Аннотации:
В настоящее время методы слепого разделения сигналов используются в различных областях деятельности человека, в том числе в системах беспроводной связи, радиолокации и пеленгации. В статье представлены оригинальный метод и математическая модель слепого разделения двух вещественных радиосигналов. Слепое разделение
сигналов подразумевает, что никакой информации о радиосигнале, кроме принимаемых отсчетов, нет. Решение поставленной задачи основано на двух фундаментальных
предположениях, выполняемых в реальных условиях. Первое предположение состоит
в том, что наблюдаемый сигнал линейно зависит от сигнала источников. Второе предположение заключается в том, что источники радиосигналов являются статистически
независимыми. Общую структуру методов слепого разделения сигналов можно представить в виде комбинации контрастной функции и метода ее оптимизации. В ранее
известных способах решение этой задачи слепого разделения сигналов осуществляется
итерационными методами. В качестве критерия разделения радиосигналов выбрано
приведение кумулянтов второго и четвертого порядков выходных сигналов к нулю.
Предложенное аналитическое решение позволяет находить размешивающую матрицу W для любых независимых сигналов s1 и s2, кроме тех, у которых кумулянты
четвертого порядка равны нулю. Для таких величин разработанный метод позволяет
только привести их смесь к двум некоррелированным сигналам. В отличие от существующих итерационных методов, предложенный метод слепого разделения сигналов
обеспечивает гарантированную сходимость задачи в заданных ограничениях. Для проверки работоспособности метода создана модель смешивания и разделения сигналов,
эффективность которой оценена при различных мощностях собственных шумов в каналах приема. В результате моделирования построена зависимость уровня разделения
сигналов от мощности собственных шумов. Продемонстрирована работоспособность
метода при отношении шумов входных сигналов к мощности полезных сигналов менее
0,2 дБ. Currently, blind signal separation methods are used in various fields of human activity,
including wireless communication systems, radar and direction finding. This paper describes
a method for blindly separating two material radio signals. Blind separation of signals
implies that no information about the radio signal other than the received samples is
unknown. The solution to this problem is based on two fundamental assumptions performed
in real conditions. The first assumption is that the observed signal linearly depends
on the source signal. The second assumption is that the radio sources are statistically
independent. The general structure of blind source separation methods can be represented
as a combination of a contrast function and a method for its optimization. In known
methods, the solution of the SRS problem is carried out by iterative methods. As a
criterion for the separation of radio signals in this work, we selected the reduction of the
second and fourth order cumulants of the output signals to zero. The proposed analytical
solution makes it possible to find a unmixing matrix W for any independent s1 and s2
signals in addition to those for which the fourth order cumulants are equal to zero. For
such quantities, this method can only bring their mixture to two uncorrelated signals. In
contrast to existing iterativemethods, the proposed blind source separationmethod provides
guaranteed convergence of the problem in given constraints. To test the operability of the
method, a model of mixing and separation of signals was created, the efficiency of the
method was tested at various powers of intrinsic noise in the receiving channels. As a result
of modeling the proposed method, a dependence of the signal separation level on the power
of intrinsic noise was constructed. The efficiency of the method was demonstrated with a
ratio of input signal noise to useful signal power of less than 0,2 dB.
Описание:
Никита Юрьевич Либеровский, аспирант, Московский технический университет
связи и информатики (г. Москва, Российская Федерация), liberovsky.nikita@mail.ru.
Денис Сергеевич Чиров, доктор технических наук, доцент, профессор кафедры
≪Радиотехнические системы≫, Московский технический университет связи и информатики (г. Москва, Российская Федерация), chirov@srd.mtuci.ru.
Владимир Сергеевич Припутин, кандидат технических наук, заведующий научно-
исследовательской лабораторией научно-исследовательской части, Московский технический университет связи и информатики (г. Москва, Российская Федерация),
v.priputin@gmail.com. N.Y. Liberovsky1, D.S. Chirov1, V.S. Priputin1
1Moscow Technical University of Communications and Informatics, Moscow,
Russian Federation
E-mails: liberovsky.nikita@mail.ru, chirov@srd.mtuci.ru, v.priputin@gmail.com