Alpha稳定分布噪声下时频重叠信号的参数预估方法
【专利摘要】本发明公开一种Alpha稳定分布噪声下时频重叠信号的参数预估方法，其步骤为：计算Alpha稳定分布噪声下时频重叠信号的广义四阶循环累积量和将广义四阶循环累积量幅度谱和在循环频率β＝0的小邻域[0,δ0]内置零；根据离散谱线检测方法，分别在和中检测最高谱线P1和P1*，然后将其小邻域[P1-δ0,P1+δ0]和[P1*-δ0,P1*+δ0]内置零，则P1和P1*分别对应的循环频率即为时频重叠信号的其中1个信号分量的载波速率fc1和码元速率fb1；在重叠信号分量的码元速率和载波频率各不相同的条件下，根据离散谱线检测方法依次检测出时频重叠信号的其他信号分量的码元速率，直到中第k+1个谱线的幅度值GCk+1*小于时终止，则此时可以判定混合信号的个数为k，并根据离散谱线检测方法依次检测出时频重叠信号的其他信号分量的载波频率。
【专利说明】Alpha稳定分布噪声下时频重叠信号的参数预估方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及通信【技术领域】，具体涉及一种Alpha稳定分布噪声下时频重叠信号的参数预估的方法，可用于Alpha稳定分布噪声下时频重叠信号的信号分量个数、码元速率和载波频率的预估。
【背景技术】
[0002]随着通信技术的发展和电磁环境的日益复杂，通信领域中的时频重叠信号越来越多，如相邻卫星靠得过近会形成邻星信号干扰，信号日益密集会造成同频信号重叠等。这类信号一方面极大地影响了系统的接收性能；另一方面是两个或两个以上信号的重叠，传统的单信号处理方法不再适应，因此迫切需要研究有效的处理方法。时频重叠信号的参数预估是时频重叠信号处理中的重要一环，既可以作为盲分离算法初始值设置的依据又可以预估盲分离效果。传统的时频重叠信号的参数预估是假设背景噪声服从高斯分布，以便于对信号进行分析计算，但在实际的无线通信系统中往往存在一些非高斯分布的噪声，这些噪声具有显著尖峰脉冲状波形和较厚概率密度函数拖尾。Nikias等人在充分研究各种随机过程模型后，发现Alpha稳定分布模型是描述这类随机信号的一种更有效的噪声模型。因此，研究在Alpha稳定分布噪声背景下的时频重叠信号的参数预估方法具有实际的工程意义。
[0003]目前，针对于时频重叠信号的参数预估方法的研究较少，栾海妍等人针对多路BPSK的重叠信号，利用Teager能量算子，通过统计混合信号中码元速率分量的个数，实现了单通道时频重叠信号中信号分量数目的预估。但是，随着信号分量个数的增加，该方法对信噪比的要求逐渐增大(栾海妍，宋连萍，江桦.基于能量算子的单通道盲分离中源信号数目预估算法[J].信息工程大学学报，2011，12(3):295-301.)。王青红等人针对时频重叠信号，利用四阶循环累积量进行信号个数预估，但是，该方法受重叠信号类型和分量的个数的限制(王青红，彭华，王彬，滕波.基于循环累积量的共信道多信号检测和信号源个数预估算法[J].信息工程大学学报.2012，13(2):184-188.)。于宁宇等人利用循环谱包络对双BPSK信号的载波频率以及码元速率进行了预估，但是该方法受信号类型和成形滤波的限制(于宁宇，马红光，石荣，余志斌.基于循环谱包络的共信道多信号参数预估[J].西南交通大学学报，2011，64(6):904-909.)。
