一种基于单通道盲源分离的抗干扰通信方法及接收装置制造方法
【专利摘要】本发明公开一种基于单通道盲源分离的抗干扰通信方法及系统，属于通信【技术领域】。该方法包括训练和工作两个阶段。在训练阶段，按照拟用频率集产生通信信号，对其进行小波包分解，选取并存储参考信号集。在工作阶段，通过天线接收信号，对接收信号进行小波包分解，确定辅助信号并构建两路观测信号，利用盲源分离对两路观测信号进行分离，从分离信号中选取有用信号，对有用信号解调、译码以恢复信息序列。本发明还公开了一种基于单通道盲源分离的抗干扰通信的接收装置。其优点是提供了在单根天线通信装置上实现盲源分离的方法，可在不增加频谱资源开销条件下提高通信抗干扰能力。
【专利说明】一种基于单通道盲源分离的抗干扰通信方法及接收装置 一【技术领域】
[0001] 本发明属于一种抗干扰通信方法，尤其涉及一种基于单通道盲源分离的抗干扰通 信方法，属于通信【技术领域】。 二【背景技术】
[0002] 当前电磁环境日益复杂，各种自然干扰、人为有意干扰及人为恶意干扰等干扰信 号落入无线通信信号带宽之中的概率不断增加，对无线通信的性能造成了严重影响。
[0003] 扩展频谱通信（spread spectrum communications,简称扩频通信或扩谱通信）通 过增加信号的带宽来提高通信信号的抗干扰能力，但随着用频需求的不断增加，扩展频谱 通信技术面临着抗干扰能力与日益紧张的频谱资源之间的矛盾。
[0004] 当存在人为恶意干扰时，传统扩展频谱通信技术将遇到问题。业界出现了自适应 干扰抵消或自适应跳频等技术，但是，该技术需要对干扰信号进行检测并估计其频率、功率 等参数，增加了接收机的硬软件开销。此外，当前的抗干扰通信技术需要根据干扰信号的类 型进行调整，对干扰信号的普适性还需要提高。
[0005] 盲源分离（blind source separation,BSS)可在干扰信号信息未知的情况实现通 信信号与常见干扰信号的有效分离，从而在不增加频谱资源开销的条件下明显提高通信方 的抗干扰能力。但是，传统盲源分离技术需要多路接收信号，在单根天线通信装备中难以直 接应用。 三
【发明内容】
[0006] 本发明的目的在于提供一种基于单通道盲源分离的抗干扰通信方法及接收装置， 在单根接收天线情况下实现通信信号与干扰信号盲源分离，在不增加频谱资源开销的条件 下提高通信方的抗干扰能力。
[0007] 本发明具体采用以下技术方案：
[0008] -种基于单通道盲源分离的抗干扰通信方法，主要包括在训练阶段通过小波包分 解得到参考信号集的步骤和在工作阶段利用参考信号集构建辅助信号进而利用盲源分离 实现通信信号与干扰信号分离的步骤。训练阶段的主要步骤为：第一，按照拟用频率集产 生通信信号；第二，利用天线或馈线接收通信信号；第三，对接收信号进行小波包分解得到 分解信号；第四，从分解信号中选取参考信号并存储进参考信号集。工作阶段的主要步骤 为：第一，利用天线接收无线通信信号；第二，对接收信号进行小波包分解得到分解信号； 第三，结合训练阶段得到的参考信号集利用分解信号产生一路辅助信号；第四，将辅助信号 与接收信号构建两路观测信号；第五，利用盲源分离对两路观测信号进行处理得到两路分 离信号；第六，从两路分离信号中选取一路有用信号；第七，对有用信号进行解调恢复基带 信号；第八，对基带信号进行译码恢复信息序列。
[0009] -种基于单通道盲源分离的抗干扰通信的接收装置，该装置包括依信号流向顺次 连接的射频前端、小波包分解单元、辅助信号选择单元、盲源分离单元、分离信号选择单元、 解调单元以及译码单元；所述射频前端包括低噪声放大器、A/D采样器等器件用以接收无 线通信信号；所述小波包分解单元对接收信号进行分解以得到分解信号；所述辅助信号选 择单元对分解信号进行判别选择出一路辅助信号；所述盲源分离单元对接收信号与辅助信 号构成的两路观测信号进行分离得到两路分离信号；所述分离信号选择单元从两路分离信 号中选取一路有用信号；所述解调单元对分离信号进行解调以恢复基带信号；所述译码单 元对基带信号进行译码以恢复信息序列。
[0010] 一种基于单通道盲源分离的抗干扰通信系统，包括信号发送端和信号接收端，所 述信号接收端包括上述基于单通道盲源分离的抗干扰通信的接收装置。
