欠定盲源分離理論與技術（簡體書）

隨著雷達、通信、導航、數據鏈等多類型寬頻段電子信息系統的廣泛應用，現代戰場電磁環境呈現出時域高度密集、頻譜嚴重混疊、空間相互交錯、時間動態變化等特點，必然對合作／非合作電子信息系統的正常工作帶來巨大挑戰。特別是對於覆蓋範圍大的星載／機載信號接收平臺，其接收到時頻混疊的多個信號的概率大大增加。傳統的信號處理方法在應對混疊信號上存在明顯不足，已經成為制約系統性能的主要瓶頸。
盲源分離是解決上述問題的一種有效方法，它能夠在未知混合過程及源信號的條件下，僅利用較少的假設條件（源信號的獨立性、稀疏性等），從觀測到的混合信號中恢復出源信號。經典的盲源分離重點關注接收通道數目不少於源信號數目的超定／適定盲源分離情況。然而在實際情況中，由於系統成本、規模等限制，接收通道數目往往小於混合信號中的源信號數目，此時的盲源分離問題稱為欠定盲源分離。欠定盲源分離作為病態問題，已經成為盲信號處理領域的熱點和難點問題。
目前，國內外沒有專門針對欠定盲源分離的專著，已有的盲源分離相關書籍主要以超定／適定盲源分離理論與方法為主要論述內容，欠定盲源分離僅是其中部分內容。本書在總結國內外研究人員在欠定盲源分離領域研究成果的基礎上，以作者所在團隊多年研究成果為依托，以雷達通信類無線電信號為物件，對欠定盲源分離問題進行專門闡述。
本書適合廣大從事雷達、通信、電子對抗等方向的研究人員，以及電子通信領域內從事盲源分離、抗幹擾、復雜電磁環境特性分析相關工作的研究人員及工程師參考，也可作為相關專業研究生、學者的參考用書。
全書共分為7章。
第1章介紹盲源分離的基本概念、處理理論框架和研究現狀。
第2章介紹欠定盲源分離理論中涉及的數學和信號處理基礎知識。
第3章針對稀疏信號的混合矩陣估計問題展開闡述，主要介紹基於單源檢測的欠定混合盲辨識方法的基本原理和算法過程。
第4章針對非稀疏信號的混合矩陣估計問題展開闡述，主要介紹基於維數擴展的欠定混合盲辨識方法的基本原理和算法過程。
第5章針對混合矩陣已知條件下的欠定源信號恢復問題展開闡述，主要介紹欠定源信號恢復的基本原理，以及基於改進子空間投影、基於聯合對角化以及基於空間時頻分布的三類欠定源信號恢復算法。
第6章針對單通道盲源分離問題展開討論。主要介紹基於循環頻域濾波的源信號分離方法。
第7章對雷達通信類信號欠定盲源分離理論與技術進行總結和展望。
作者所在研究團隊長期從事雷達通信類信號盲源分離方面的研究，具有多年的科研實踐經驗和解決實際問題的能力。本書是在團隊多年研究成果的基礎上整理而成，充分反映了欠定盲源分離領域的新理論、新方法。本書第1、7章由黃知濤教授撰寫，第2、3、6章由王翔撰寫，第5章由陸風波撰寫，第4章由彭耿撰寫。全書由黃知濤教授統稿。
在本書的撰寫過程中，得到了國防科技大學電子科學學院領導和同事們的關心和幫助，尤其是電子信息系統復雜電磁環境效應國家重點實驗室副主任柳征副研究員、認知偵察研究室主任王豐華講師對本書的撰寫給予了大力支持，郭福成教授、馮道旺副研究員、劉章孟副教授、張敏講師、朱守中博士後、楊凱博士、蔡昕博士等都為作者提供了不少幫助，在此一並表示衷心感謝。
作者在此特別感謝周一宇教授多年來在綜合電子戰信息戰技術領域給予的理論指導和幫助。
，
特別感謝中國工程院張錫祥院士和中南大學信息科學與工程學院施榮華副院長在百忙之中認真閱讀了書稿，給予了詳細的指導並撰寫了出版推薦意見。
本書為讀者呈現的僅僅是當前的研究成果與認知水平，主要目的也是引起同行的關注與研究交流。鑒於作者水平有限，書中觀點、引述的資料或內容難免有疏漏，誠摯希望相關研究領域的研究人員能夠給予指點與提出建議，不勝感激。

第1章 欠定盲源分離概述
1．1 問題的提出與發展
1．2 盲源分離基本概念
1．2．1 盲源分離處理模型
1．2．2 盲源分離問題分類
1．2．3 雷達通信類信號欠定盲源分離數學模型
1．2．4 性能評價準則
1．3 欠定盲源分離處理理論框架
1．3．1 基本思路
1．3．2 欠定混合矩陣估計
1．3．3 欠定源信號恢復
1．4 單通道盲源分離研究現狀
1．4．1 基於變換域濾波的方法
1．4．2 基於模型參數估計和重構的方法
1．4．3 基於數字信號直接解調的方法
1．4．4 基於單通道ICA的方法
1．4．5 其他方法
1．5 本書主要內容及結構組成
參考文獻

第2章 欠定盲源分離理論基礎
2．1 稀疏分量分析理論
2．1．1 相關定義及性質
2．1．2 稀疏重構問題
2．1．3 幾種經典的稀疏重構算法
2．2 時頻分析理論
2．2．1 短時傅裡葉變換
2．2．2 時頻分布
2．3 循環平穩信號分析
2．3．1 循環自相關和循環譜
2．3．2 循環譜的物理模型
2．3．3 典型信號的循環譜
2．4 張量分解理論
2．4．1 相關定義及性質
2．4．2 典型張量分解方法
參考文獻

第3章 基於聚類的稀疏信號欠定混合矩陣估計理論與方法
3．1 算法理論框架
3．2 單源檢測方法
3．2．1 單源鄰域檢測方法
3．2．2 單源點檢測方法
3．3 源個數及混合矩陣估計
3．3．1 基於系統聚類的源個數和混合矩陣聯合估計
3．3．2 基於聚類驗證的源個數和混合矩陣聯合估計
3．3．3 性能仿真與分析
參考文獻
……

第4章 基於維數擴展的非稀疏信號欠定混合矩陣估計理論與方法
第5章 欠定源信號恢復理論與方法
第6章 基於循環頻域濾波及正交對消的單通道盲源分離方法
第7章 欠定盲源分離未來發展

附錄A 式（5．9）的證明
常用符號
縮略語