电子设计工程
Electronic Design Engineering
第 27卷
Vol.27
第 4期
No.4
2019年 2月
Feb. 2019
收稿日期:2018-05-27 稿件编号:201805169
作者简介:杨 烁(1993—),男,河北衡水人,硕士研究生。研究方向:盲源分离、卫星通信抗干扰技术。
盲源分离起源于对“鸡尾酒会效应”的思考,在
20 世纪 90 年代以来得到了长足发展,是信号处理和
神经网络学界研究的热点问题,广泛应用于语音信
号处理
[1]
、图像 处理
[2- 3]
、生物 医学
[4]
、雷达 信号分选、
地震信号分析等领域。近年来,更是在 MIMO、认知
无线电、移动通信、无传感网络等新兴通信领域得到
了广泛地关注
[5]
。
当前,盲源分离算法按信号处理方式可分为批
处理和自适应处理
[6]
。批处理能充分利用事先得到
的全部数据信息指导分离矩阵学习,因此收敛速度
和稳态误差都比较理想,但是实时性差,不适应于非
平稳环境;相比之下,自适应处理计算简单,便于实
时实现,对非平稳环境的跟踪能力更强,因此应用更
加广泛,但存在着稳态误差和收敛速度这对固有矛
盾,尤其是在非平稳环境下,这一问题更加突出。
为了有效地解决上述传统算法存在的问题,本
文在对典型的自然梯度算法(NGA,Natural Gradient
基于数据分块的自适应变步长盲源分离算法
杨 烁,何兵哲,李加洪
(中国空间技术研究院西安分院 陕西 西安 710100)
摘要:本文基于经典的自然梯度盲源分离算法提出了一种新型数据分块处理的自适应变步长改进
思路,在平稳和非平稳环境中进行正定盲信号分离。其中数据分块处理结合了批处理和自适应在
线处理的优点,文中给出了其更新公式的详细的推导过程;变步长则在原有自适应算法的基础上,
通过引入性能指数来构造目标函数,反馈到更新公式上,通过选取合适的经验参数自适应的调节
步长,在一定程度上寻求稳态误差和收敛速度这对固有矛盾的平衡点,弥补固定步长存在的缺
陷。仿真结果表明,所提方法具有在线算法实时跟踪快变非平稳环境的优点,并且对步长有较强
的自适应调节能力,收敛速度快,稳态误差小,能以更小的运算量,更短的数据处理时间有效分离
混合信号。
关键词:盲源分离;自然梯度算法;分块自适应;变步长
中图分类号:TN911 文献标识码:A 文章编号:1674-6236(2019)04-0056-05
Adaptive variable⁃step blind source separation algorithm with data⁃block processing
YANG Shuo,HE Bing⁃zhe,LI Jia⁃hong
(CAST-Xi’an Institute of Space Radio Technology,Xi'an 710100,China)
Abstract: A novel adaptive variable- step blind source separation method based on the natural gradient
with data-block processing is proposed,which could cope with the determined blind source separation in
both stationary and non- stationary environments. Data- block processing combines the benefits of batch
processing and adaptive online processing,and its detailed derivation of online updating formula is given
in the article;The performance index(PI)is utilized to construct the objective function,which could
feed back to the updated formula,so that the step size can be adjusted adaptively by selecting
appropriate empirical parameters to seek the balance- point of the inherent contradiction between
convergence speed and steady- state error and compensate for the shortcomings of fixed- step size. The
simulation results show that the proposed method has the advantages of on- line algorithm,adjusts the
step size flexibly,and gets faster convergence speed and better steady-state error. The mixed signals can
be separated effectively in shorter time and smaller computation cost.
Key words: blind source separation;natural gradient algorithm;block-adaptive;variable-step
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