[發明專利]一種基于頻譜匹配的短樣本低頻正弦信號參數估計方法

有效

• 申請號: 202110049173.2
• 申請日: 2021-01-14
• 公開（公告）號: CN112883787B
• 公開（公告）日: 2022-09-06
• 發明（設計）人: 王魁;涂亞慶;郭凌;閆華;蘇永東
• 申請（專利權）人: 中國人民解放軍陸軍勤務學院
• 主分類號: G06K9/00
• 分類號: G06K9/00
• 代理公司: 重慶千石專利代理事務所(普通合伙) 50259
• 代理人: 蔡春儒

1.一種基于頻譜匹配的短樣本低頻正弦信號參數估計方法，其特征在于，所述方法步驟為：①根據信號頻率大致范圍合理設定頻率估計初始值ω₀；②計算信號的線性預測自相關函數R(k)并求得其在ω₀處的一階泰勒展開式T(k)；③基于最小二乘準則使得R(k)與T(k)誤差最小化，計算ω₀的估計誤差并進行誤差校正后得到粗頻率估計值ω₁；④基于頻譜匹配思想進行迭代計算，對于第i次迭代：首先基于前次迭代得到的頻率估計值ω_i通過頻譜匹配求解信號復振幅F_i，然后根據傅里葉變換定義計算φ＝π/N時的兩處細化頻譜S_+φ和S_-φ，并通過二分法進行誤差校正得到第i次迭代對應的頻率估計值ω_i+1；⑤經過共Q次迭代運算，利用第Q次迭代計算結果ω_Q+1和F_Q獲得信號頻率、幅度和初相位估計值；

所述步驟④中頻譜匹配思想具體內容為：首先對含噪信號樣本x(n)進行頻譜搬移得到頻移信號其中ω_c表示頻移分量，通過調整ω_c可使x_m(n)的絕大部分正頻率或負頻率分量近似為0，可直接令ω_c＝ω_i；然后取整數q＝round(Nω_i/π)，同時定義其中N表示信號樣本數量，也即信號長度，則根據頻譜匹配思想得到的信號復振幅F_i的計算式為：

2.根據權利要求1所述方法，其特征在于，所述步驟③中基于最小二乘準則進行誤差最小化的具體內容為：首先，根據最小二乘準則基于R(k)和T(k)構造誤差函數其中c為任意常數，Δω₀表示ω₀對應的估計誤差，L為R(k)和T(k)的序列長度；然后通過求導得到Δω₀的估計值最后進行誤差校正，得到

3.根據權利要求1所述方法，其特征在于，所述步驟①中頻率估計初始值ω₀的設定通常介于0.6π/N至1.6π/N之間。