[0004]龚牡丹等人针对时频重叠双信号的载波频率预估问题，提出了一种基于二阶循环累计量的载波频率预估方法，但是该方法受载波间隔的影响较大，且其在预估频谱范围时忽略了噪声的影响(龚牡丹，郭荣辉.基于二阶循环累积量的载波频率预估[J].计算机工程，2011，37 (20):81-82.)。朱波等人提出了一种基于能量中心的频谱细化方法，但是该方法中没有给出预估载波频率时阀值如何设定，对于其它调制类型信号或者频率分辨率改变时，预先设定的阀值将会失效，因此该方法缺乏普适性，并且该方法在低信噪比条件下载频预估精度较差(朱波.基于小波的单通道时频重叠信号参数分析与实现研究[D].电子科技大学，2011)。王青红等人利用高阶循环累积量预估时频重叠信号的信号载波频率，但是该方法在Alpha稳定噪声背景时失效(王青红，彭华，张金成.一种基于循环谱的共信道多信号调制参数预估方法[J].信号处理，2011，27(8): 1153-1159)。此外，上述研究仅适用于高斯噪声环境，而在非高斯噪声下这些参数预估的方法均失效。
【发明内容】
[0005]本发明的目的是克服上述已有技术的不足，提出了一种Alpha稳定分布噪声下时频重叠信号的参数预估方法，以提高在Alpha稳定分布噪声下时频重叠信号的分量个数、码元速率和载波频率的预估性能。
[0006]为了实现上述目的，本发明采用的技术方案如下:
[0007]Alpha稳定分布噪声下时频重叠信号的参数预估方法，所述方法包括以下步骤: [0008](I)对含有Alpha稳定分布噪声的时频重叠信号r(t)进行非线性变换，计算
广义四阶循环累积量和，获得广义四阶循环累积量的幅度谱和
Hgc^I ；
[0009](2)将所述广义四阶循环累积量幅度谱和#-|g<^42|在循环频率β =O的小邻域[0，δ0]内置零；
[0010](3)根据离散谱线检测方法，分别在和A-|GCf42|中检测最高谱线，将
其位置记为P1和ΡΛ并且将卢-\GCfA0\中谱线的幅度值GC1记为GCmax和# -|G(_t42|中谱线
的幅度值GC1*记为GCmax*，然后将其小邻域[P1- δ 0，P1+ δ J和[P1*- δ 0，P1*+ δ J内置零，则P1对应的循环频率即为时频重叠信号的其中I个信号分量的载波速率fd，P1*对应的循环频率即为时频重叠信号的其中I个信号分量的码元速率fbl ;
[0011](4)在重叠信号分量的码元速率各不相同的条件下，重复步骤(3)并计算出时频重叠信号的其他信号分量的码元速率，直到A-1GCf42I中第k+Ι个谱线的幅度值GCk+1*小于
GC,n2ax *时终止，则此时可以判定混合信号的个数为k ；
[0012](5)在重叠信号分量的载波频率各不相同时，重复步骤(3)，并根据步骤(4)的个数k，依次计算出时频重叠信号的其他信号分量的载波频率。
[0013]需要说明的是，所述广义四阶循环累积量GCf42按以下进行:
[0014](I)信号所进行的非线性变换，按如下公式进行:
[0015]
【权利要求】
1.Alpha稳定分布噪声下时频重叠信号的参数预估方法，其特征在于，所述方法包括以下步骤: (O对含有Alpha稳定分布噪声的时频重叠信号r(t)进行非线性变换，计算广义四阶循环累积量
2.根据权利要求1中所述的参数预估方法，其特征在于，所述广义四阶循环累积量Ge；、和Git42按以下进行: (1)信号所进行的非线性变换，按如下公式进行:
3.根据权利要求书I中所述的参数预估方法，其特征在于，所述离散谱线的检测方法，按以下进行:假设|s(f)|为接收信号的广义四阶循环累积量幅度谱
【文档编号】H04L25/03GK103607361SQ201310222042
【公开日】2014年2月26日 申请日期:2013年6月5日 优先权日:2013年6月5日
【发明者】李兵兵, 马洪帅, 刘明骞 申请人:西安电子科技大学