基于抽取与重构的瞬时频率估计算法.pdf

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1、140传感器与微系统(TransducerandMicrosystemTechnologies)2012年第31卷第4期基于抽取与重构的瞬时频率估计算法司伟建，蒋鹏(哈尔滨工程大学信息与通信工程学院，黑龙江哈尔滨150001)摘要：研究了在AWGN信道中载波信号采样序列瞬时频率的概率密度分布模型，并通过假设检验验证该分布模型。分析了不同采样速率和信噪比对瞬时频率概率密度分布的影响，根据该分析结论提出了一种基于抽取与重构的瞬时频率的估计算法，并且对该算法的性能进行了详细的分析；还对多载波信号采样序列瞬时频率产生混叠以至无法分辨的情况进行分析，并推导了

2、瞬时频率完全混叠时的极限公式。最后通过蒙特一卡罗仿真验证了提出的瞬时频率的概率密度分布的正确性。关键词：AWGN信道；载波信号；瞬时频率；VonMesis分布；概率密度分布中图分类号：TN911文献标识码：A文章编号：1000-9787(2012)04-0140--03lInstantaneousl一requencyeSnJ●man』●0na’lgori·t·h’mb0ased10nextractionandrec0nstructi0nSIWei-jian，JIANGPeng(SchoolofInformationandCommunicationE

3、ngineering，HarbinEngineeringUniversity，Harbin150001，China)Abstract：AdditivewhiteGaussiannoise(AWGN)channelcarriersignalinstantaneous~equencyprobabilitydensitydistributionmodelisstudied，andthedistributionmodelisverifiedbyhypothesistesting．TheeffectofdifferentsamplingrateandSNRo

4、ninstantaneousfrequencyprobabilityofdensitydistributionisanalyzed．Accordingtotheconclusionsoftheanalysis，amethodbasedonextractionandreconstructionoftheinstantaneousfrequencyestimationalgorithmispresented，andtheperformanceofthealgorithmisanalyzedindetail．Themulti—carriersignals

5、amplingseriesinstantaneous~equencyaliasingarealsoanalyzedandthelimitformulaoftheinstantaneousfrequencyaliasingisderived．Thecorrectnessofinstantaneous~equencyoftheprobabilitydensitydistributionisverified，throughtheMonte—Carlosimulation．Keywords：AWGNchannel；carriersignal；instant

6、aneousfrequency；VonMesisdistribution；probabilitydensitydistribution0引言的概率密度分布』。瞬时频率(instantaneous~equency，IF)是描述信号时变本文从瞬时频率的定义出发，研究了AWGN信道中采特征的基本参数，广泛应用于工程应用领域，如地震、雷达、样信号的瞬时频率的概率密度分布。在差分运算的基础通信领域的信号识别、跟踪估计等。上，提出了一种基于抽取与重构的瞬时频率的估计算法，该瞬时频率的定义最早是由CarsonJR与FryTC提算法具有与差分运算相似的瞬时频率概率

7、密度分布，根据出，Ville将Gabor提出的解析信号与Carson及Fry的工作分布模型的参数可知，该算法能够极大地提高单载波信号结合起来将瞬时频率定义为解析信号的相位导数。Ville瞬时频率的估计性能。对于多载波信号，该算法同样能够提到，由于瞬时频率是时变的，所以，应该存在有与瞬时频提高瞬时频率的估计性能，但是在提高估计性能的同时存率相对应的瞬时谱，并且该瞬时谱的平均频率即为瞬时频在错误的瞬时频率现象，本文称其为虚假瞬时频率(spu—率』。利用Gabor的平均测度，Ville证明了信号谱的平riousIF)。如果在后续的处理中能够剔除这些虚假瞬

8、时频均频率等于瞬时频率的时间平均。但是Ville并没有进一率，那么对于提高多载波信号瞬时频率的估计性能是非常步推导与瞬时频