وانغ جيان شين، قال لى Dongxu، تسوى تشى شياو Chaoen، تاو Yongyong
(معهد بكين للتكنولوجيا الإلكترونية هندسة الالكترونيات والاتصالات، بكين 100070)
اقترح طريقة لتحليل عنصر مستقل تطبيق لتحسين إشارة إلى نسبة الضوضاء التحليل السلطة. منصة بناء تحليل قناة الجانب، وبيانات استهلاك الطاقة التي تم جمعها، بيانات استهلاك الطاقة وتقليل الضوضاء تجاربه التي تستند إلى خوارزمية النقطة الثابتة بسرعة من الانتروبيا السلبية، لتعزيز إشارة إلى نسبة الضوضاء 19 ديسيبل. وأخيرا، من خلال استبدال الطريقة ظيفة ز الأمثل، وتمت مقارنة ز وظيفة تقليل الضوضاء قدرة الطاقة المختلفة في التحليل. وأظهرت النتائج أنه بعد استبدال القدرة الإشاعة دي-تحسين بأكثر من 4 ديسيبل من ذي قبل.
تحليل عنصر مستقل، وتحليل السلطة؛ بسرعة نقطة ثابتة الخوارزمية، SNR
CLC: TN911، TP309.7
كود الوثيقة: ADOI: 10.16157 / j.issn.0258-7998.2017.02.021
شكل الاقتباس الصيني: وانغ جيان شين، قال لى Dongxu، تسوى تشى، وهلم جرا. تطبيق FastICA إزالة الضوضاء في تحليل السلطة التكنولوجيا الالكترونية، 2017،43 (2): 88-91.
الإنجليزية شكل الاقتباس: وانغ جيان شين، قال لى Dongxu، تسوى تشى، وآخرون، وتطبيق FastICA تقليل الضوضاء في تحليل السلطة .Application من تقنيات الالكترونية، 2017،43 (2): 88-91.
0 مقدمة
تحليل قوة التسرب هو استخدام المعلومات استهلاك الطاقة التشفير وقت التشغيل الجهاز لطرق التحليل الأساسية. وقد طور الباحثون عددا من الطرق للتعامل مع الضوضاء، LE T H وطرح رابع ترتيب cumulant لمعالجة إشارة نبض عابرة، ضجيج جاوس يمكن الحد بشكل فعال. SOUISSI Y وآخرون اقترح طريقة استخدام مرشح كالمان للحد من الضوضاء الضبابي.
ومع ذلك، فإن الطريقة التقليدية لديها بعض القيود تقليل الضوضاء، فإننا بحاجة إلى معرفة خصائص إشارة مفيدة وإشارة الضوضاء. تحليل عنصر مستقل وضرورة التطبيق لا تعرف إشارة مفيدة محددة وتوزيع الضجيج، ويمكن تحقيق الفصل بين الإشارة والضجيج عن الحالة التي يكون فيها عدم اليقين في وجود ضوضاء أو تزامن تردد المشفرة الضوضاء.
وتقترح هذه الورقة التكنولوجيا لتحليل القنوات الجانب ICA، وتنفذ في المحاكاة، SNR المقارنة قبل وبعد تقليل الضوضاء التي أثبتت صحة هذه الفكرة.
1 تحليل المكونات المستقلة
1.1 نظرة عامة على التنمية
ICA (مستقل تحليل المكونات ICA) الأسلوب هو نوع من تقنية أعمى فصل إشارة (مكفوفين الإشارة الفاصل، BSS) . في عام 1991، HERAULT J وJUTTEN C ، SOROUCHYARI E وCOMON P نشرت ثلاث مقالات في فصل إشارة أعمى الكلاسيكية على معالجة الإشارات. في عام 1994، COMON P أول من اقترح مفهوم تحليل عنصر مستقل. HYVIIRINEN A وآخرون، خوارزمية النقطة الثابتة بسرعة على أساس غير جاوس مقياس مصادر إشارة.
1.2 ICA مقدمة لنظرية
الدراسة إلى ICA منها مختلطة تحليل مكونات إشارة، والاعتماد الإحصائي من الحد الأدنى المسموح به، وذلك لتحقيق الانفصال إشارة المصدر. المستخدمة هنا يمثله S (ر) إشارة مصدر مصفوفة تمثل X إشارة مختلطة (ر)، ويمكن التعبير عن المشكلة أعلاه على النحو التالي:
درجة معيار الاستقلال لقياس فصل إشارة عادة ما يمكن قياسها من حيث عدم التمويه. وبناء على خوارزمية النقطة الثابتة بسرعة على أساس مبدأ سلبي تعظيم الكون.
