【技術實現步驟摘要】
一種采樣信號超精細頻譜的計算方法及系統
[0001]本專利技術屬于微弱信號檢測
，更具體地，涉及一種采樣信號超精細頻譜的計算方法及系統。
技術介紹
[0002]信號檢測與識別技術廣泛應用于航天、通信設備、衛星通訊、空間引力波探測等領域，是通信、航天裝備設計等領域的重要研究內容之一。
[0003]微弱信號的檢測與分析，需要極大程度提高信噪比，有效抑制噪聲對信號的干擾。分析與檢測極其靠近載頻的微弱信號十分困難，不僅需要提高信噪比，還需要獲得具有極高頻率分辨率的信號頻譜。目前，經典的信號頻譜估計方法有：周期圖法、自相關法、Bartlett法和Welch法。周期圖法又稱為直接頻譜計算法，它將隨機信號的N點觀察數據視為一個能量有限信號，直接對離散序列進行傅里葉變換得到信號的頻譜。自相關法又稱為間接法或BT法，該方法以維納—幸欽定理為理論基礎，要求信號長度N以外的信號為零，具有一定局限性。Bartlett法將隨機采樣序列x
N
(n)分成L段，每段數據長度都為N/L，將每一段數據加窗后計算功率譜，然后計算總的功率譜的平均。Welch法是以Bartlett法為基礎的改進，即允許每一段數據有部分交疊，且每一段數據窗口可選擇非矩形窗(例如使用漢寧窗、漢明窗等)，可以有效改善矩形窗旁瓣較大所引起的頻譜失真問題。由于受到采樣序列長度的限制，這些計算方法獲得的頻譜，其頻率分辨率都不夠高、且計算效率低下。
[0004]綜上，目前常用的信號頻譜計算方法的局限性在于：無法計算超長采樣時間、數據量極大的采樣序列
【技術保護點】
【技術特征摘要】 【專利技術屬性】
1.一種采樣信號超精細頻譜的計算方法，其特征在于，包括以下步驟：步驟1、對調制信號采樣序列，根據采樣總時長T和采樣頻率f
s
，計算采樣序列的總采樣點數；步驟2、根據預設的數據分段時長dT，對所述采樣序列進行等時長分段，在每一個分段內，對該信號序列進行數字正交下變頻和級聯濾波抽取處理，得到該分段數據的復基帶IQ數據序列；步驟3、將各分段的復基帶IQ數據序列按序號進行拼接，得到對應于原采樣序列時長的完整時長復基帶IQ序列；步驟4、對上述完整時長復基帶IQ序列進行時頻變換，得到對應于原采樣序列的信號頻譜，該頻譜即具備超精細的頻率分辨率。2.根據權利要求1所述的方法，其特征在于，步驟1中采樣頻率f
s
須滿足奈奎斯特低通采樣定理的要求，即f
s
≥2f0+BW，其中，f0、BW分別為調制信號的中心頻率和有效帶寬。3.根據權利要求1所述的方法，其特征在于，步驟2中對采樣序列進行分段時需保證數據連續性，即相鄰兩個分段中不能出現重復采樣點或漏掉采樣點情況。4.根據權利要求1所述的方法，其特征在于，步驟2中在每一個分段內，對該信號序列進行數字正交下變頻時，本振頻率設置為調制信號的中心頻率f0。5.根據權利要求1所述的方法，其特征在于，步驟2中對第m個分段內下變頻至零中頻的IQ復基帶數據序列s
m
進行級聯濾波
?
抽取處理時，若設計的L級級聯低通濾波器的階數分別為P1、P2、
…
、P
j
?1、P
j
、
…
、P
L
，經過每一級濾波后分別抽取k1、k2、
…
、k
j
?1、k
j
、
…
、k
L
倍，其中，m＝1,2,
…
,T/dT，L≥2，且L為正整數，2≤j≤L，則各級濾波器的初始值設置及抽取規則如下：步驟2
?
1、考慮各級濾波器對輸入數據濾波處理時需要的初值條件，將第1個分段的L級級聯濾波器的濾波
?
抽取輸出序列，作為第2個分段的L級級聯濾波器的初始值；第1個分段的第一級濾波器輸入序列s1有N
m
個數據點，輸出序列y
1,1
抽取k1倍后得到序列z
1,1
；不考慮濾波器初始值，z
1,1
作為第二級濾波器輸入序列x
1,2
，此時序列x
1,2
中含有N
m
/k1個數據點；依此類推，最后一級濾波器的輸入序列x
1,L
為前一級濾波器輸出并抽取k
L
?1倍的輸出序列z
1,(L
?
1)
，該序列中具有N
m
/(k1×
k2…×
k
L
?1)個數據；第1個分段內，序列s1、z
1,1
、z
1,2
、
…
、z
1,(L
?
2)
、z
1,(L
?
1)
中的最后(P1?
1)、(P2?
1)、
…
、(P
L
?1?
1)、(P
L
?
1)個點作為第2個分段的L級級聯濾波器的初始值；為保證第1個分段數據的各級濾波
?
抽取輸出數據序列具有足夠的數據點數作為第2個分段數據的各級濾波器的初始值，要求輸入序列s1的總點數N
m
須滿足：N
m
≥[(P1?
1)+k1·
(P2?
1)+k1k2·
(P3?
1)+
…
+(k1k2…
k
L
?2k
技術研發人員：馬洪，張月容，張華，馬婧聞，黃鼎，劉琦，
申請(專利權)人：華中科技大學，
類型：發明
國別省市：
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