基于重采样信号分量PPS高阶参数的计算方法技术

本发明专利技术的基于重采样信号分量PPS高阶参数的计算方法，属于信号处理技术领域，特别涉及多项式相位信号的参数估计方法。本发明专利技术对多项式相位信号在特定的位置上进行内插，从而得到四个内插数字信号分量。将四个信号分量点乘以后，对其数字频率进行估计。最后用原信号的采样间隔，采样点数，和数字频率估计量计算出原信号的最高阶参数的估计值。本发明专利技术的算法复杂度低，与同类算法相比，均方误差值相同或更低，性能良好。性能良好。性能良好。

【技术实现步骤摘要】
基于重采样信号分量PPS高阶参数的计算方法


[0001]本专利技术属于信号处理方法的
，尤其涉及一种基于重采样信号分量PPS高阶参数的计算方法。

技术介绍

[0002]多项式相位信号模型(Polynomial phase signal PPS)常被应用在雷达，声呐，通信和语音信号处理等领域。例如，在雷达对空域目标的探测领域中，多项式相位信号信号模型可以表示机动目标的中频回波；在雷达成像领域中，多个多项式相位信号叠加也可以表示ISAR目标的多散射点的回波信号。通过对多项式相位信号的参数估计，可以获悉雷达目标的各阶运动参数。白噪声中的R阶多项式信号模型可以写为
[0003][0004]其中w为复高斯白噪声，R为多项式相位信号的阶数，Δ为信号采样间隔，b0为信号幅度，{a0,a1,a2,...,a
R
}为信号的参数，且为实数。
[0005]早在19世纪60年代，最大似然被用来估计多项式相位信号的各阶参数，虽然这种估计方法的均方误差可以达到理论下界，然而这种估计方法用到了多维参数的搜索，具有很高的算法复杂度。为了降低复杂度，一类基于信号非线性变换的方法被用来避免多维搜索。其中典型方法是基于高阶模糊函数(High
‑
order ambiguity function HAF)的参数估计法。这种方法采用了相位差分(Phase differentiation)技术，通过使用多重相位差分算子，可以将多项式相位信号的阶数降至1，然后使用快速傅里叶变换和一维搜索即可完成参数估计。这类方法虽然复杂度较低，但是多重相位差分算子大大提高了信噪比门限。
[0006]作为另一种非线性变换类的估计方法，基于立方相位函数(Cubic phase function CPF)的参数估计方法相比于基于高阶模糊函数的方法有着更低的非线性性，因此在低信噪比的情况下的估计精度更高。例如基于混合CPF
‑
HAF函数的估计方法相比于HAF的信噪比门限更低。然而在估计高阶PPS的参数时，混合CPF
‑
HAF函数的非线性性随着信号的阶数成指数型增长。
[0007]另外，准最大似然估计法(Quasi
‑
maximum likelihood)及其衍生算法也有着良好的估计性能。这种方法利用了短时傅里叶变换对噪声的鲁棒性大大降低了信噪比门限，然而多维度的短时傅里叶变换使得算法的复杂性相对基于信号非线性变换的方法较高。
[0008]有鉴于此，特提出本专利技术。

