基于双通道欠采样的非理想多阻尼谐波信号参数测量方法技术

一种基于双通道欠采样的非理想多阻尼谐波信号参数测量方法，包含两个采样通道，为了防止频率混叠和镜像频率模糊现象的出现，在两个采样通道之间用一条反馈通道连接，该方法能从非理想的K谐波MEDS信号中以仅4K个样本恢复信号参数，也适用于K未知的情况。相对于现有技术的方法，本发明专利技术方法具有较高的重构精度和对噪声的鲁棒性。

【技术实现步骤摘要】
基于双通道欠采样的非理想多阻尼谐波信号参数测量方法
本专利技术属于信号处理
，具体涉及一种基于双通道欠采样的非理想多阻尼谐波信号参数测量方法。
技术介绍
多阻尼谐波信号(MultipleExponentiallyDampedSinusoids，MEDS)的参数估计是核磁共振成像、线性系统识别、语音分析和瞬态分析等领域中经常出现的问题。相关的问题包括根据经验生成的时间序列数据的极点零建模，因为线性稳定有理模型的脉冲响应是由指数阻尼正弦曲线组成的。大量研究人员提出了基于奈奎斯特采样理论的参数估计方法。Fotinea等人提出了一种光谱估计的状态空间方法，该方法在利用全部可用数据集的同时执行因子2抽取。Chen等人提出了一种基于子空间的参数估计器，它在估计指数衰减正弦信号和的参数方面是有效和准确的。但是，根据奈奎斯特采样定理，上述系统需要满足采样速率是信号带宽的两倍。因此，对于宽带信号，这些系统面临着共同的问题，即不仅需要很高的采样速率，还需要繁杂的处理才能完成参数估计。连续时间MEDS信号一般是由多个阻尼复指数信号的线性组合构成的，但是本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种基于双通道欠采样的非理想多阻尼谐波信号参数测量方法，其特征在于，所述方法包括以下步骤：/n步骤一，初始化生成非理想MEDS信号，信号具有如下形式：/n

【技术特征摘要】
1.一种基于双通道欠采样的非理想多阻尼谐波信号参数测量方法，其特征在于，所述方法包括以下步骤：
步骤一，初始化生成非理想MEDS信号，信号具有如下形式：



其中，t∈(0,T)，ck(k＝1,2,…K)是复振幅，sk＝rk+j2πfk是复频率，k＝1,2,…K，rk是阻尼因子，fk是极点频率，K为未知的频率分量个数，σ(t)是模型匹配误差信号，由于真实信号与MEDS信号不能完全匹配，在模型中引入了模型匹配误差信号σ(t)；
步骤二，控制信号控制开关，从而将MEDS信号进行分流，首先通过控制信号将控制开关拨置主采样通道所在支路，此时，主采样通道对所得分流MEDS信号进行采样，然后再通过控制信号将控制开关拨置副采样通道所在支路，此时，副采样通道对所得分流MEDS信号进行采样；
步骤三，控制信号将开关拨置主采样通道所在支路，主采样通道对所得分流MEDS信号进行采样，采样时钟CLK1对分流信号进行均匀采样，采样率为fs，采样值表示如下：



其中，K为未知的分量个数，ck表示复振幅，sk＝rk+j2πfk表示复频率，rk表示阻尼因子，fk表示极点频率，m∈Z+，σ[n]表示σ(t)被时钟CLK1采样后的样本值；
步骤四，建立优化模型，降低模型匹配误差的影响，由于分量个数K未知且模型匹配误差σ(t)≠0，通过最小化σ(t)的能量来找到最优的分量K和最优的参数
步骤五，将采样值x[n]输入到振幅和频率分量个数的最优估计算法，从而得到最优的K及P(P≤K)表示超过阈值的有效估计值的个数；
步骤六，将参数估计值输入到反馈采样速率生成器模块，计算副采样通道的采样速率f′s，且f′s满足下式：



其中，a,b∈{0,1,…,K-1}，m∈{-(2Q-2),-(2Q-3),…,2Q-2}，fs是采样速率，0＜fs＜fmax，fmax为信号频率上限，当采样值被噪声干扰时，为了提高方法的鲁棒性，反馈采样速率生成器模块产生的采样速率f′s需要满足下式：



其中，rem{(·),1}表示(·)除以1后的余数，ε表示由噪声强度决定的一个阈值；
步骤七，控制信号将开关拨置副采样通道，副采样通道对所得分流信号进行采样，采样时钟CLK2对信号进行均匀采样，采样率为f′s，采样值表示如下：



其中，c′k为复振幅，T′s＝1/f′s为采样周期，σ[n′]＝σ[n′T′s]为模型匹配误差信号的采样值，n′＝0,1,…,N′-1，然后运行振幅和频率分量个数的最优估计算法，采样值x′[n′]经过该算法，得到估计值
步骤八，将参数估计值和输入到联合估计参数算法中，复频率和复振幅用和联合估计得到。


2.如权利要求1所述的基于双通道欠采样的非理想多阻尼谐波信号参数测量方法，其特征在于，所述步骤四的过程如下：
步骤4.1，建立的优化模型表示如下：



由于(3)...

【专利技术属性】
技术研发人员：黄国兴，倪安，卢为党，彭宏，张昱，
申请(专利权)人：浙江工业大学，
类型：发明
国别省市：浙江;33