[發明專利]一種正弦波頻率估計結果的誤差校驗方法

有效

• 申請號: 201610843248.3
• 申請日: 2016-09-22
• 公開（公告）號: CN106646400B
• 公開（公告）日: 2019-03-26
• 發明（設計）人: 胡國兵;姜志鵬;袁迎春;陳正宇;李岳衡;孫健;楊莉;桑倩
• 申請（專利權）人: 金陵科技學院
• 主分類號: G01S7/40
• 分類號: G01S7/40;G01S7/52
• 代理公司: 南京鐘山專利代理有限公司 32252
• 代理人: 戴朝榮

本發明提供了一種正弦波頻率估計結果的誤差校驗方法，包括誤差檢驗模型建立、參考信號建立、誤差檢驗特征提取、誤差校驗四個環節，可在無信號參數及噪聲方差信息的條件下，有效完成對正弦波頻率估計結果的誤差校驗，方法簡單有效，對于提高雷達情報分析結果的可靠性與有效性具有重要的理論價值與實踐意義。

技術領域

本發明屬于信號處理領域，具體涉及一種正弦波頻率估計結果的誤差校驗方法。

背景技術

正弦波頻率估計是雷達、聲納及通信信號處理中的經典課題，通過對正弦波的頻率估計可以實現復雜調制信號的識別、解調等任務。在非協作條件下，即接收端信號參數的先驗信息時，對用戶而言，對單次頻率估計結果的誤差估計大小的判斷(或稱校驗)具有實際工程意義，這一問題稱為正弦波頻率估計結果的可信性評估。原因在于，若獲得單次頻率估計誤差結果可信性與否的信息，可以根據這個結果，決定是否將其用于后續的信號處理環節中，既可以節省處理資源，也可進一步提高整個信號處理環節的可靠性與有效性。

目前關于這一問題的解決方案較少，主要有LMP檢驗法、CI不等式檢驗法及線性回歸失擬檢驗法三種。三種方法的基本思想相似，都是先利用頻率估計的結果構造參考信號，然后將參考信號與原始信號作相關累加，根據相關累加函數的統計特征對頻率估計結果的可信性與否作出判決。前兩種方法所用的統計量均是相關累加模值，通過參數差異進行判決，前者的判決是基于LMP準則，后者是基于CI不等式，兩種方法性能相當；后一種方法則是利用相關累加曲線的線性特征，通過檢驗其線性回歸是否失擬來校驗正弦叔頻率估計結果的可信性與否。總的來看，三種現有的方法具有一定的有效性，但都要對噪聲方差或信噪比進行估計，特別是線性回歸失擬法，還需對相關累加模值序列進行聚類處理，檢驗過程較為復雜。

發明內容

本發明的針對現有技術中的不足，提供一種正弦波頻率估計結果的誤差校驗方法。

為實現上述目的，本發明采用以下技術方案：

一種正弦波頻率估計結果的誤差校驗方法，其特征在于，包括如下步驟：

1)建立誤差檢驗模型：假設收到的帶噪正弦波信號經N點離散采樣后為：

r(n)＝Aexp[-j(2πf₀nΔt+θ)]+w(n),0≤n≤N-1

其中A為信號幅度，j為虛數單位，f₀為信號頻率，Δt為離散采樣間隔，θ為初相位，w(n)為復離散高斯白噪聲過程；

記量化頻率為ΔF，頻率估計值為頻率估計的絕對誤差頻率誤差因子α＝Δf/ΔF,0≤α≤1，則定義正弦波頻率估計結果的誤差檢驗模型為：其中H₀代表頻率估計的絕對誤差不大于量化頻率的四分之一，H₁代表頻率估計的絕對誤差大于量化頻率的四分之一；

2)建立參考信號模型：

3)提取誤差檢驗特征，以全長度相關累加模值與半長度相關累加模值的比值作為特征量；

4)將特征量與門限比值相比較，進行正弦波頻率估計結果的誤差校驗。

為優化上述技術方案，采取的具體措施還包括：

步驟3)中，將帶噪正弦波信號r(n)與參考信號y(n)作相關累加并取模值，得到：

其中，m為樣本序號，為相關累加后的信號部分，w₀(n)為相關累加后的噪聲分量；

定義特征量

步驟4)中，在不考慮噪聲時：

則比值