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第1篇 盲分离概述 1

第1章 通信混合信号盲分离概述 1

1.1 混合信号盲分离的提出与发展 1

1.2 混合信号盲分离的模型与定义 3

1.2.1 多通道盲分离的模型与定义 3

1.2.2 单通道盲分离的模型与定义 8

1.3 混合信号多通道盲分离 13

1.3.1 空域分离方法 13

1.3.2 盲分离方法 15

1.4 混合信号单通道盲分离 16

1.4.1 混合信号单通道识别 17

1.4.2 非对称混合信号分离算法 18

1.4.3 对称混合信号分离性能界 20

1.4.4 对称混合信号分离算法 21

1.5 混合信号盲分离技术的应用 24

参考文献 29

第2篇 多通道处理理论与技术 36

第2章 正定（超定）混合信号盲分离 36

2.1 引言 36

2.2 信号源个数估计 37

2.2.1 矩阵分解法 37

2.2.2 基于信息论准则的算法 38

2.2.3 基于盖尔圆准则的算法 41

2.3 独立性准则 46

2.3.1 互信息最小化准则（MMI） 47

2.3.2 信息最大化准则（Infomax） 48

2.3.3 非高斯最大化准则 50

2.4 主要分离算法 51

2.4.1 联合对角化算法（JADE） 51

2.4.2 信息最大化算法（Infomax） 54

2.4.3 等变自适应分解算法（EASI） 56

2.4.4 固定点算法（FastICA） 58

2.5小结 60

参考文献 61

第3章 欠定混合信号盲分离 63

3.1 引言 63

3.2 信号源个数估计 63

3.2.1 基于稀疏性的方法 63

3.2.2 基于空间虚拟延迟抽头的方法 67

3.2.3 基于高阶累积量的方法 71

3.3 典型盲分离算法 73

3.3.1 基于比率矩阵聚类的欠定盲分离算法 74

3.3.2 基于检索平均的欠定盲分离算法 80

3.4 小结 83

参考文献 83

第4章 数字调制混合信号盲分离 86

4.1 引言 86

4.2 复数信号盲分离 87

4.2.1 基于盲分离的载波相位估计 87

4.2.2 复数信号分离的相位不确定性 88

4.2.3 去除相位模糊的约束算法 90

4.2.4 性能仿真与分析 91

4.3 已有ICA方法的不足：噪声放大 93

4.3.1 含噪声混合信号模型 93

4.3.2 基于负熵的FastICA算法 94

4.3.3 矩阵条件数对源信号估计的影响 95

4.3.4 性能仿真与分析 96

4.4 基于有限符号集特征的噪声抑制分离 100

4.4.1 算法原理 100

4.4.2 性能仿真与分析 102

4.5 小结 103

参考文献 103

第3篇 单通道处理理论与技术 105

第5章 混合信号单通道识别 105

5.1 引言 105

5.2 对称混合信号识别：瞬时包络、谱线和星座特征 107

5.2.1 瞬时包络特征 107

5.2.2 谱线特征 109

5.2.3 星座零点聚类特征 110

5.3 对称混合信号识别：累积量和似然特征结合 112

5.3.1 数据预处理 112

5.3.2 累积量和似然特征提取 113

5.3.3 识别算法及性能 118

5.4 对称混合信号识别：累积量和谱线特征结合 122

5.4.1 累积量代价函数 122

5.4.2 四次方谱线特征 124

5.5 非对称混合信号识别：观测信噪比和有效信噪比 125

5.5.1 两类信噪比定义 126

5.5.2 用奇异值分解法估计观测信噪比 127

5.5.3 用最大似然法估计有效信噪比 128

5.6 非对称混合信号识别：时域特征和频域特征结合 130

5.6.1 数据预处理 130

5.6.2 带宽比B小于0.5时 132

5.6.3 带宽比B大于0.5时 134

5.6.4 检测算法流程 136

5.7 小结 138

参考文献 139

第6章 利用单参数差异的混合信号盲分离 141

6.1 引言 141

6.2 利用时延差异的时延多址分离算法 142

6.2.1 过采样构造矩阵方程 142

6.2.2 矩阵方程求解及推广 144

6.3 利用成形脉冲差异的多通道构造算法 145

6.3.1 成形脉冲已知时的简化方法 146

6.3.2 基于频域解卷积的盲分离方法 147

6.3.3 转化成瞬时时域混合的盲分离方法 150

6.4 利用符号速率差异的小波变换分离算法 151

6.4.1 算法原理及预备知识 152

6.4.2 小波变换分离算法 153

6.5 利用幅度差异的波形重构分离算法 157

6.5.1 波形重构抵消的理论分析 158

6.5.2 符号无误恢复下的波形重构分离 163

6.5.3 符号有误恢复下的波形重构分离 171

6.6 小结 174

参考文献 174

第7章 混合信号单通道盲分离理论 177

