一种功率谱密度估计的高效实现方法技术

本发明专利技术公开一种功率谱密度估计的高效实现方法，应用于通信数字信号处理领域，针对现有技术未能有效解决如何提高数据流功率谱估计的吞吐率，同时降低硬件资源消耗的问题，本发明专利技术采用两路并行FFT实现架构分别对奇数段与偶数段数据做频域变换；此外，采用移位的方式对FFT输出结果做归一化，不仅省掉了除法器的使用，而且减少了后续乘法器的计算量，降低了硬件资源的消耗，实现了时钟频率高达250MHz，吞吐率为250Msps的高效功率谱密度估计。

【技术实现步骤摘要】
一种功率谱密度估计的高效实现方法
本专利技术属于通信数字信号处理领域，特别涉及基于认知无线电或者非协作通信中的频谱感知、功率谱密度分析、信号盲检测以及参数盲估计技术。
技术介绍
功率谱估计有着极其广泛的应用，不仅在认识一个随机信号时，需要估计它的功率谱。它还被广泛地应用于语音、图像、光电等信号处理中。在信号处理的许多场所，要求预先知道信号的功率谱密度(或自相关函数)。例如，在最佳线性过滤问题中，要设计一个维纳滤波器就首先要求知道(或估计出)信号与噪声的功率谱密度(或自相关函数)。根据信号与噪声的功率谱才能设计出能够尽量不失真的重现信号，这是功率谱估计在信号处理中的一个重要用途。功率谱估计是数字信号处理的重要研究内容之一。经典功率谱估计主要包括周期图法和自相关法，但由于这两种方法的功率谱估计性能较差，便提出了周期图法的改进算法，及对其进行加窗、平均等修正。Welch法作为周期图法的改进算法，主要有如下两点修正：(1)将数据分段，并且分段数据可以重叠，这样每段数据之间的相关性将会减低，由此改善方差特性；(2)每段数据都乘以同一个窗函数，窗函本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种功率谱密度估计的高效实现方法，其特征在于，包括：/nS1、采用Welch算法将将长度为I的数据流均等分成L段，将这L段数据合并成奇数段与偶数段两部分；/nS2、记FFT的点数为N，取数据流前N点数据估计缩放因子；/nS3、分别对已对齐的奇数段与偶数段两部分数据进行加窗并做FFT变换；/nS4、根据步骤S2的缩放因子分别对步骤S3的输出奇数段与偶数段的结果进行移位处理；/nS5、对经步骤S4处理后的奇数段与偶数段的结果分别求平方后相加，得到信号幅度的平方；/nS6、根据步骤S5的信号幅度，计算功率谱估计值。/n

【技术特征摘要】
1.一种功率谱密度估计的高效实现方法，其特征在于，包括：
S1、采用Welch算法将将长度为I的数据流均等分成L段，将这L段数据合并成奇数段与偶数段两部分；
S2、记FFT的点数为N，取数据流前N点数据估计缩放因子；
S3、分别对已对齐的奇数段与偶数段两部分数据进行加窗并做FFT变换；
S4、根据步骤S2的缩放因子分别对步骤S3的输出奇数段与偶数段的结果进行移位处理；
S5、对经步骤S4处理后的奇数段与偶数段的结果分别求平方后相加，得到信号幅度的平方；
S6、根据步骤S5的信号幅度，计算功率谱估计值。


2.根据权利要求1所述的一种功率谱密度估计的高效实现方法，其特征在于，步骤S2具体为：
S21、取数据流前N点数据，加窗之后做FFT，分别计算FFT输出实部与虚部的绝对值，找到实部与虚部绝对值中的最大值；
S22、记FFT输出有符号定点数Kbits，其中小数Mbits，找出最大值非零最高位的位置P；如果M≤P≤K-1，则缩放因子s_factor为P-M；如果0≤...

【专利技术属性】
技术研发人员：叶辉，傅晓宇，白俊益，钟振祥，
申请(专利权)人：电子科技大学，
类型：发明
国别省市：四川;51