技术实现思路

[0009]本专利技术的目的在于提供一种基于重采样信号分量PPS高阶参数的计算方法，解决现有的方法估算采样信号分量的高阶参数计算复杂，致使计算量较大的技术问题。本案的技术方案有诸多技术有益效果，见下文介绍：
[0010]提供一种基于重采样信号分量PPS高阶参数的计算方法，所述方法包括：
[0011]对长度为N的四阶多项式相位信号x(n)进行快速傅里叶变换得到频域信号X(n
f
)，其中，n为离散信号x(n)采样点下标，n＝0,1,...,N
‑
1；n
f
为离散信号X(n
f
)的采样点下标，n
f
＝0,1,...,N
‑
1；
[0012]在X(n
f
)后进行预设位数的补零；
[0013]补零后的所述频域信号X(n
f
)序列的进行逆傅里叶变换，得到频域补零内插序列x
′
(n)，其中，n为离散信号x
′
(n)的采样点下标，且n＝0,1,...,16N
‑
1；
[0014]确定频域信号X(n
f
)的采样点中的多个插入点，并运用拉格朗日内插法计算信号分量的采样点；
[0015]确定插入后的每个所述采样点完整的信号分量；
[0016]多个所述将信号分量的采样点对应依次相乘，得到序列s(m)；
[0017]基于快速傅里叶变换的谱估计方法，得到序列s(m)数字频率的估计值确定四阶多项式相位信号的最高阶参数估计值。
[0018]在一个优选或可选的实施方式中，设置4个内插点，内插位置表达式分别为：
[0019][0020][0021][0022][0023]在一个优选或可选的实施方式中，确定所述完整的信号分量的方法包括：
[0024]另m＝1,2,3......N,n＝1,...,N,得到完整的信号分量s1(m)，s2(m)，s3(m)和s4(m)；
[0025]所述完整的信号分量s1(m)，s2(m)，s3(m)和s4(m)的采样点对应相乘得到序列s(m)
[0026]在一个优选或可选的实施方式中，确定四阶多项式相位信号的最高阶参数估计值的方法包括：
[0027]按照计算四阶多项式相位信号的最高阶参数估计值。
[0028]与现有技术相比，本专利技术提供的技术方案包括以下有益效果：
[0029]本专利技术对多项式相位信号在特定的位置上进行内插，从而得到四个内插数字信号分量。将四个信号分量点乘以后，对其数字频率进行估计。最后用原信号的采样间隔，采样点数，和数字频率估计量计算出原信号的最高阶参数的估计值。本专利技术的算法复杂度低，与同类算法相比，均方误差值相同或更低，性能良好。
附图说明
[0030]为了更清楚地说明本专利技术实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现
有技术描述中所需使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本专利技术的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
[0031]图1为本专利技术四阶PPS高阶参数估计方法的流程图；
[0032]图2为四阶PPS高阶参数估计方法估算结果的对比图。
具体实施方式
[0033]以下通过特定的具体实例说明本专利技术的实施方式，本领域技术人员可由本说明书所揭露的内容轻易地了解本专利技术的其他优点与功效。显然，所描述的实施例仅仅是本专利技术一部分实施例，而不是全部的实施例。本专利技术还可以通过另外不同的具体实施方式加以实施或应用，本说明书中的各项细节也可以基于不同观点与应用，在没有背离本专利技术的精神下进行各种修饰或改变。需说明的是，在不冲突的情况下，以下实施例及实施例中的特征可以相互组合。基于本专利技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本专利技术保护的范围。
[0034]需要说明的是，下文描述在所附权利要求书的范围内的实施例的各种方面。应显而易见，本文中所描述的方面可体现于广泛多种形式中，且本文中所描述的任何特定结构及/或功能仅为说明性的。基于本专利技术，所属领域的技术人员应了解，本文中所描述的一个方面可与任何其它方面独立地实施，且可以各种方式组合这些方面中的两者或两者以上。举例来说，可使用本文中所阐本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种基于重采样信号分量PPS高阶参数的计算方法，其特征在于，所述方法包括：对长度为N的四阶多项式相位信号x(n)进行快速傅里叶变换得到频域信号X(n
f
)，其中，n为离散信号x(n)采样点下标，n＝0,1,...,N
‑
1；n
f
为离散信号X(n
f
)的采样点下标，n
f
＝0,1,...,N
‑
1；在X(n
f
)后进行预设位数的补零；补零后的所述频域信号X(n
f
)序列的进行逆傅里叶变换，得到频域补零内插序列x
′
(n)，其中，n为离散信号x
′
(n)的采样点下标，且n＝0,1,...,16N
‑
1；确定频域信号X(n
f
)的采样点中的多个插入点，并运用拉格朗日内插法计算信号分量的采样点；确定插入后的每个所述...

【专利技术属性】
技术研发人员：曹润清，黄立桓，花飞，赵谦，张磊，
申请(专利权)人：中国航空工业集团公司西安航空计算技术研究所，
类型：发明
国别省市：