混沌背景下时频分析与独立分量分析融合的谐波信号盲提取方法研究

研究混沌背景下谐波信号的提取可以为混沌保密通信系统提供检验其保密性的有效手段。本项目从交叉性和融合性出发，深入研究混沌信号与谐波信号在不同域中的不同性质，融合多种信息处理手段并对其进行整合，从而更有效地进行混沌背景中谐波信号的检测、分离和提取。研究混沌信号在小波域、瞬时频率域以及分数傅里叶域中的特性，以此为依据提出谐波信号提取的时频分析方法，研究不同类型混沌信号、不同参数设置以及不同分析方法对算法稳定性和可靠性的影响。为提高谐波信号提取精度，研究融合独立分量分析技术以保证分解后各个向量相互独立，提高数据的典型性。在混沌保密通信系统中，基于典型混沌信号的时频特性制定融合方案，提出普适的谐波信号提取的性能评价指标，对融合方法的性能进行仿真，并分析其收敛性。将融合方案扩展至欠定混合模型并在复数域中研究谐波信号的盲提取，为混沌保密通信系统的实际应用奠定基础。

本青年基金项目以混沌保密通信系统为研究对象，从交叉性和融合性出发，综合空域处理、时频分析及独立分量分析等学科的理论，深入研究混沌信号与谐波信号在不同域中的不同性质，融合多种处理手段来进行混沌背景中信号的检测、分离和提取，以此作为对混沌保密通信系统的保密性进行检验的最重要和最有效的手段。.项目计划书中所提出的研究内容均已完成，主要包括：1）研究混沌信号在小波域、瞬时频率域以及分数傅里叶域中的特性，以此为依据提出谐波信号提取的时频分析方法，2）研究不同类型混沌信号、不同参数设置以及不同分析方法对算法稳定性和可靠性的影响，3）研究融合独立分量分析技术以保证分解后各个向量相互独立，提高谐波信号提取精度和提取数据的典型性，4）基于典型混沌信号的时频特性制定融合方案，提出普适的谐波信号提取的性能评价指标，对融合方法的性能进行仿真，并分析其收敛性，5）借助虚拟接收阵列，将融合方案扩展至欠定混合模型并在复数域中研究谐波信号的盲提取，为混沌保密通信系统的实际应用奠定基础。.项目计划书中所提出的预期目标与研究成果基本实现，研究成果如下：以该项目为依托完成博士后科研流动站工作并于2014年1月出站，在站期间获得中国博士后科学基金二等资助，出站后获得黑龙江省博士后科研启动基金一等资助，撰写专著《盲源分离及其在混沌信号处理中的应用》（Theory of Blind Source Separation and Its Application in Chaotic Signal Processing），即将由人民邮电出版社出版，共计22万字。发表SCI/EI检索论文9篇，获哈尔滨市2011年度自然科学技术学术成果奖（科学技术类）二等奖1项。参与举办传感网络安全及保密通信系统国际会议（SNS&PCS2013），培养研究生5人，其中已完成硕士学位论文答辩2人，即将答辩1人，在读2人。