一种同频非合作航天器通信信号的盲源分离算法_刘治军1
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Ｖ
ｏｌ．２４
Ｎｏ．６
２０
航
天
器
工
程
ＳＰＡＣＥＣＲＡＦＴ
ＥＮＧＩＮＥＥＲＩＮＧ
第
２４
卷
第
６
期
２０１５
年
１２
月
一种同频非合作航天器通信信号的盲源分离算法
刘
治军
梁宗闯
邱乐德
周业军
齐维孔
（
中国空间技术研究院通信卫星事业部
，
北
京
１
０００９４
）
收
稿日期
：
２０１４
－
０
４
－
０
８
；
修回日期
：
２０１４
－
０
５
－
０
８
基
金项目
：
国家高技术研究发展计划
（
８６３
计划
）（
２０１２ＡＡ０１Ａ５０４
）
作者简介
：
刘治军
，
男
，
硕士研究生
，
研究方向为航天器通信技术
。
Ｅｍａｉｌ
：
２３６２１７２９７３
＠
ｑｑ
．ｃｏｍ
。
摘
要
针对频谱
混叠的同频非合作航天器通信信号分离问题
，
研究了盲源分离技术
，
提出一
种以立方函数作为非线性函数的盲源分离改进算法
。
在介绍盲源分离模型的基础上
，
依据通信信
号的亚高斯性
，
对快速独立分量分析
（
Ｆ
ａｓｔＩＣＡ
）
算
法的非线性函数作适应性改进
，
提升了算法的性
能
。
选用
８
ＦＳＫ
、
ＢＰＳＫ
、
ＱＰＳＫ
和频谱混叠的通信信
号与单音干扰信号进行混合
，
仿真并对比分析
了
４
种应用不同非线性函数的
Ｆ
ａｓｔＩＣＡ
算
法
。
５
００
次
的仿真结果表明
：
应用立方函数的
Ｆ
ａｓｔＩＣＡ
算
法的分离成功率达到
１
００％
，
平均迭代次数
约为
２
５
，
性
能指数均值为
０
．１１５
７
，
具
有更优的效能
，
可很好地解决非合作航天器通信信号的分离问题
。
关键词
非合作航天器通信信号
；
立方函数
；
盲源分离
；
频谱混叠
中图分类号
：
Ｔ
Ｎ９１１．７
文
献标志码
：
Ａ
Ｄ
ＯＩ
：
１０．３９６９
／
ｊ
．ｉｓｓｎ．１６７３
－
８
７４８．２０１５．０６．００４
Ａ
ｌ
ｇ
ｏｒｉｔｈｍ
ｏｆ
Ｂｌｉｎｄ
Ｓｏｕｒｃｅ
Ｓｅ
ｐ
ａｒａｔｉｏｎ
ｆｏｒ
Ｎｏｎ
－
ｃ
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ｅｒａｔｉｖｅ
Ｓ
ｐ
ａｃｅｃｒａｆｔ
Ｃｏｍｍｕｎｉｃａｔｉｏｎ
Ｓｉ
ｇ
ｎａｌｓ
ｗｉｔｈ
Ｓａｍｅ
Ｃａｒｒｉｅｒ
Ｆｒｅ
ｑ
ｕｅｎｃｉｅｓ
Ｌ
ＩＵ
Ｚｈｉ
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ｕｎ
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ｃｈｕａｎ
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ＱＩＵ
Ｌｅｄｅ
ＺＨＯＵ
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ｕｎ
ＱＩ
Ｗｅｉｋｏｎ
ｇ
（
Ｉｎｓｔｉｔｕｔｅ
ｏｆ
Ｔｅｌｅｃｏｍｍｕｎｉｃａｔｉｏｎ
Ｓａｔｅｌｌｉｔｅ
，
Ｃｈｉｎａ
Ａｃａｄｅｍ
ｙ
ｏｆ
Ｓ
ｐ
ａｃｅ
Ｔｅｃｈｎｏｌｏ
ｇｙ
，
Ｂｅｉ
ｊ
ｉｎ
ｇ
１０００９４
，
Ｃｈｉｎａ
）
Ａｂｓｔｒａｃｔ
：
Ｔｏ
ｃｏｍ
ｐ
ｌｅｔｅ
ｔｈｅ
ｓｅ
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ｏｆ
