现代数字信号处理第九章——盲信号处理
在实际的许多信号处理场合,信号处理所需的各种信息并不全部已知,这时的信号处理称为盲信号处理。 本章主要内容:盲信号处理基本概念Bussgang盲均衡原理SIMO信道盲辨识算法;子空间方法和互关系方法盲波束形成算法一、盲信号处理基本概念系统辨识:根据系统输出信号(观测数据),求解系统输入输出关系盲系统辨识:不知道系统输入信号,只知道系统输出信号时的系统辨识盲解卷积:仅知道系统输出信号,不知道系统的冲
在实际的许多信号处理场合,信号处理所需的各种信息并不全部已知,这时的信号处理称为盲信号处理。 本章主要内容:
- 盲信号处理基本概念
- Bussgang盲均衡原理
- SIMO信道盲辨识算法;子空间方法和互关系方法
- 盲波束形成算法
一、盲信号处理基本概念
- 系统辨识:根据系统输出信号(观测数据),求解系统输入输出关系
- 盲系统辨识:不知道系统输入信号,只知道系统输出信号时的系统辨识
- 盲解卷积:仅知道系统输出信号,不知道系统的冲激响应情况下的解卷积

- 信道均衡:纠正(或补偿)传输信道的不 平坦幅频特性,使整个传输信道近似有平坦的幅频特性。
- 信道盲均衡:只知道信道输出,不知道信道输入和信道冲激响应,这种情况下得到的均衡器的输出
盲源分离
\quad在源信号未知、混合系统冲激响应矩阵 未知的条件下,从观测的多通道混合信号中分离并恢复出各个源信号的过程。

盲波束形成
\quad指在没有信号方向或阵列等先验信息的条件下,得到波束形成器的权向量,实现信号的接收。盲波束形成可以看作盲源分离问题的一个特例。
二、Buaagang盲均衡原理

\quad盲信号均衡器中,没有训练信号作为期望响应信号。期望响应信号d(n)d(n)d(n)可以表示为横向滤波器输出s^(n)\hat{s}(n)s^(n)的某种非线性运算:d(n)=g(s^(n))d(n)=g(\hat{s}(n))d(n)=g(s^(n))
算法流程
- 初始化:w^(0)=[0,⋯ ,0,1,0,⋯ ,0],e(0)=g(s^(n))−s^(n)=g(s^(n))−w^H(0)u(0)\hat{w}(0)=[0,\cdots,0,1,0,\cdots,0],e(0)=g(\hat{s}(n))-\hat{s}(n)=g(\hat{s}(n))-\hat{w}^H(0)u(0)w^(0)=[0,⋯,0,1,0,⋯,0],e(0)=g(s^(n))−s^(n)=g(s^(n))−w^H(0)u(0)
- 1.计算FIR均衡器的输出gs^(n)=w^H(n)u(n)g\hat{s}(n)=\hat{w}^H(n)u(n)gs^(n)=w^H(n)u(n)
- 2.计算估计误差e(n)=d(n)−s^(n),d(n)=g(s^(n))e(n)=d(n)-\hat{s}(n),d(n)=g(\hat{s}(n))e(n)=d(n)−s^(n),d(n)=g(s^(n))
- 3.更新横向滤波器权向量w^(n+1)=w^(n)+μu(n)e∗(n)\hat{w}(n+1)=\hat{w}(n)+\mu u(n)e^*(n)w^(n+1)=w^(n)+μu(n)e∗(n)
\quad当迭代次数区域无穷时,E{s^(n)s^(n−k)}≈E{g(s^(n))s^(n−k)}E\{\hat{s}(n)\hat{s}(n-k)\}≈E\{g(\hat{s}(n))\hat{s}(n-k)\}E{s^(n)s^(n−k)}≈E{g(s^(n))s^(n−k)},随机过程s^(n)\hat{s}(n)s^(n)称为Bussgang过程。
三、SIMO信道及子空间盲辨识原理
\quadSIMO信道即为单输入多输出信道。

SIMO信道的Sylvester(西尔维特斯)矩阵


SIMO信道的可辨识条件和模糊性

基于子空间的盲辨识算法

CR盲辨识算法

多信道LMS盲辨识
\quad在实际中,可能需要连续地实现系统辨识(信道估计)。
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