[发明专利]一种分数域中低运算复杂度的最优阶数搜索的装置和方法

说明书

一种分数域中低运算复杂度的最优阶数搜索的装置和方法，属于通信技术领域。包括一种分数域中低运算复杂度的最优阶数搜索的装置，简称本装置，以及一种分数域中低运算复杂度的最优阶数搜索的方法。具体为：步骤1初始化单元初始化测量精度值，设置k＝1时刻的采样点数和步进；步骤2：计算单元计算k时刻采样点数时不同阶数下的能量集中度；步骤3：搜索单元搜索步骤2输出的能量集中度的极值得到最优阶数；步骤4：转换单元转换k+1时刻采样点数下的最优阶数；步骤5：确定单元确定k+1时刻采样点数下的阶数搜索区间；步骤6：判断k时刻采样点数的测量精度值是否达到要求，并决定是否完成本方法。本发明可用于啁啾信号的啁啾系数和光纤传输系统中色散的精准测量。

技术领域

本发明涉及一种分数域中低运算复杂度的最优阶数搜索的装置和方法，属于通信技术领域。

背景技术

分数阶傅里叶变换是傅里叶变换的一种广义形式，是信号处理领域中的一种非常有潜力的时频分析工具。其可以解释为信号在时频平面内，坐标轴绕原点逆时针旋转任意角度后构成的分数阶傅里叶域上的表示方法。

分数阶傅立叶变换是将信号在一组正交的啁啾信号上展开，因此分数阶傅里叶变换可以应用于非平稳信号处理，并且当在最优阶数下，啁啾信号在分数域中将有很好的聚集性，该性质对于啁啾信号的检测和参数估计十分有用。

当前主要通过搜索技术来寻找分数域中的最优阶数，将信号在不同阶数下进行分数阶傅里叶变换后，根据最优阶数下能量压缩程度最大，搜索出最优阶数，并且当搜索的采样点数多，步进小时，得到的测量结果更加接近真实值，提高了测量精度，然而，随着采样点数的增多和步进的减小，寻找最优阶数的运算复杂度逐渐增大，使得分数阶傅里叶变换的应用具有局限性。

上述已有的搜索技术虽然能够得到分数域最优阶数，然而，在采样点数多，步进小的情况下，运算复杂度性能的改进还存在很大空间。本发明的目的是致力于解决上述提高测量精度后运算复杂度大的技术缺陷，提出一种分数域中低运算复杂度的最优阶数搜索的装置和方法。

发明内容

本发明的目的在于克服现有分数域中最优阶数搜索在提高测量精度后运算复杂度变大的问题，提出了一种分数域中低运算复杂度的最优阶数搜索的装置和方法。

本发明一种分数域中低运算复杂度的最优阶数搜索的装置和方法包括一种分数域中低运算复杂度的最优阶数搜索的装置，简称本装置，以及一种分数域中低运算复杂度的最优阶数搜索的方法。

其中，一种分数域中低运算复杂度的最优阶数搜索的装置包括初始化单元、计算单元、搜索单元、转换单元、确定单元和判断单元；

一种分数域中低运算复杂度的最优阶数搜索的装置中各模块的连接关系如下：

初始化单元与计算单元、搜索单元与转换单元、确定单元与判断单元相连；计算单元与搜索单元相连，转换单元与确定单元相连，判断单元与计算单元相连；

一种分数域中低运算复杂度的最优阶数搜索的装置中各模块的功能是：

初始化单元，初始化本装置的测量精度值、采样点数和步进；

计算单元，计算出信号在各个阶数的能量集中度，能量集中度是指信号能量的汇聚程度，其计算方法为先将信号在不同阶数下转换到分数域后再进行绝对值、四次方和积分运算；

搜索单元，搜索出能量集中度的极值所对应的最优阶数；

转换单元，根据计算单元的采样点数，简称转换前采样点数，选取与转换前采样点数不同的采样点数，简称新采样点数，转换出新采样点数下所对应的最优阶数，简称新最优阶数；

确定单元，确定新采样点数下，能量集中度的计算区间；