同频不同速率数字调制混合信号的单通道盲分离 single-channel blind separation of digital modulated signals with close carriers and different data rates.pdfVIP

第15卷第3期 电路与系统学报 VoLl5No．3 2010年6月 JOI瓜NALOFCIRCUITSANDSYSTEMS June．2010 文章编号：1007—0249(2010)03-0043-05 同频不同速率数字调制混合信号的单通道盲分离· 涂世龙， 郑辉 (信号盲处理国家重点实验室，四川成都610041) 摘要t针对同频不同速率数字调制混合信号的单通道盲分离问题，建立了信号的状态空间转移模型，提出了基于 粒子滤波的盲分离算法，并重点推导了重要性采样概率密度函数的表达式和粒子权值更新公式。仿真结果表明，粒子 滤波算法可以对各项信号参数进行实时动态跟踪，从而有效的实现信号的分离。 关键词。盲分离；单通道；不同调制速率；粒子滤波 中图分类号。TN911．7文献标识码·A 1 引言 过去十多年来，信号盲分离…已经引起了信号处理领域一大批研究者的广泛关注。盲分离要解决 的问题是在不知道混合矩阵的情况下，仅根据接收到的混合信号估计出源信号。在盲分离问题中，如 果源信号个数大于接收混合信号的个数，称之为欠定盲分离。 特别的，在很多场合下只能够得到一个混合信号，这时的信号盲分离称为单通道盲分离。单通道 盲分离有太多未知量，因此通常是一个十分困难的问题，在数学上不可解。但是，如果借助于信号自 身的内部特性，可以将欠定问题尽量向正定问题转化，最终实现信号的分离。目前，此方法已被广泛 运用于语音、音乐信号及ECG、EMG等电磁设备记录信号的处理中[2~5】。 通信信号具有有限符号集特征，可以用符号和参数准确描绘，如果充分利用这些特性，将有助于 同频混合信号的单通道分离。迄今为止，对于不同的通信混合信号有了大量的研究并产生了一些有针 及针对不同调制速率混合信号的小波变换时间尺度算法【9】等。其中文献【9】提出的算法虽然是针对不同 调制速率混合信号，但是它要求两个源信号的速率差异远小于其中任何一路信号的速率，并且只适用 于MPSK信号。最近，作为非线性非高斯状态估计的一种有力工具，粒子滤波【lo】已经被用于同速率数 字调制混合信号的单通道盲分副11～13]。本文通过对混合信号重新建模，将粒子滤波扩展到不同调制速 率的情况，后面将看到，它对源信号的速率差异没有特别要求，而且适合于MQAM信号。 本文的内容安排如下。第2节建立信号模型，第3节提出粒子滤波算法，重点推导序列蒙特卡洛 采样的概率密度函数和粒子权值的更新公式，第4节给出实验结果，最后一节是结论。 2 信号模型 可表示为 )，(f)=X1(f)+X2(f)+V(f) (1) 们可以进一步表示为 t(f)=hi(t)e爪唧“砷h训∑S。i＆[t-nTi+q(f)] (2) ’收稿日期·2008—1卜17修订日期：2009-01．21 万方数据 电路与系统学报 第15卷 其中：hi(f)表示幅度衰落；‰是本地载波频率；4q是两路调制信号的载波频率偏移；仍是初相；S： 是传输数据序列的第n个符号，假设两路数据不相关，各路数据符号满足独立同分布条件；g，(f)是等 效信道滤波器(包括发送滤波器、信道滤波器和接收滤波器)的脉冲响应；Z是两路调制信号的符号 响应持续时间为【(1一三)正，LT,】，对(1)式信号下变频并按l／五的速率进行采样，得到 n=噬e“4q蛹+n’∑s：+。gl(-nTl+靠1J十％2P’∞删2蝎+晚’∑j刍。92(-nr2+《)+h (3) n=l-￡ n=l-L 1 L 2 J k=0…1．．，U表示下取整。 计误差，满足4面l／互，于是△西的影响可以纳入相位中，等效为时变相位的影响，这样可以得到