[发明专利]一种带内同频数模音频广播信号的分离方法

摘要

本发明为一种带内同频数模音频广播信号的分离方法，具体如下步骤1接收调频混合信号；步骤2获得模拟信号和数字信号的初始估计；步骤3更新模拟信号估计和数字信号估计，在时间域调频的模拟信号具有恒包络特性，得到新的模拟信号估计，再更新数字信号估计；步骤4不同的模拟信号估计、数字信号估计的组合得五个候选对，选择噪声能量最小的候选对；步骤5重复步骤3、4，形成迭代循环，模拟信号和数字信号迭代分离。本发明充分地结合了不同分离技术和信号特性，所恢复的数字信号性能更好，从接收恢复的数字信号和对应的发送的数字信号更接近、均方差提高了2～5个dB。

主权项

一种带内同频数模音频广播信号的分离方法，其特征在于具体步骤如下：步骤1：接收调频混合信号接收长度为2N的调频混合信号，其符号为(z1,z2…zN)和(zN+1,zN+2…z2N)；接收信号中模拟调频信号和数字调频信号的混合信号表示为zk＝xk+dk,zk+N＝yk+dk,或者，zk+N＝yk‑dk；接收的调频混合信号中模拟信号和数字信号的初始估计为其中和是模拟信号的估计，是数字信号估计，k＝1,2…N；步骤2：获得模拟信号和数字信号的初始估计令ck＝zk–zk+N＝xk–yk，xk的幅度范围是[‑1，1]，yk的幅度范围是[‑1，1],ck的幅度的范围是[‑2，2]；当|ck|<ξ1或者|ck|>ξ2，ξ1、ξ2是门限，通过计算机仿真获取；用直接解作为模拟信号的估计：x~k=zk/|zk|]]>y~k=zk+N/|zk+N|]]>数字信号估计为当ξ2≥|ck|≥ξ1，两个可能的数字信号估计的候选对分别为：d~k1=zk-A*Bd~k+N1=zk+N-(-A/B)]]>在该候选对中，模拟信号解析估计为：在该候选对中，模拟信号解析估计为：其中，A和B是参数，A是ck的归一化值，B是模拟信号xk和yk的相位差的函数；A＝ck/|ck|，B＝cosδ+jsinδ，j＝sqrt(‑1)，δ值的求法如下：①取ck＝xk‑yk的绝对值|ck|；②计算Cosθ＝(2‑|ck|)/2,③计算即求得：B＝cosδ+jSinθ；得到两个模拟信号估计的候选对为：(x^k1,y^k1)=(AB,-A*B),]]>(x^k2,y^k2)=(A*B,-A/B);]]>求和(zk,zk+N)的欧几里得距离，以及和(zk,zk+N)的欧几里得距离，选取其中欧几里得距离较小的模拟信号的估计作为输出；步骤3：更新模拟信号估计和数字信号估计本步骤对步骤2所得的初始数字信号估计和模拟信号估计按以下步骤得到更新的模拟信号估计和数字信号估计：Ⅰ、得到模拟信号首先利用FFT运算得Di＝FFT(di)；利用星座形状划分去除估计误差，利用已知的导频和空子载波信息消除Di的估计误差，去除估计误差后表示为再进行IFFT变换，得到从接收信号中减去数字信号di+1后，分别得到模拟信号和Ⅱ、得到新的模拟信号估计新的模拟信号估计为x~ki+1=xhi+1/|xki+1|]]>y~ki+1=yki+1/|yki+1|;]]>Ⅲ、数字信号估计的更新经过上述步骤Ⅱ之后，数字信号的估计更新为：d~ki+1=((zk-x~ki+1)+(zk+N-y~ki+1))/2]]>此时模拟信号估计为步骤Ⅱ所得和数字信号估计为步骤Ⅲ所得步骤4：选择噪声能量最小的候选对获得5个候选对，第一个候选对第二个候选对第三个候选对第四个候选对第五个候选对{n~k5=zk-zk/|zk|-d~kn~k+N5=zk+N-zk+N/|zk+N|-d~k;]]>以上各候选对表达式中：r，g是缩放因子，满足r+g＝1，r≥0，g≥0；从以上五个候选对中任意取2～5个不同的候选对，比较选择噪声能量最小的、用以进行模拟、数字信号估计；步骤5：模拟信号和数字信号迭代分离用上一次迭代所得的数字信号估计和模拟信号估计，再重复步骤3和4计算下一代的模拟信号估计和数学信号估计重复步骤3、4，形成迭代循环；迭代次数达到最大迭代次数的时候迭代结束，以最后一次迭代得到的模拟信号估计和数学信号估计作为输出，得到恢复的调频模拟信号和数字信号。