7.1 引言 177

7.2 单通道盲分离的理论解释 177

7.2.1 从传统盲分离角度看单通道盲分离——向量分解解释 178

7.2.2 从通信角度看单通道盲分离——信息论解释 178

7.2.3 从通信角度看单通道盲分离——调制传输理论解释 180

7.3 符号估计的性能界——联合界 185

7.3.1 性能联合界 185

7.3.2 性能联合界的计算 188

7.4 参数估计的性能界——克拉美劳界 191

7.4.1 确定参数的CRB界 191

7.4.2 随机参数的PCRB界 193

7.5 参数对分离性能的影响 194

7.5.1 幅度比对分离性能的影响 194

7.5.2 相差对分离性能的影响 194

7.5.3 频差对分离性能的影响 196

7.5.4 时延对分离性能的影响 196

7.6 小结 199

附录A δ2（ε）的性质的证明 199

参考文献 202

第8章 混合信号的参数初估计 203

8.1 引言 203

8.2 符号速率与载波频率估计 203

8.3 定时 206

8.4 幅度、初始相位与时延的盲估计 210

8.4.1 幅度估计 211

8.4.2 初始相位估计 214

8.4.3 时延估计 215

8.5 幅度、初始相位与时延的半盲估计 221

8.6 小结 224

参考文献 225

第9章 基于粒子滤波的混合信号盲分离 226

9.1 引言 226

9.2 粒子滤波算法的基本原理 227

9.2.1 序列蒙特卡罗方法 228

9.2.2 序列重要性采样 230

9.2.3 粒子多样性匮乏：重采样 231

9.3 相同符号速率下的盲分离 234

9.3.1 状态空间模型 235

9.3.2 序列蒙特卡罗采样 236

9.3.3 权重更新公式的计算 237

9.3.4 性能仿真与分析 240

9.4 不同符号速率下的盲分离 242

9.4.1 状态空间模型 242

9.4.2 粒子滤波盲分离 244

9.4.3 性能仿真与分析 246

9.5 用过采样提高盲分离性能 248

9.6 小结 250

参考文献 250

第10章 基于PSP的混合信号盲分离 253

10.1 引言 253

10.2 PSP算法的基本原理 254

10.2.1 从传统MLSE到PSP 254

10.2.2 PSP的几种典型应用 256

10.3 PSP用于混合信号盲分离 259

10.3.1 用PSP进行盲分离 259

10.3.2 性能仿真与分析 261

10.3.3 与粒子滤波算法的比较 262

10.4 PSP盲分离的软输出计算 263

10.4.1 非二元码的软输出 263

10.4.2 PSP盲分离的软输出 266

10.5 自适应减少留存路径数的PSP盲分离 268

10.5.1 降低复杂度的可能途径 268

10.5.2 自适应减少留存路径数的盲分离 270

10.5.3 性能仿真与分析 273

10.6 能提供软输出的减路径盲分离 274

10.6.1 减路径下的软输出计算 274

10.6.2 性能仿真与分析 277

10.7 小结 278

参考文献 279

第11章 编码辅助下的混合信号盲分离 281

11.1 引言 281

11.2 短码辅助下的粒子滤波联合分离译码 282

11.2.1 联合分离译码实现 283

11.2.2 性能仿真与分析 284

11.3 短码辅助下的PSP联合分离译码 286

11.3.1 联合分离译码实现 286

11.3.2 性能仿真与分析 288

11.4 长码辅助下的迭代分离译码 289

11.4.1 迭代分离译码原理 290

11.4.2 迭代分离译码算法 293

11.4.3 性能仿真与分析 294

11.5 TPC码辅助下的迭代分离译码 296

11.5.1 TPC码编译码原理 296

11.5.2 迭代分离译码算法 298

11.5.3 性能仿真与分析 300

11.6 基于波形重构的迭代分离译码 302

11.6.1 迭代原理 302

11.6.2 关键模块说明 302

11.6.3 性能仿真与分析 306

11.7 小结 307

参考文献 308

第4篇 盲分离应用 309

第12章 邻星干扰抑制与抵消 309

12.1 引言 309

12.2 传输模型描述 312

12.3 盲分离模型分析 312

12.4 仿真计算 315

参考文献 317

第13章 星载AIS突发混合信号盲分离 319

13.1 引言 319

13.2 星载AIS混合信号接收特性分析 321

13.3 盲分离提升星载AIS检测性能的分析 325

13.4 AIS混合信号的单通道盲分离 329

13.4.1 单通道盲分离实现 329

13.4.2 盲分离性能仿真与分析 330

13.4.3 盲分离下的AIS检测性能分析 332

13.5 AIS混合信号的多通道盲分离 335

13.6 小结 337

参考文献 338