[发明专利]一种认知型盲源分离辐射源提取方法及其评价方法

摘要

本发明公开了一种认知型盲源分离辐射源提取方法及其评价方法，其特征是采用基于矩阵特征值分解的谱估计方法得到照射源方向与个数的估计值，然后采用恒虚警检测技术确定照射源个数，最后采用盲源分离方法实现对盲源信号的分离，得到照射源信号的分离信号，该方法可针对照射源信号数量未知的情况下恢复出相对独立的照射源信号，并且具有分离精度良好的特点。

主权项

1.一种认知型盲源分离辐射源提取方法，其特征是，包括以下步骤：S01：对照射源信号进行采集，抽取M个接收信号矢量；S02：采用基于矩阵特征值分解的谱估计方法得到照射源的方向与个数的估计值；S03：采用恒虚警检测技术对S02中所述估计值处理后得到值ψ，将值ψ与门限因子T的乘积定为恒虚警自适应门限ζ，然后将待检测单元通过比较器一一与恒虚警自适应门限ζ比较，确定过门限的照射源个数为N，所述照射源个数即为盲源分离照射源输入参数N；S04：根据S03确定的照射源个数N，采用盲源分离方法实现对盲源信号的分离，得到照射源信号的分离信号；所述认知型盲源分离在分离混合信号前已通过认知技术获得了照射源数量，相应的认知技术在下面进行描述；当照射源个数N确认后，对空间协方差矩阵进行降维抽取N个通道实现协方差矩阵估计；抽取的N个通道数据定义为抽取的空间协方差矩阵为式中E[·]表示求取数学期望，(·)H表示共轭转置，R为N×N维矩阵；预白化矩阵可表示为式中，(·)^‑1表示矩阵求逆运算，为N×N维矩阵；预白化处理后的信号为其中为一正交矩阵；表示抽取通道的导向矢量；Q矩阵采用四阶累积量矩阵进行估计，过程如下：预白化信号z(k)的均值为0，四阶累积量定义可知式中，1≤i,j,h,l≤N，cum(·,·,·,·,)为四阶累积量运算，E{·}为求均值，(·)*为求共轭，z_i(k)＝z(k)，z_h(k)＝z(k+τ₂),z_h(k)，是时滞τ₁，τ₂，τ₃的函数，而与离散时间k无关；对于任一给定矩阵C＝[cij]N×N，定义矩阵D＝[dij]N×N＝Pz(C)，而式中，clh为C的第(l,h)元素；cij代表C的第(i,j)元素，Pz(C)代表白化信号四阶高阶累积量矩阵根据累积量的多线性性质，可以证明式中C为任意矩阵，μj(j＝1,2,…,N)为照射源信号的四阶累积量，qj(j＝1,2…,N)为正交矩阵Q的第j列；式(16)也可以等价地写成如下的形式：Pz(C)＝QΛCQH,   (17)式中，ΛC为一对角阵，diag[·]表示求对角矩阵；为得到矩阵Q，对Pz(C)进行特征分解，可以得到矩阵Q的估计VPz(C)＝VΣVH,   (19)式中Σ是特征根构成的对角阵，V为N×N维正交矩阵；矩阵V与矩阵Q的关系式为V＝QJB,   (20)式中B为置换矩阵，J为对角元素为1或‑1的对角矩阵；分离信号为y(k)＝VHz(k)＝BJs(k)+n′(k)，   (21)式中n′(k)为噪声分量。