[發(fā)明專利]一種時間交錯的多諧波信號欠采樣方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201711434590.9
• 申請日: 2017-12-26
• 公開（公告）號: CN108132383B
• 公開（公告）日: 2020-12-29
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 付寧;黃國興;曹杰;喬立巖
• 申請（專利權(quán)）人: 哈爾濱工業(yè)大學
• 主分類號: G01R23/16
• 分類號: G01R23/16;G01R23/02
• 代理公司: 哈爾濱市松花江專利商標事務(wù)所 23109
• 代理人: 岳昕

1.一種時間交錯的多諧波信號欠采樣方法，所述方法包括以下步驟：

步驟一、多諧波信號y(t)經(jīng)過分流后，分別進入兩個時間交錯的并行采樣通道，分別為主采樣通道和時間交錯采樣通道，主采樣通道和時間交錯采樣通道均以采樣率f_s對多諧波信號進行均勻采樣，分別得到主采樣通道的采樣值和時間交錯采樣通道的采樣值，其中，f_s≤f_max，f_max為信號的最大頻率；

步驟二、從主采樣通道的采樣值中估計出頻率參數(shù)最小解和幅值參數(shù)；

步驟三、根據(jù)時間交錯采樣通道的采樣值和所述的頻率參數(shù)最小解利用參數(shù)聯(lián)合估計算法得到頻率參數(shù)估計值，從而以所述的頻率參數(shù)估計值實現(xiàn)對多諧波信號的采樣；

多諧波信號y(t)由K個頻率參數(shù)組成，表示為：

其中，f_k是信號的第k個頻率參數(shù)，c_k(c_k≠0,c_k∈C)是對應的信號復數(shù)幅值參數(shù)，T是信號的持續(xù)時間，0≤f_k＜f_max,t表示時間，C為常數(shù)；

主采樣通道的采樣值，表示為：

式中，n和N均為正整數(shù)，

時間交錯采樣通道的采樣值，表示為：

式中，n′和N′均為正整數(shù)，T_e為時間交錯采樣通道和主采樣通道相比錯開的采樣時間，0＜|T_e|≤1/f_max，T_s為采樣間隔，

其特征在于，步驟二中，從主采樣通道的采樣值中估計出頻率參數(shù)最小解和幅值參數(shù)的具體過程為：

利用Prony算法從N≥2K個連續(xù)的采樣值y[n],n＝0,1,…,N-1中，估計出2K個參數(shù)

其中，為頻率參數(shù)最小解，為幅值參數(shù)的估計值，

根據(jù)三角函數(shù)的周期性，能夠得到一組頻率參數(shù)f_k的估計值

式中，m_k為系數(shù)。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述一種時間交錯的多諧波信號欠采樣方法，其特征在于，步驟三中，根據(jù)時間交錯采樣通道的采樣值、所述的頻率參數(shù)最小解和參數(shù)聯(lián)合估計算法得到頻率參數(shù)估計值的具體過程為：

將步驟二估計的頻率參數(shù)最小解和幅值參數(shù)估計值代入到公式三中的時間交錯采樣通道的采樣值y_e[n′]中，得到：

式中，是已知的值，而b_k是系數(shù)，

利用時間交錯采樣通道獲取的N′＞K個連續(xù)的采樣值y_e[n′],n′＝0,1,…,N′-1，采用參數(shù)聯(lián)合估計算法能夠確認頻率參數(shù)f_k的估計值

3.根據(jù)權(quán)利要求2所述一種時間交錯的多諧波信號欠采樣方法，其特征在于，系數(shù)b_k的獲得過程為：

步驟1、構(gòu)造時間交錯采樣樣本向量：時間交錯采樣通道獲取的N′＞K個連續(xù)的采樣值y_e[n′],n′＝0,1,…,N′-1組成大小為N′×1的列向量：

y_e＝[y_e[0],y_e[1],…y_e[N′-1]]^T 公式六，

步驟2、構(gòu)造范德蒙德矩陣：

當沒有鏡像頻率混疊，如果N′≥K，范德蒙德矩陣V是滿秩的；

步驟3、構(gòu)造對角陣：

由于該對角矩陣A是可逆的；

步驟4、根據(jù)公式：

從而得到系數(shù)b_k的估計值