[發明專利]基于盲源分離的無人機通信信號處理方法、系統及設備

有效

• 申請號: 202310891753.5
• 申請日: 2023-07-20
• 公開（公告）號: CN116647311B
• 公開（公告）日: 2023-10-17
• 發明（設計）人: 劉大鵬;姚戰宏;王錦江
• 申請（專利權）人: 深圳現代技術有限公司
• 主分類號: H04L1/00
• 分類號: H04L1/00;H04B1/715;H04B1/711
• 代理公司: 深圳市科冠知識產權代理有限公司 44355
• 代理人: 蔣芳霞

1.一種基于盲源分離的無人機通信信號處理方法，其特征在于，包括以下步驟：

數據發送過程：輸入信息經過編碼、交織和速率匹配打孔后，經過擴頻和數據映射處理變為基帶數據符號，經射頻功放和濾波后，由天線發出；

數據接收過程：采用上、下兩路天線接收射頻信號，兩路信號均進行LNA低噪聲放大和濾波后，進行下混頻處理得到中頻信號，混頻的本振頻率采用通過鎖相環鎖定的跳頻頻率，對兩路中頻信號同時進行盲源分離，產生的分離信號，分別進行相關捕獲，選取相關峰超過門閥的一路信號進行解擴解調處理，經過頻偏矯正、相位校正后輸出預信息進行解碼糾錯，輸出接收數據。

2.根據權利要求1所述的基于盲源分離的無人機通信信號處理方法，其特征在于，所述對兩路中頻信號同時進行盲源分離采用方法：

步驟一：初始化系統參數，設置采樣率、符號速率、組幀長度、擴頻位數、調制方式、多普勒頻偏參數；

步驟二：按照設定的幀格式，將信源數據按所述數據發送過程處理，發出仿真的射頻信號；

步驟三：射頻信號經過仿真信道，按信噪比加入高斯白噪聲，按干信比加入阻塞干擾，疊加完畢的信號同時分別送入兩路收通道，分別作為兩路收信號的，兩路收信號分別同時進行步驟四至步驟十；其中，采用公式：

；

步驟四：對兩路收信號均進行中心化和白化處理，得到；

步驟五：初始化：迭代次數?k=0,?權值向量w(0)={0}，收斂門限；

步驟六：?k=k+1；

步驟七：對分離矩陣進行更新；

步驟八：對分離矩陣權值進行歸一化處理；

步驟九：如果，則算法不收斂，返回步驟六；

步驟十：?算法收斂穩定，得到獨立分量，此時已經分離出干擾信號。

3.根據權利要求2所述的基于盲源分離的無人機通信信號處理方法，其特征在于，所述對兩路中頻信號同時進行盲源分離還包括方法：

步驟十一：將進行頻偏校正、相偏校正；

步驟十二：解交織、解擴、譯碼輸出信息，并將輸出的數據與原始發送的數據進行誤碼率統計；

步驟十三：仿真流程結束。

4.根據權利要求2所述的基于盲源分離的無人機通信信號處理方法，其特征在于，采用FAST_ICA算法通過最大化負熵計算分離矩陣W,其目標函數為：

；

其中，為獨立分量的個數，是正常數，是一個具有零均值和單位方差的高斯隨機變量，表示求數學期望值，為非二次函數。

5.根據權利要求4所述的基于盲源分離的無人機通信信號處理方法，其特征在于，所述采用方法：

假定具有零均值和單位方差，源信號為超高斯和亞高斯信號：

；

其中，為常數；

則的導數為：

；

當時，由，負熵可近似表示為：

；

求解分離矩陣，使得分離出的估計信號能使函數達到最大；

指定獨立分量的方差，上述問題轉化為該約束條件下，求的最大值；設拉格朗日乘子為，則有：

；

上式對求導，令其導數為零，則：

；

令上式左邊為，其梯度為：

；

用牛頓迭代法得到的迭代公式：

；

上式中，為迭代次數；

；

在分離矩陣每次迭代后，對其進行歸一化：

。

6.根據權利要求2-5任一所述的基于盲源分離的無人機通信信號處理方法，其特征在于，所述設定的幀格式采用：

導頻序列0采用4個256長的偽碼作為同步頭；

導頻序列1采用4個256長的偽碼用于進行數據傳輸幀格式的指示，進行自適應的多速率通信；

導頻序列2采用2個128長的偽碼,用于信號盲源分離得到的有用信號在低信噪比靈敏度條件下每段數據包的相位偏移準確校正。