[发明专利]一种基于时移相位差的高精度频率参数估计方法

摘要

本发明请求保护一种改基于时移相位差的高精度频率参数估计方法，该方法包括以下步骤：信号的采样并构造三段时间序列；三段时间序列加窗DFT；通过相位差求得两个归一化频率校正量集合；计算集合中元素距离，以信号能量最大值为选择条件，选择最佳信号频率估计值。本发明优点在于：1.本算法克服了传统的基于时移(MBTS)相位差校正法平移系数的限制。2.本算法减小了噪声的干扰，在一定噪声环境下可以达到克拉美罗下限(CRLB)，具有良好的抗噪性能。

主权项

1.一种基于时移相位差的高精度频率参数估计方法，其特征在于，包括以下步骤：/n1)、通过高速模数转换器对信号以采样频率f_s进行采样，得到数据长度为(N+M+L)点的数字量信号；N表示采样点数，M表示第二段信号相对第一段信号的间隔量，L表示第三段信号相对第二段信号的间隔量，N、M、L均为正整数；/n2)、从步骤1)的数字量信号0点起，取N点，得到时间序列x₀(n)；再从数字量信号第M点起，取N点，得到时间序列x₁(n)；又从数字量信号第M+L点起，取N点，得到时间序列x₂(n)；/n3)、构造长度为N的任意对称窗函数，分别对序列x₀(n)、x₁(n)和x₂(n)加窗进行N点DFT变换，通过N点DFT变换后的相位差，三段时间序列求得两个归一化的频率校正量δ的集合U和V；根据傅里叶变换时移性质，Δα表示相位差值，r表示相位绕卷圈数，θ₁表示第二段信号初始相位，θ₀表示第一段信号初始相位，r∈Z令s＝M/N，式(7)可简写为/n /n其中式(8)对1取模得/n /n‘{}₁’表示对1取模运算，令进一步可得/n{sδ}₁＝β₀ (10)/n因为噪声的干扰，|δ|往往大于0.5，所以可以通过下式计算得到δ/nδ＝(β₀+u)/s,u∈[P₁,P₂](u∈z)， (11)/n其中/n /n‘[]’表示取整运算，通过以上分析，利用三段时间序列可以得到/n /n其中/n /n通过式(13)，可以得到/n /n其中/n /n进而可以得到两个归一化的频率校正量δ的集合/n /n4)、计算集合U和集合V之间的距离，即可得到四个估计频率；/n5)、对得到的四个估计频率进行单点DFT并计算信号的能量，以最大能量所对应的估计频率为信号频率的最优估计值。/n