[發(fā)明專利]基于小波包去噪和功率譜熵的線性調(diào)頻信號參數(shù)估計(jì)方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201110336558.3
• 申請日: 2011-10-31
• 公開（公告）號: CN102508206A
• 公開（公告）日: 2012-06-20
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 李一兵;葛娟;林云;葉方;李靖超;楊蕊;李一晨;田雪宜
• 申請（專利權(quán)）人: 哈爾濱工程大學(xué)
• 主分類號: G01S7/02
• 分類號: G01S7/02
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

1.基于小波包去噪和功率譜熵的線性調(diào)頻信號參數(shù)估計(jì)方法，其特征是：

(1)線性調(diào)頻信號即LFM信號為：

其中f₀為信號的中心頻率，k為信號的調(diào)頻斜率，x(t)表示LFM信號，

在工程的實(shí)現(xiàn)中所使用的LFM信號都是有限長的：

x(t)=Arect(tT)exp[j(2πf0t+12kt2)]]]>

rect(tT)=1,|t|≤T/20,|t|≥T/2,]]>

有限長的LFM信號的包絡(luò)為一矩形函數(shù)，A為矩形函數(shù)的幅度，矩形函數(shù)時(shí)寬為T，帶寬k＝B/T，B為信號帶寬，時(shí)寬帶寬積D＝kt²，瞬時(shí)頻率ω(t)與時(shí)間呈線性變換關(guān)系：

ω(t)＝2πf₀+kt，

對信號進(jìn)行多尺度小波包去噪，確定小波包函數(shù)和小波包分解層數(shù)，得到去噪信號x′(t)：

對接收的信號進(jìn)行小波包分解，小波包分解的層數(shù)為j，將原始含噪信號分解為一系列低頻分量x₂，x₄，....，x_2n高頻分量x₁，x₃，....，x_2n-1，x_2n和表示第n次分解得到的高頻分量，x_2n-1表示第n次分解得到的高頻分量，

xnj(k)=Σmh0(m-2k)x2n(j+1)(m)+Σmh1(m-2k)x2n-1(j+1)(m),]]>

h0和h1分別為低通和高通濾波器，m為濾波器系數(shù)，表示第j層小波包系數(shù)序列，表示第(j+1)層的低頻小波系數(shù)，為第(j+1)層的高頻小波系數(shù)，

對分解得到的高頻小波包系數(shù)x_2n-1用經(jīng)典的硬閾值函數(shù)進(jìn)行處理：

x^2n-1=x2n-1,|x2n-1|≥T0,|x2n-1|≥T,]]>T為設(shè)定的閾值，為閾值函數(shù)處理后的高頻小波包系數(shù)，

對低頻分量x_2n進(jìn)行處理：

x·2n=x2n|x2n|≥Tsign(x2n)·|x2n|γTγ-1|x2n|<T,]]>T為設(shè)定的閾值，為閾值函數(shù)處理后的低頻小波包系數(shù)，

最后對經(jīng)去噪的系數(shù)進(jìn)行重構(gòu)：

xnj(k)=Σmh0(m-2k)′x·2n(j+1)(m)+Σmh1(m-2k)′x·2n-1(j+1)(m),]]>其中h′₀、h′₁分別是h₀、h₁的對偶濾波器；

(2)計(jì)算經(jīng)小波包去噪后的信號的功率譜熵H_f，并建立不同信噪比條件下，不同調(diào)頻斜率的線性調(diào)頻信號的熵特征數(shù)據(jù)庫：

對于離散信號序列{x_i，i＝1，2，·，N}，其功率譜估計(jì)的定義式為：

X(ω)為序列x_i的傅里葉變換，需要用FFT實(shí)現(xiàn)得到離散傅里葉變換X(j)和功率譜S(j)，j＝1，2，…N，功率譜熵定義為：

Hf=-Σj=1Npjlnpj,]]>pj=S(j)Σj=1NS(j)S(j),]]>

p_j為第j個(gè)功率譜在整個(gè)譜中所占的比例份額，H_f表示功率譜熵，

通過計(jì)算不同信噪比條件下，不同調(diào)頻斜率的線性調(diào)頻信號的熵值H_f，得到相應(yīng)的特征數(shù)據(jù)庫；

(3)對得到的離散熵特征數(shù)據(jù)進(jìn)行插值運(yùn)算：

經(jīng)過計(jì)算功率譜熵，得到一些列離散點(diǎn)調(diào)頻斜率的LFM信號的功率譜熵，然后對這些數(shù)據(jù)點(diǎn)進(jìn)行擬合，得到輸入熵特征值x與調(diào)頻斜率y對應(yīng)的關(guān)系表達(dá)式y(tǒng)＝f(x)；

(4)對插值后的曲線擬合，得到不同信噪比下線性調(diào)頻信號調(diào)頻斜率與輸入熵特征的關(guān)系表達(dá)式y(tǒng)＝f(x)；

(5)利用擬合好的表達(dá)式y(tǒng)＝f(x)估計(jì)接收機(jī)接收到的LFM信號的調(diào)頻斜率

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于小波包去噪和功率譜熵的線性調(diào)頻信號參數(shù)估計(jì)方法，其特征是：對離散熵特征數(shù)據(jù)進(jìn)行插值運(yùn)算時(shí)，采用三次樣條插值的方法。