The invention discloses a multi harmonic signal undersampling method and system based on feedback structure, and relates to the field of communication signal processing. The multi harmonic signal undersampling system based on feedback structure consists of two serial sampling channels: the main sampling channel and the feedback sampling channel. For the multi harmonic signal of K frequency component, after the main sampling channel obtains the 2K sample, the Prony algorithm is used to estimate the possible combination of the frequency parameters and the amplitude parameters. The sampling rate of the feedback channel is generated according to the estimated results. After the feedback sampling channel obtains the 2K samples, the Prony algorithm is also used to estimate the frequency parameters and amplitude parameters. The combination of the possible solutions is used to determine the frequency and amplitude parameters of the signals jointly by the estimation results of the two channels. The invention only needs 4K samples to solve the aliasing problem of frequency aliasing and image frequency, and the parameter estimation accuracy is high and the robustness is strong. One
【技术实现步骤摘要】
基于反馈结构的多谐波信号欠采样方法及系统
本专利技术属于通信信号处理领域,尤其涉及一种基于反馈结构的多谐波信号欠采样方法及系统。
技术介绍
多谐波信号是一种在实际生活中被广泛使用的信号,经常用在音频、通讯和电力系统中。根据奈奎斯特采样定理我们可知,为了从采样样本中完全重建模拟信号,采样率必须大于或等于信号带宽的两倍。随着多谐波信号带宽的逐步增加,采样设备的压力也随之增大。因而,奈奎斯特(Nyqiust)采样定理逐渐成为多谐波信号采样系统设计的瓶颈,制约着信号处理技术的发展。多谐波信号是一种可以由有限数量的参数来表征的信号,即频率和幅值参数。对于一个由K个频率成份组成的多谐波信号,可以表示为:其中,fk表示信号的第k个频率成份,表示对应的信号复数幅值参数,T表示信号的持续时间,e表示自然对数的底数,j表示虚数单位。假设信号的最大频率为fmax,即0≤fk<fmax,由于多谐波信号y(t)可以由一组频率和幅值参数唯一确定,该信号在时间[0,T)内的自由度为2K。如果以fs的采样率对信号y(t)进行均匀采样,那么采集到的样本可以表示为:其中,fs表示主采样率,N表示采集到的样本数,Z表示整数。当采样率满足Nyquist采样定理,即当fs≥fmax时,参数可以利用谱估计方法唯一确定。然而,当采样率不满足Nyquist采样定理,即当fs<fmax时,将会导致频率混叠问题。根据三角函数的周期性,对于每一个估计频率参数能够得到一组可能解:其中,表示满足公式(a2)的最小可能解,mk表示整数。当信号主采样率fs满足这种特殊情况时,由于频率参数f ...
【技术保护点】
1.一种基于反馈结构的多谐波信号欠采样方法,其特征在于,包括下述步骤:
【技术特征摘要】
1.一种基于反馈结构的多谐波信号欠采样方法,其特征在于,包括下述步骤:S1.主采样通道与信号发送单元连接,以对所述信号发送单元发送的多谐波信号进行低速采样获取主采样样本,根据普罗尼算法估计主采样频率参数和主采样幅值参数的主采样可能解组合;S2.根据估计的主频率参数集生成反馈采样率,及切换控制信号,所述信号发送单元根据所述切换控制信号断开与所述主采样通道的连接,与反馈采样通道连接;S3.所述反馈采样通道根据所述反馈采样率对所述多谐波信号进行低速采样获取反馈采样样本,采用普罗尼算法估计反馈频率参数和反馈幅值参数的反馈可能解组合;S4.根据所述主采样可能解组合和所述反馈可能解组合联合获取信号的估计频率和估计幅值参数。2.根据权利要求1所述的基于反馈结构的多谐波信号欠采样方法,其特征在于,在所述步骤S2中,所述反馈采样率fs′满足:其中,rem((·),1)表示(·)除以1后的余数,ε表示由噪声强度决定的阈值,fa和fb均表示频率参数a,b∈{0,1,…,K-1},K表示信号的谐波个数,fs表示主采样率,m表示整数。3.根据权利要求1所述的基于反馈结构的多谐波信号欠采样方法,其特征在于,在所述步骤S4中获取信号的估计频率和估计幅值参数的过程为:S41.计算所述主采样通道估计的主采样频率参数可能解:S42.计算所述反馈采样通道估计的反馈采样频率参数可能解:S43.根据主采样频率参数可能解和反馈采样频率参数可能解确定真实的估计频率参数;S44.根据真实的频率参数构造复指数序列:S45.根据复指数序列中的索引集确定真实的估计幅值参数。4.一种基于反馈结构的多...
【专利技术属性】
技术研发人员:付宁,黄国兴,曹杰,乔立岩,
申请(专利权)人:哈尔滨工业大学,
类型:发明
国别省市:黑龙江,23
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