1.3 نقطة ثابتة بسرعة خوارزمية (FastICA) مقدمة لنظرية
1.3.1 الانتروبيا السلبية
FastICA سلبية الكون خوارزمية لقياس عدم التمويه. ويعرف الانتروبيا السلبية:
حيث، نغ (Y) يمثل الانتروبيا السلبية، H (YGauss) يمثل الكون إشارة جاوس، H (Y) يمثل الكون إشارة. عندما تكون القيمة أكبر من الكون سلبية نغ (Y)، إشارة غير جاوس أكبر، وكلما ارتفعت درجة الانفصال.
1.3.2 الخطوات FastICA
وتشمل FastICA خطوات أساسية: (1) الكرة؛ (2) تبيض، (3) نيوتن طريقة تكرارية. منذ ذلك الحين في حالة إشارة أعمى متكررة لا يمكن حساب القيم الكون يمكن أن يقترب باستخدام المعادلة التالية:
عادة، للإشارة فائقة جاوس، يمكنك تحديد وظيفة (7)؛ لشبه التمويه، وظيفة التحديد (8).
خطوات ملموسة نقطة ثابتة بسرعة الخوارزمية:
(1) البيانات إلى أن يفصل spheroidizing العملية؛
بعد (2) البيانات spheroidizing عملية تبييض، لإعطاء V.
(3) وضع متجه التهيئة ث لديها وحدة القاعدة.
(4) الصيغة (6)، وتحديث ث، ومصفوفة موحدة.
(5) تحديد التقارب، ويتم الحصول على التقارب عنصر مستقل، يتم تنفيذ مجموعة التالية من البيانات في الخطوة (2)، وليس المتقاربة العودة إلى الخطوة (4)؛
(6) عن إعطاء إشارات منفصلة.
تحليل الطاقة 2 FastICA على أساس منصة تجريبية
قناة الجانب منصة 2.1 بناء
منصة العمارة FIG تحليل قناة جانبية، كما هو مبين في الشكل. كما يعمل هنا خوارزمية التشفير DES خوارزمية التشفير هو مجلس رقاقة Mega16 نظام أصغر SCM، وذلك باستخدام الذبذبات تكترونكس 7104C الذبذبات التخزين الرقمي.
عملية الإزالة 2.2 الضوضاء
قوة جمعها إشارة الضوضاء خوارزمية التشفير التعرج جاوس، وتستخدم لخوارزمية النقطة الثابتة بسرعة للتمييز الانتروبيا السلبية للإشارة المختلطة، والعملية هو مبين في الشكل.
3 بناء على التحليل التجريبي للFastICA
استهلاك 3.1 الطاقة والضجيج تجارب الانفصال
أولا معلومات الجانب القناة وتجربة فصل ضجيج جاوس والضجيج العشوائي، عملية فصل المختارة هي وظيفة من ز المعادلة (6). عندما DES الشفرات خوارزمية تشفير متحكم تسربت السلطة جمع المعلومات كقوة الإشارة الأصلية، إشارة والتعرجات الضوضاء في استهلاك الطاقة في MATLAB، ثم باستخدام خوارزمية منفصلة. DES تشفير الإشارات الأصلية إشارات، والضجيج العشوائي منحنى، والضوضاء التمويه، والإشارة الأصلية كما هو مبين في الشكل.
بواسطة دي خوارزمية النقطة الثابتة بسرعة على أساس الانتروبيا السلبية مختلطة، ويفصل إشارة كما هو مبين في الشكل.
النتائج المذكورة أعلاه يمكن أن ينظر إليه في FIG 3 مجموعة اشارات متضاربة إلى حد كبير لا يرون ميزة التشفير DES؛ المنحنيات الثلاثة بعد الانفصال، والمادة يمكن أن يكون واضحا أن ميزة التشفير DES الثانية، وهما أخرى منحنيات هي الضوضاء.
3.2 اثنين من خوارزميات التشفير إشارة السلطة تجارب الانفصال
قدمت هذه الورقة التمييز بين اثنين من خوارزميات التشفير، والخوارزميات المستخدمة هي DES والحاضر. وبالإضافة إلى ذلك، مجموعة من التعرج إشارة الضوضاء جاوس. يتم فصل إشارة، والإشارة الأصلية في FIG 5، كما هو موضح في الشكل (6).
3.3 حساب SNR
في التجربة السابقة، فإن الحل لا يمكن أن يكون إشارة مختلطة مع SNR قياس سابقا، ثم، أقترح الطريقة التالية:
(1) خلط إشارة unmixing بواسطة خوارزمية FastICA.
(2) بعد الضوضاء إشارة ناقلات الصف unmixing مصفوفة الصفر.
(3) الخطوة (2) الحصول عليها من خلال FastICA معكوس تحويل مصفوفة من النتيجة النهائية.