[0011] 本发明与现有技术相比，其显著优点是：可在单天线情况下实现通信信号与干扰 信号盲源分离，在不增加频谱资源开销条件下，明显提高通信方的抗干扰能力；可在干扰信 号先验信息和混合情况均未知的情况下实现信号分离，不需要进行干扰信号检测和参数估 计，与自适应跳频或干扰抵消技术相比可节省接收机的硬软件开销；当前常见干扰信号与 通信信号基本满足盲源分离的假设前提，因而该方法对常见干扰信号具有较好的普适性。 四【专利附图】
【附图说明】
[0012] 为了使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本发明作进 一步的详细描述，其中：
[0013] 图1为本发明的基于单通道盲源分离的抗干扰通信系统结构示意图，其中虚线框 中为基于单通道盲源分离的抗干扰通信系统的接收装置。
[0014] 图2为本发明训练阶段流程图。
[0015] 图3为采用本发明接收方法和传统接收方法所得到的误码率随信号与干扰功率 比关系曲线。 五【具体实施方式】
[0016] 以下将结合附图，对本发明技术方案进行详细的描述。
[0017] 本发明的思路是利用小波包分解构建辅助信号，将单通道观测信号增维成两路观 测信号，进而利用多通道盲源分离实现通信信号与干扰信号分离，从而在不增加频谱资源 开销前提下提高通信方的抗干扰能力。
[0018] 为了便于理解本发明技术方案，下面对小波包分解和盲源分离的基本原理作一简 要介绍：
[0019] 小波分解把信号分解成低频和高频两个部分，在小波多分辨率分解中，下一层将 上一层分解得到的低频部分再次分为低频和高频两个部分，以此类推直至获得更深层次的 分解。小波包分解与小波分解不同，它相当于同时使用了低通滤波器和高通滤波器，在对低 频部分进行分解的同时对高频部分也进行分解。小波包分解还能根据信号的特性和分析要 求自适应地选择相应频带与信号频谱相匹配，因而，与小波分解相比较，小波包分解能够对 信号进行更精细的分析。
[0020] 小波包分解可通过下面的步骤实现：
[0021](一）选择共轭正交滤波器 h(k)，令g(k) = (_l)kh(l-k);
[0022](二）令W°(x) =f(x)，通过下面的公式进行小波包分解：
【权利要求】
1. 一种基于单通道盲源分离的抗干扰通信方法，其特征在于，该方法包括在训练阶段 通过小波包分解得到参考信号集的步骤和在工作阶段利用参考信号集构建辅助信号进而 利用盲源分离实现通信信号与干扰信号分离的步骤。
2. 如权利要求1所述一种基于单通道盲源分离的抗干扰通信方法，其特征在于，训练 阶段具体包括以下步骤： 步骤1、按照拟用频率集产生通信信号； 步骤2、利用天线或馈线接收通信信号； 步骤3、对接收信号进行小波包分解得到分解信号； 步骤4、从分解信号中选取参考信号并存储进参考信号集。
3. 如权利要求1所述一种基于单通道盲源分离的抗干扰通信方法，其特征在于，工作 阶段具体包括以下步骤： 步骤1、利用天线接收无线通信信号； 步骤2、对接收信号进行小波包分解得到分解信号； 步骤3、结合训练阶段得到的参考信号集利用分解信号产生一路辅助信号； 步骤4、将辅助信号与接收信号构建两路观测信号； 步骤5、利用盲源分离对两路观测信号进行处理得到两路分离信号； 步骤6、从两路分离信号中选取一路有用信号； 步骤7、对有用信号进行解调恢复基带信号； 步骤8、对基带信号进行译码恢复信息序列。
4. 一种基于单通道盲源分离的抗干扰通信的接收装置，其特征在于，该装置包括依信 号流向顺次连接的射频前端、小波包分解单元、辅助信号选择单元、盲源分离单元、分离信 号选择单元、解调单元以及译码单元；所述射频前端包括低噪声放大器、A/D采样器等器件 用以接收无线通信信号；所述小波包分解单元对接收信号进行分解以得到分解信号；所述 辅助信号选择单元对分解信号进行判别选择出一路辅助信号；所述盲源分离单元对接收信 号与辅助信号构成的两路观测信号进行分离得到两路分离信号；所述分离信号选择单元从 两路分离信号中选择出一路有用信号；所述解调单元对分离信号进行解调以恢复基带信 号；所述译码单元对基带信号进行译码以恢复信息序列。
5. -种基于单通道盲源分离的抗干扰通信系统，包括信号发送端和信号接收端，其特 征在于，所述信号接收端包括如权利要求4所述基于单通道盲源分离的抗干扰通信的接收 装直。
【文档编号】H04L25/03GK104378320SQ201410657731
【公开日】2015年2月25日 申请日期:2014年11月13日 优先权日:2014年11月13日
【发明者】于淼 申请人:中国人民解放军总参谋部第六十三研究所