[發(fā)明專利]一種多分量多項式相位信號的分離方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201810261768.2
• 申請日: 2018-03-28
• 公開（公告）號: CN108646091B
• 公開（公告）日: 2020-06-30
• 發(fā)明（設計）人: 邵杰;程永亮;張頤婷;張善章;劉姝
• 申請（專利權）人: 南京航空航天大學
• 主分類號: G01R23/02
• 分類號: G01R23/02;G01R23/16
• 代理公司: 南京經緯專利商標代理有限公司 32200
• 代理人: 葛瀟敏

本發(fā)明公開一種多分量多項式相位信號的分離方法，步驟是：步驟A，準備待檢測處理的分量個數為NUM的多分量多項式相位信號，該信號以采樣間隔1/f_s進行離散化，得到s(n),1≤n≤N；步驟B，令ss(n)＝s(n)，number＝1；步驟C，用時頻分析方法計算信號ss(n)的時頻分布TFR(t,f)；步驟D，對信號的時頻分布通過二維峰值搜索算法進行脊線提取，獲得相位多項式信號的瞬時頻率向量IF；步驟E，對步驟D獲得的相位多項式信號瞬時頻率向量IF進行解調頻和濾波；步驟F，修正平滑后的瞬時頻率向量F_smooth(n)，得到最終的輸出瞬時頻率向量IF_Out(n)；步驟G，將信號ss(n)減去已提取出的分量Out_ss(n)，得到新的ss(n)；number＝number+1；如果number≤NUM，跳轉至步驟C；否則，分離程序結束。此種方法能夠克服傳統(tǒng)的分離方法不能在多分量下有效分離多項式相位信號的問題。

技術領域

本發(fā)明涉及一種多項式相位信號模型，特別涉及一種基于時頻分布的多分量多項式相位信號分離方法。

背景技術

多分量多項式相位信號的分離方法能夠很好地實現(xiàn)在時-頻平面上存在交點信號之間的分離，也能實現(xiàn)只在一段時間內存在的相位信號的分離。

多項式相位信號具有非平穩(wěn)的特性，在自然界或無線通信、雷達、地震、生物醫(yī)學等領域有廣泛的應用。多項式相位信號可分為單分量、多分量、高信噪比、低信噪比等情況。單分量和高信噪比前提下的多項式相位信號分析具有較完善的理論，但是這樣的傳統(tǒng)分析理論不適用于多分量、低信噪比和非高斯噪聲環(huán)境下的相位信號分離。因此這方面的研究具有現(xiàn)實意義。

B.Barkat和K.Abed-Meraim首先在《Algorithms for Blind ComponentsSeparation and Extraction from the Time-Frequency Distribution of TheirMixture》中估計了分量的個數、進行分量分離，然后進行脊提取和脊路徑重組，并使用一個給定的混合信號的無交叉項TFD來分離所有的分量。李宏坤在《基于時頻分布的欠定信號盲分離與微弱特征提取》中基于時頻分析的盲源分離方法，結合時頻分析對非平穩(wěn)信號分析的優(yōu)勢進行分離。向強等在《基于線性正則變換的時頻信號分離方法》中把在時頻面互不重疊，但在時域和頻域均存在較強耦合的多分量合成信號進行分離。上述方法中，當信號的相位多項式階數較高或信號分量數目較多時，會存在過多的交叉項干擾，因此具有一定的局限性。

發(fā)明內容

本發(fā)明的目的，在于提供一種多分量多項式相位信號的分離方法，能夠克服傳統(tǒng)的分離方法不能在多分量下有效分離多項式相位信號的問題。

為了達成上述目的，本發(fā)明的解決方案是：

一種多分量多項式相位信號的分離方法，包括如下步驟：

步驟A，準備待檢測處理的分量個數為NUM的多分量多項式相位信號，該信號以采樣間隔1/f_s進行離散化，得到s(n),1≤n≤N，其中，f_s為采樣頻率，N為數據長度；

步驟B，令ss(n)＝s(n)，number＝1；

步驟C，用時頻分析方法計算信號ss(n)的時頻分布TFR(t,f)，其中，t為時頻分布時間方向上的矢量，長度為N；f為時頻分布頻率方向上的矢量，長度為M，M為進行時頻分析時FFT變換的頻率點數；

步驟D，對信號的時頻分布通過二維峰值搜索算法進行脊線提取，獲得相位多項式信號的瞬時頻率向量IF；

步驟E，對步驟D獲得的相位多項式信號瞬時頻率向量IF進行解調頻和濾波；

步驟F，修正平滑后的瞬時頻率向量F_smooth(n)，得到最終的輸出瞬時頻率向量IF_Out(n)；