التجريبية المختارة من إشارة التشفير والضجيج قناة DES خلط منحنيين، بعد الطريقة المذكورة أعلاه، مقارنة قبل وبعد تقليل الضوضاء حصلت أخيرا كما هو مبين في الشكل.
وكما يتبين من الشكل 7، من خلال الطريقة المقترحة أعلاه، يمكن استعادتها إلى ICA الأصيل فصل السعة إشارة وإشارة إلى نسبة الضوضاء يتم احتساب قبل وبعد تقليل الضوضاء، تطبيق المعادلة SNR هنا هو:
حيث يمثل إشارة SNR إلى نسبة الضوضاء، هو وحدة ديسيبل، Psignal يمثل إشارة الطاقة؛ تمثل Pnoise للطاقة الضوضاء. وتظهر النتائج في الجدول 1.
3.4 مقارنة بين مختلف وظيفة قدرة فصل ز
تحديث ظيفة ز في التجربة بواسطة الصيغة (7) صيغة (8)، واستبداله في صيغة (6)، تم فصل التجربة إشارة تشفير DES والضوضاء. النتائج هو مبين في الشكل 8.
على التوالي، وذلك باستخدام صيغة (7) و (8) من نفس مجموعة من البيانات التجريبية، للمقارنة مع إشارة إلى نسبة الضوضاء والوقت حساب كمية الرفع في MATLAB، ويقارن بين النتائج التي تم الحصول عليها وترد في الجدول 2.
من الجدول 2، الفصل باستخدام صيغة (8) هو أفضل من صيغة (7). للبحث الأسباب، أدرجت التفرطح هنا ليتم تحليل الإشارة. التفرطح المعادلة على النحو التالي:
حيث كورت (س) يمثل التفرطح، إذا كانت القيمة أكبر من 0 كإشارة فائقة الضبابي، وإذا تساوي 0، والإشارة التمويه، هو أقل من 0، إشارات شبه الضبابي. قدرة فصل استخدام التجريبي في MATLAB التفرطح حساب وظيفة، للحصول على قيمة التفرطح DES التشفير 7 من -0.812، وهي شبه التمويه وأكدت وللإشارة شبه ضبابي، المشار إليها في هذه الوثيقة صيغة (8) هو مقارنة مع الفورمولا (7 ) حتى أفضل.
4 خاتمة
في هذه الورقة، ومشكلة الضوضاء في التحليل القناة الجانبية، ويقترح طريقة لتقنية استهلاك الطاقة ومعالجة المعلومات التي تم جمعها من خلال تحليل عنصر مستقل. ويمكن تنفيذ هذه الطريقة للتمييز الإشارات والضوضاء من التعرجات إشارة السلطة، ولكن أيضا لتحقيق إشارات مشفرة للتمييز خوارزميات تشفير مختلفة. الطريقة ICA التخفيض المقترح لاتساع إشارة معكوس تحويل لحساب إشارة إلى نسبة الضوضاء قبل وبعد العلاج، وذلك باستخدام تحليل عنصر مستقل بعد العلاج SNR أعلى بكثير من SNR قبل تقليل الضوضاء، لم تثبت هذه الطريقة ويمكن تطبيق تحليل القدرة على العمل DE-الإشاعة.
مراجع
LE T H، J CLEDIERE، SERVIERE C، وآخرون تخفيض al.Noise في هجوم قناة جانبية باستخدام رابع ترتيب cumulant . المعلومات الطب الشرعي والأمن، IEEE المعاملات على، 2007،2 (4): 710-720.
SOUISSI Y، GUILLEY S، DANGER J، وآخرون al.Improvement من الهجمات تحليل الطاقة باستخدام مرشح كالمان .Acoustics الكلام ومعالجة الإشارات (ICASSP) 2010 IEEE الدولي للمؤتمرات on.IEEE 2010: 1778-1781.
LEE W T.Independent المكونة تحليل: النظرية والتطبيقات المعاملات .IEEE على الشبكات العصبية، 1999،10 (4): 982.
HERAULT J، JUTTEN C.Space أو الوقت معالجة الإشارات التكيفية التي كتبها نماذج الشبكة العصبية شبكات .Neural لcomputing.AIP النشر، 1986،151 (1): 206-211.
الفصل SOROUCHYARI E.Blind من المصادر، الجزء الثالث: تحليل الاستقرار .Signal المعالجة، 1991،24 (1): 21-29.
COMON P، JUTTEN C، الفصل HERAULT J.Blind من المصادر، الجزء الثاني: بيان مشاكل .Signal المعالجة، 1991،24 (1): 11-20.
HYVIIRINEN A، KARHUNEN J، OJA E.Independent تحليل عنصر . جديد نيويورك: وايلي وأولاده، 2001.
