一种改进的FastICA ADS-B 1090ES信号分离技术

计算机与现代化

一种改进的FastICA ADS-B 1090ES信号分离技术

四川大学计算机学院国家空管自动化系统技术重点实验室，四川成都610064

收稿日期:2014-09-12 出版日期:2014-11-27 发布日期:2014-12-10
作者简介: 颜可壹（1989-），男，湖南新邵人，四川大学计算机学院国家空管自动化系统技术重点实验室硕士研究生，研究方向:信号与信息处理技术；通讯作者:吕泽均（1966-），男，四川富顺人，教授，研究方向：阵列信号处理，信息融合，雷达组网和电子侦察；时宏伟（1965-），男，四川成都人，教授，研究方向：信息融合与实时处理系统。
基金资助:
国家863计划资助项目（2012AA011804-1）

An Improved FastICA ADS-B 1090ES Signal Separation Technique

National Key Laboratory of Air Traffic Control Automation System Technology, College of Computer Science,
Sichuan University, Chengdu 610064, China

Received:2014-09-12 Online:2014-11-27 Published:2014-12-10

摘要/Abstract

摘要： 针对多点定位技术中广播式自动相关监视(ADS-B)1090ES信号脉冲交叉重叠的问题，提出一种改进的三阶收敛的牛顿迭代快速固定点（Fast ICA）算法，通过对多个ADS-B辐射源混合信号进行分离，恢复和重建原始信号，实现对目标源信号的提取。比较基本Fast ICA算法与改进Fast ICA算法的收敛速度，通过计算相似系数矩阵，分析该算法的分离性能。最后，通过仿真实验，验证了该算法的可行性和有效性，实验结果表明该算法具有较好的分离效果，收敛速度更快。

Abstract: In order to solve the ADS-B 1090ES signal pulses overlap problem of multi-point positioning technology, an improved third-order convergence of Newton iterative fast independent component analysis(Fast ICA)algorithm is proposed. Through separating mixed of multiple radiation sources signal, to recovery and reconstruct the original signal, achieve extraction of the target source signal. This paper compares basic algorithm with improved Fast ICA algorithm convergence speed, by calculating the similarity coefficient matrix, analyzes the separation performance of the algorithm. Finally, the simulation results verify the feasibility and effectiveness of the algorithm, the results show that the algorithm has better separation efficiency, convergence is faster.

Key words: multilateration, ADS-B 1090ES, Fast ICA, signal separation, similarity coefficient matrix

颜可壹，吕泽均，时宏伟. 一种改进的FastICA ADS-B 1090ES信号分离技术[J]. 计算机与现代化.

YAN Ke-yi, LYU Ze-jun, SHI Hong-wei. An Improved FastICA ADS-B 1090ES Signal Separation Technique[J]. Computer and Modernization.

参考文献

1］李自俊. ADS-B广播式自动相关监视原理及未来的发展和应用［J］. 中国民航飞行学院学报, 2008,19(5):11-14.
［2］王韬. 浅析多点定位(MLAT)场面监视系统［J］. 科技创新与生产力, 2014,2(241):71-73.
［3］孙清清,王洪,黄忠涛,等. 1090MHz信号同频干扰与窜扰概率探究［J］. 通信技术, 2013,46(2):8-15.
［4］ Donald M, Jonathan B, Robert M. Security analysis of the ADS-B implementation in the next generation air transportation system［J］. International Journal of Critical Infrastructure Protection, 2011,(4):78-87.
［5］王洪,刘昌忠,汪学刚,等. 多点定位混叠信号的盲分离［J］. 电讯技术, 2009,49(12):1-4.
［6］何桂萍,徐亚军. ADS-B数据链的比较及特性研究［J］. 中国民航飞行学院学报, 2010,21(4):3-6.
［7］张辰. ADS-B信号解码板设计及报文处理［D］. 哈尔滨:哈尔滨工程大学, 2013.
［8］ Piracci E, Petrochilos N, Galati G. Superimposed mode S signals:single-antenna projection algorithm and processing architecture［C］//International Symposium on Signal Processing and Information Technology. Egypt:IEEE, 2007:1-5.
［9］ Petrochilos N, Galati G, Piracci E. Separation of SSR signals by array processing in multilateration systems［J］. IEEE Transactions on Aerospace and Electronic Systems, 2009,45(3):965-982.
［10］杨竹青,李勇,胡德文,等. 独立成分分析方法综述［J］. 自动化学报, 2002,28(5):762-772.
［11］周亚乾. 通信信号的盲分离技术研究［D］. 西安：西安电子科技大学, 2012.
［12］黄丽妍,高强,亢海燕,等. 改进的快速独立分量分析算法［J］. 华北电力大学学报, 2006,33(3):59-62.
［13］赵春阳,牛振波. 几种具有高阶收敛速度的改进牛顿迭代法［J］. 科技创新与应用, 2013(27):284-285.
［14］蔡智富,赵洁. 一种新的雷达信号分离技术研究［J］. 弹箭与制导学报, 2009,29(4):230-234.
［15］Huang N, Ma C F. Convergence Analysis and Numerical Study of a Fixed-Point Iterative Method for Solving Systems of Nonlinear Equations［J］. The Scientific World Journal, 2014,10:1-10. 
［16］朱晓峰. 协方差矩阵和相关系数矩阵下主成分分析比较研究［J］. 中国体育科技, 2005,41(3):134-136.
［17］张弘,赵惠祥,刘燕萍,等. 基于主成分分析法的科技期刊评价方法［J］. 编辑学报, 2008,20(1):87-90.