同频混合信号单通道盲分离关键技术研究

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单通道盲分离是处理同频混合信号的有效途径之一，本文主要围绕同频混合信号的单通道盲分离问题展开研究，重点研究了同频混合信号的时延估计、高效PSP单通道盲分离算法和时变信道下的单通道盲分离算法，完成的主要工作和创新点包括以下几个方面：
　　1.针对同频混合信号的时延估计问题，提出了一种基于信赖域法的最大似然混合信号时延估计算法，并给出了算法的全局收敛性证明。该算法利用信赖域算法的快速收敛性和准确性弥补了最大似然混合信号时延估计算法中网格分级搜索法的不足，从而实现了混合信号时延的快速精确估计，并通过仿真实验验证了该算法的有效性。
　　2.针对截断逐幸存路径处理(T-PSP)单通道盲分离算法为降低复杂度而损失性能的问题，提出了一种基于判决反馈逐幸存路径处理(DF-PSP)的单通道盲分离算法，并给出了算法的复杂度分析。该算法结合判决反馈的思想，利用设计的反馈滤波器和从维特比序列检测器最优幸存路径上得到的判决序列，消除了信道冲激响应(CIR)造成的尾端干扰，从而弥补了T-PSP单通道盲分离算法对CIR进行截断而带来的性能损失。仿真结果表明，对于两路混合QPSK信号，在复杂度相当的情况下，该算法较T-PSP单通道盲分离算法有较大的性能改善，并进一步通过过采样提升算法性能。
　　3.针对DF-PSP单通道盲分离算法难以消除CIR造成的前导干扰的问题，提出了一种基于判决反馈和前馈的逐幸存路径处理(DFF-PSP)单通道盲分离算法，并对算法的复杂度进行了分析。该算法在DF-PSP单通道盲分离算法的基础上，设计了一个延时的前馈滤波器，并根据从最优幸存路径上得到的判决序列，消除了CIR造成的前导干扰，从而弥补了DF-PSP单通道盲分离算法的不足。仿真结果表明，对于两路混合 QPSK信号，该算法在复杂度增加1倍左右的情况下，较 DF-PSP单通道盲分离算法有一定的性能改善，并对T-PSP、DF-PSP、DFF-PSP单通道盲分离算法和全状态的最大似然序列估计(MLSE)算法4种算法的性能和复杂度进行了对比分析，验证了所提算法的有效性，最后进一步通过过采样提升了算法的性能。
　　4.针对时变信道下最小均方误差逐幸存路径处理(LMS-PSP)单通道盲分离算法性能差的问题，提出了一种基于基扩展模型逐幸存路径处理(BEM-PSP)的单通道盲分离算法，并对算法的复杂度进行了分析。该算法将整个信号处理阶段分为预处理和后端处理2个阶段，在预处理阶段，用LMS-PSP单通道盲分离算法处理接收混合信号，得到部分准确的CIR；在后端处理阶段，根据预处理阶段得到的部分准确CIR并结合时变信道下BEM信道建模的思想，完成整个时间周期CIR的估计，最后进行维特比序列估计，从而实现了时变信道下混合信号的单通道盲分离。仿真结果表明，对于2路混合QPSK信号，该算法较LMS-PSP单通道盲分离算法在复杂度降低50％的情况下能获得更好的性能，并且在同等过采样倍数下，该算法能获得更高的性能提升。

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作者
熊涛;
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作者单位

解放军信息工程大学;

中国人民解放军信息工程大学;

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授予单位解放军信息工程大学;中国人民解放军信息工程大学;
学科电子科学与技术
授予学位硕士
导师姓名江桦;
年度 2015
页码
总页数
原文格式 PDF
正文语种中文
中图分类信号分析;信号检测与估计;
关键词
单通道盲分离; 时变信道; 同频混合信号; 时延估计; 最大似然; 判决反馈测量; 尾端干扰;

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