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－
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ｅｒａｔｉｖｅ
ｓ
ｐ
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ｃｏｍｍｕｎｉｃａｔｉｏｎ
ｓｉ
ｇ
ｎａｌ
ｗｉｔｈ
ｓ
ｐ
ｅｃｔｒｕｍ
ａｌｉａｓｅｄ
，
ｔｈｅ
ｒｅｓｅａｒｃｈ
ｏｆ
ＢＳＳ
（
ｂｌｉｎｄ
ｓｏｕｒｃｅ
ｓｅ
ｐ
ａｒａｔｉｏｎ
）
ｉｓ
ｃａｒｒｉｅｄ
ｏｕｔ．Ｂａｓｅｄ
ｏｎ
ｔｈｅ
ｃｕｂｉｃ
ｆｕｎｃｔｉｏｎ
ａｓ
ａ
ｎｏｎｌｉｎｅａｒ
ｏｎｅ
，
ｔｈｅ
ａｌ
ｇ
ｏｒｉｔｈｍ
ｏｆ
ＢＳＳ
ｉｓ
ｉｍ
ｐ
ｒｏｖｅｄ．Ｔｈｅ
ｓｅ
ｐ
ａｒａｔｉｏｎ
ｍｏｄｅｌ
ｏｆ
ＢＳＳ
ｉｓ
ｄｅ
－
ｓ
ｃｒｉｂｅｄ．Ｔｈｅ
ｎｏｎｌｉｎｅａｒ
ｆｕｎｃｔｉｏｎ
ｏｆ
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（
ｆａｓｔ
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ｐ
ｅｎｄｅｎｔ
ｃｏｍ
ｐ
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ｓｉ
ｇ
ｎａｌｓ
ａｒｅ
ｓｕｂ
－
Ｇ
ａｕｓｓｉａｎ
ｓｉ
ｇ
ｎａｌｓ．
Ｔｈｒｅｅ
ｋｉｎｄｓ
ｏｆ
ｃｏｍｍｏｎ
ｃｏｍｍｕｎｉｃａｔｉｏｎ
ｓｉ
ｇ
ｎａｌ
ａｒｅ
ｍｉｘｅｄ
ｗｉｔｈ
ａ
ｋｉｎｄ
ｏｆ
ｓｉｎｅ
ｗａｖｅ
ｉｎｔｅｒｆｅｒｅｎｃｅ
ｓｉ
ｇ
－
ｎ
ａｌ．Ｓｅｖｅｒａｌ
ｓｉｍｕｌａｔｉｏｎｓ
ｏｆ
ｄｉｆｆｅｒｅｎｔ
ａｌ
ｇ
ｏｒｉｔｈｍｓ
ａｒｅ
ｃｏｍ
ｐ
ａｒｅｄ
ｂａｓｅｄ
ｏｎ
ｄｉｆｆｅｒｅｎｔ
ｎｏｎｌｉｎｅａｒ
ｆｕｎｃ
－
ｔ
ｉｏｎｓ．Ｔｈｅ
ｒｅｓｕｌｔｓ
ｏｆ
５００ｓｉｍｕｌａｔｉｏｎｓ
ｓｈｏｗ
ｔｈａｔ
ＦａｓｔＩＣＡ
ａｌ
ｇ
ｏｒｉｔｈｍ
ｂａｓｅｄ
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ｃｕｂｉｃ
ｆｕｎｃｔｉｏｎ
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ｈ
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ｔｈｅ
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ｓｕｃｃｅｓｓ
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ｔｏ
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，
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ｔｈｅ
ａｖｅｒａ
ｇ
ｅ
ｎｕｍｂｅｒ
ｏｆ
ｉｔｅｒａｔｉｏｎ
ｔｉｍｅｓ
ｉｓ
２５
，
ｔｈｅ
ｐ
ｅｒｆｏｒｍａｎｃｅ
ｉｎｄｅｘ
ｉｓ
０．１１５７．Ｔｈｅ
ｃｕｂｉｃ
ｆｕｎｃｔｉｏｎ
ｍａｋｅｓ
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