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基于改进粒子群的盲源分离算法及其应用研究

作　者: 边峦剑
导　师: 席志红
学　校: 哈尔滨工程大学
专　业: 信号与信息处理
关键词: 盲源分离 独立分量分析 粒子群算法 多用户检测 盲信道估计
分类号: TN911.7
类　型: 硕士论文
年　份: 2010年
下　载: 98次
引　用: 1次
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内容摘要


盲源分离是20世纪80年代后期迅速发展起来的一个研究领域,是目前信号处理中新兴的技术之一。盲源分离是指在源信号未知、传输系统未知的条件下,只根据观测的混合信号的统计特性来估计和分离源信号。它在无线通信、图像处理、生物医学、语音处理、雷达、地球物理信号处理、财政金融预测等诸多领域都有广泛的应用前景,具有很高的实用性和研究价值。独立分量分析(ICA)是线性瞬时混合盲分离中最成熟、应用最广泛的技术之一。独立分量分析的目的是要寻求一个线性变换矩阵,使得变换后的分量尽可能相互独立,这其中涉及到对独立性判据的优化过程。传统的优化算法稳定性差、易于陷入局部最优,因此影响分离性能。针对于这方面缺点,本文提出了一种基于改进粒子群的盲源分离算法,将一种改进的粒子群算法与独立分量分析相结合,提高了盲信号分离的性能。在DS-CDMA下行链路的多用户检测中,把本文改进的独立分量分析算法作为额外的处理单元附加到子空间MMSE检测器中,与其进行优势互补,既可以利用问题的先验信息,又能够利用用户信号的独立性,一定程度上减少了子空间MMSE方法的估计误差对检测误码率的影响,从而提高了检测器的性能。在多用户MIMO-OFDM系统中,经FFT后的接收信号可以表示为在每个子载波处的频域线性混合信号,对每个子载波信号分别使用本文改进的独立分量分析算法,使所有子载波混合信号得到恢复,同时,完成MIMO-OFDM系统相应子载波处的盲信道估计。对于独立分量分析固有的顺序不确定性和幅度不确定性,通过发射端进行线性预编码和接收端后续处理来解决。实现了良好的估计效果。

全文目录


摘要  5-6
ABSTRACT  6-10
第1章 绪论  10-16
  1.1 论文的目的和意义  10-11
  1.2 盲源分离的发展现状  11-14
  1.3 论文的主要内容和工作安排  14-16
第2章 盲源分离的基本理论和方法  16-31
  2.1 盲源分离的基础理论  16-21
    2.1.1 盲源分离的系统模型  16-17
    2.1.2 盲源分离的假设条件和不确定性  17-19
    2.1.3 性能评价标准  19-21
  2.2 预处理过程  21-22
  2.3 独立分量分析算法  22-29
    2.3.1 独立性判据  23-26
    2.3.2 FastICA算法  26-27
    2.3.3 仿真实验  27-29
  2.4 本章小结  29-31
第3章 基于一种改进粒子群的盲源分离算法  31-46
  3.1 粒子群算法  31-34
    3.1.1 算法的背景  31-32
    3.1.2 算法的数学表达  32-33
    3.1.3 算法的流程  33-34
  3.2 基于动态因子和种群分类的粒子群算法  34-37
  3.3 基于改进粒子群的盲源分离算法  37-44
    3.3.1 算法改进的依据  37-38
    3.3.2 算法改进的原理和过程  38-40
    3.3.3 仿真与分析  40-44
  3.4 本章小结  44-46
第4章 盲源分离在DS-CDMA多用户检测中的应用  46-61
  4.1 多用户检测技术  46-49
  4.2 DS-CDMA系统的信号模型  49-51
  4.3 线性MMSE检测器  51-53
  4.4 子空间盲线性多用户检测  53-54
  4.5 基于ICA的子空间MMSE检测器  54-60
    4.5.1 模型的转化  55-56
    4.5.2 算法的实现过程  56-57
    4.5.3 仿真与分析  57-60
  4.6 本章小结  60-61
第5章 盲源分离在多用户MIMO-OFDM信道估计中的应用  61-76
  5.1 MIMO-OFDM信道估计概述  61-63
  5.2 MIMO信道模型  63-64
  5.3 MIMO-OFDM数学模型  64-66
  5.4 基于ICA的多用户MIMO-OFDM盲信道估计  66-75
    5.4.1 算法的原理  67-68
    5.4.2 模糊性处理  68-71
    5.4.3 仿真与分析  71-75
  5.5 本章小结  75-76
结论  76-78
参考文献  78-83
攻读学位期间发表的学术论文及取得的科研成果  83-84
致谢  84

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中图分类: > 工业技术 > 无线电电子学、电信技术 > 通信 > 通信理论 > 信号处理
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