第i个ΔT时间段内，根据混合矩阵的第jM列恢复的源信号向量，3CN107765224A说明书1/6页基于改进统计稀疏分解法的欠定盲分离源信号恢复方法技术领域[0001]本发明属于雷达侦察技术领域，更进一步涉及雷达信号处理技术领域中的基于改进统计稀疏分解法的欠定盲分离源信号恢复方法。本发明可以对雷达信号、通信信号、生物医学信号等进行处理，实现在混合矩阵已经估计完成的情况下的欠定盲分离源信号的恢复。背景技术[0002]欠定盲分离是在辐射源信号先验信息和传输信道参数未知，且观测信号的数目少于源信号数目的情况下，仅利用观测信号将源信号估计出来。欠定盲分离技术只需要少量的传感器来接收混合信号，不仅能够满足特定的场合，而且还能降低信号接收系统复杂度，降低接收系统建设成本。[0003]现有的欠定盲分离通常采用两阶段法，即先利用观测信号估计混合矩阵，再利用估计出