[发明专利]基于广义循环相关熵的无线电信号载波频率估计方法有效

专利信息
申请号: 201710856120.5 申请日: 2017-09-21
公开(公告)号: CN107517173B 公开(公告)日: 2019-08-13
发明(设计)人: 邱天爽;刘涛;李景春;李蓉 申请(专利权)人: 大连理工大学;国家无线电监测中心
主分类号: H04L27/00 分类号: H04L27/00
代理公司: 大连理工大学专利中心 21200 代理人: 李晓亮;潘迅
地址: 116024 辽*** 国省代码: 辽宁;21
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摘要:
搜索关键词: 基于 广义 循环 相关 无线 电信号 载波 频率 估计 方法
【说明书】:

发明属于信号处理技术领域,涉及一种基于广义循环相关熵的无线电信号载波频率估计方法,在无线电信号监测中用于解决无线电信号载波频率的估计问题;首先,利用已知信号,分别计算信号在欧式空间中的相关函数及在希尔伯特空间中的相关熵;其次,当已知信号具有二阶循环平稳特性时,得到一个基于有限维欧式空间和无限维希尔伯特空间的复合相关熵;最后,计算已知信号的广义循环相关熵,做三维立体图,由频谱尖峰得到原始信号的载波频率。本发明能够提高对脉冲噪声、高斯噪声及两种混合噪声的鲁棒性,实现更高精度的无线电信号载波频率估计。

技术领域

本发明属于信号处理技术领域,涉及到无线电信号监测中的无线电信号载波频率的估计问题,特别涉及到在脉冲噪声和高斯噪声共同干扰的情况下,无线电信号监测中的无线电信号载波频率的估计问题。

背景技术

信号处理领域中,在有噪声干扰的条件下,估计无线电信号的载波频率一直是一个十分重要且复杂的问题。按照环境噪声种类的不同,目前有两种非常有效的无线电信号载波频率估计方法:经典的循环相关方法[Gardner W A,Napolitano A,PauraL.Cyclostationarity:Half a century of research[J].Signal Processing,2006,86(4):639-697.]和2016年提出的循环相关熵方法[Luan S,Qiu T,Zhu Y,et al.Cycliccorrentropy and its spectrum in frequency estimation in the presence ofimpulsive noise[J].Signal Processing,2016,120:503-508.]。循环相关方法适于处理高斯噪声,即噪声的概率分布函数呈现薄拖尾;循环相关熵方法适于处理脉冲噪声,即噪声的概率分布函数呈现厚拖尾。在实际的无线电传输环境中,噪声的数学模型非常复杂,不是简单的高斯或脉冲单一模型,使得经典的循环相关方法和循环相关熵方法的有效性明显降低。为了提高以上算法的鲁棒性,本发明提出了广义循环相关熵的新方法,实现已有的循环相关方法和循环相关熵方法的统一和发展。

发明内容

本发明要解决的问题是使用循环相关熵新方法同时去除高斯噪声,脉冲噪声及两种混合的噪声。

本发明的技术方案包括以下步骤:

基于广义循环相关熵的无线电信号载波频率估计方法,包括以下步骤:

A.利用已知信号,分别计算信号在欧式空间中的相关函数及在希尔伯特空间中的相关熵。

B.当已知信号具有二阶循环平稳特性时,由A步骤得到相关函数及相关熵均是无方向的标量(均与信号起始时间无关),分别对相关函数和相关熵做幂级数加权后,得到一个基于有限维欧式空间和无限维希尔伯特空间的复合相关熵。

C.由B步骤得到的复合相关熵,计算已知信号的广义循环相关熵。

D.由C步骤得到的循环相关熵频谱,做三维立体图,由频谱尖峰得到原始信号的载波频率。

所述步骤A具体包含以下步骤:

A1.计算已知信号在欧式空间中的相关函数Rxy(t,τ),Rxy(t,τ)=E[x(t)y(t)]=E[x(t)x(t+τ)],其中,下标xy分别表示信号x(t)和y(t),t表示时间,τ表示时间间隔,E表示数学期望。

A2.计算已知信号在希尔伯特空间中的相关熵Cσ(x,y),

其中,Kσ(x,y)表示信号x(t)和y(t)的高斯核函数,σ是高斯核函数的调节参数;exp{}表示自然数指数。

所述步骤B具体包含以下步骤:

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