专利名称：频率估计的一种多段平稳信号频域相关方法
技术领域：
本发明涉及信号处理领域，特别是频率估计的一种多段平稳信号频域相关方法。
背景技术：
多段平稳信号是指对同一对象或相关对象进行多次采样得到的若干段频率恒定的相关信号。例如，多个分段线性调频连续波雷达的中频信号经过去斜处理、低通滤波后， 可构成多段同频正弦信号(即多段频率相同的正弦信号)。从信息论观点来看，多段信号具有数倍于单段信号的信息量，易于获取，对多段信号进行融合处理是提高信号处理精度的有效途径之一，可广泛应用于频率估计，LFM(Linear Frequency Modulated)信号参数估计，跳频信号参数估计和VCO(Voltage Controlled Oscillator)非线性度校正等诸多领域，具有重要研究意义和应用价值。目前，基于多段平稳信号的频率估计方法主要有(1)卡布分布法(参考文献[1] Becker K. New algorithm for frequency estimation from short coherent pulses of a sinusoidal signal[C]. Radar and Signal Processing, IEEE Proceedings F, Aug 6,1990 (4) :283-288)。(2)Yule-Walker 公式法(参考文献[2] =Sill J A, Black Q R. Frequency estimation from short pulses of sinusoidal signals[C]. Military Communications Conference, Conference Proceedings, IEEE,21-24 Oct,1996, McLean, VA, USA, 1996 (3) :979-983)。(3)频谱平均法(参考文献[3]:刘良兵.频率估计的信息融合方法及其应用[D].重庆后勤工程学院博士学位论文，2008年6月1 。(4)相位积累法(参考文献[4]孟建.分段采样信号的相位关联技术[J].系统工程与电子技术， 2004,26(12) :1784-1786,1797) 0 (5)多段降频等长信号融合算法(参考文献W]刘良兵， 涂亚庆.一种基于多段降频等长信号融合的频率估计方法[J].信息与控制，2008，37 ) 403-407)。但普遍存在普适性差、估计精度较低等问题。例如，卡布分布法、Yule-Walker公式法、频谱平均法和相位积累法均不能估计多段不同频信号的频率，只能估计多段同频信号的频率，且估计精度不高，抗噪性差；多段降频等长信号融合算法虽然能估计多段不同频信号的频率，且抗噪性较好，精度较高，但只能处理多段等长信号，不能处理多段不等长信号。综上，多段信号融合处理方法具有重要研究意义和应用价值，但现有方法存在诸多问题，需要提出一种精度更高、普适性更好的频率估计方法。
发明内容
本发明的目的是提出一种精度更高、普适性更好的频率估计方法，解决现有多段信号融合处理方法存在的主要问题，适用于多段长度任意的平稳信号，拓展其应用范围。为了达到上述目的，本发明的构思是首先，设计加权因子对M段归一化频谱进行加权积累，得到加权积累频谱矩阵，M为大于1的整数；其次，通过谱峰搜索加权积累频谱矩阵，获得最优加权积累频谱；然后，将最优加权积累频谱与M段归一化频谱的累加频谱进行相关运算，得到频域相关谱；最后，谱峰搜索频域相关谱，获得高精度的频率估计值。基于上述构思，本发明采用如下技术方案1、频率估计的一种多段平稳信号频域相关方法，适用对象为M段平稳信号，M为大于1的整数，每段信号的长度任意、频率恒定，且任意两段信号的频率差已知，该方法包括以下步骤1)构造归一化矩阵C对M段平稳信号的频谱分别进行归一化处理，得到M段归一化频谱；归一化矩阵C中第(m，a)处的元素C(m，a)由以下公式计算，C (m, a) = fA (a) +d (m)式中，m e [ 1，Μ]，fA表示一个序列，由待估频率&的取值范围fs。。pe线性等分(A-I) 份生成，A为大于1的整数，fscope = [fmin，fmax]，fA(a)表示fA中第a个元素，a e [1，A]； d (m)表示^11与X1间的频率差，Xffl表示M段平稳信号中第m段信号；归一化频谱由以下公式计算，
权利要求
1.频率估计的一种多段平稳信号频域相关方法，适用对象为M段平稳信号，M为大于 1的整数，每段信号的长度任意、频率恒定，且任意两段信号的频率差已知，该方法包括以下步骤1)构造归一化矩阵C对M段平稳信号的频谱分别进行归一化处理，得到M段归一化频谱；归一化矩阵C中第(m，a)处的元素C(m，a)由以下公式计算，
全文摘要
本发明涉及信号处理领域，特别是频率估计的一种多段平稳信号频域相关方法。适用对象为M段平稳信号，M为大于1的整数，每段信号的长度任意、频率恒定，且任意两段信号的频率差已知，本发明包括以下步骤首先，设计加权因子对M段归一化频谱进行加权积累，得到加权积累频谱矩阵；其次，通过谱峰搜索加权积累频谱矩阵，获得最优加权积累频谱；然后，将最优加权积累频谱与M段归一化频谱的累加频谱进行相关运算，得到频域相关谱；最后，谱峰搜索频域相关谱，获得高精度的频率估计值。本发明涉及的频率估计方法精度高、普适性好。
文档编号H04L27/00GK102215187SQ201110148729
公开日2011年10月12日 申请日期2011年6月3日 优先权日2011年6月3日
发明者刘良兵, 涂亚庆, 肖玮 申请人:刘良兵, 涂亚庆, 肖玮