[发明专利]一种短猝发混合信号的信号分离方法

权利要求书

1.一种短猝发混合信号的信号分离方法，其特征在于，包括以下步骤：

步骤1、在混合信号分离阶段，经过下变频和模数转换后，接收端可获得混合信号r＝[r₁,r₂,…,r_n,…,r_N]^T和本地参考信号s＝[s₁,s₂,…s_n…,s_N]^T，其中，n＝1,2,…,N，N表示采样点的个数，[·]^T表示转置；

步骤2、利用混合信号r和本地参考信号s进行去调制预处理s′＝r×s，得到预处理后的信号s′＝[s₁′,s₂′,…,s_n′,…,s′_N]^T；

步骤3、对预处理后的信号s′进行低通滤波d＝s′*h，得到滤波后的信号d＝[d₁,d₂,…,d_n,…,d_N]^T，其中，h是低通滤波器的冲激响应，*表示信号卷积；所述低通滤波器可根据系统的采样频率和载波频率来进行设计；

步骤4、对滤波后的信号d，采用高精度谱估计方法计算信号的频谱α(ω)和幅度谱|α(ω)|，其中，ω∈[-π,π]；

步骤5、对步骤4得到的幅度谱|α(ω)|进行搜索，得到幅度最大处对应的频率值，记为信号角频率的估计ω_k；

步骤6、根据步骤5中得到的信号角频率的估计ω_k，得到ω_k处的相位其中，α(ω_k)是ω_k处对应的频谱值；

步骤7、利用步骤6得到的频率ω_k和相位补偿本地参考信号s的频率和相位，得到重构信号x＝[x₁,x₂,…,x_n,…,x_N]^T；

步骤8、使用重构信号x和步骤1中的混合信号r，计算协方差矩阵V和互相关向量p；

步骤9、根据步骤8得到的协方差矩阵V与互相关向量p，计算混合信号分离权值w＝V^-1p，其中，[·]^-1表示矩阵求逆；

步骤10、利用分离权值w，对混合信号进行相消处理z＝r-w^Hx，实现混合信号的信号分离，其中，[·]^H表示共轭转置。

2.根据权利要求1所述的一种短猝发混合信号的信号分离方法，其特征在于，所述步骤4中计算信号的频谱α(ω)和幅度谱|α(ω)|的具体步骤如下：

步骤4.1、根据步骤3中所述低通滤波器的分辨率和精度确定滤波器的阶数M，将滤波后的信号d通过滤波器滑窗得到快拍c_t＝[c_t,c_t+1,…c_t+z,…c_t+M-1]^T，构成估计信号矩阵b＝[c₁,c₂,…c_t,…c_N-M]，其中，z＝0,1,…,M-1，t＝1,2,…,N-M；

步骤4.2、根据估计信号矩阵b，计算相关矩阵K：

其中，[·]^H表示共轭转置；

步骤4.3、根据滑窗得到快拍c_t和相关矩阵K，计算g(ω)和Q(ω)：

Q(ω)＝K-g(ω)g^H(ω)

其中，L＝N+M-1；

步骤4.4、根据g(ω)和Q(ω)，计算信号的频谱α(ω)：

其中，a(ω)＝[1,e^-jω,…,e^-j(M-1)ω]^T是经滤波后信号的导频矢量，[·]^-1表示矩阵求逆；

步骤4.5、根据信号频谱α(ω)，可得到信号的幅度谱|α(ω)|：