杭州电子科技大学易志强获国家专利权
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龙图腾网获悉杭州电子科技大学申请的专利一种针对频谱泄露的信号谱峰信息恢复方法获国家发明授权专利权,本发明授权专利权由国家知识产权局授予,授权公告号为:CN115169414B 。
龙图腾网通过国家知识产权局官网在2025-08-01发布的发明授权授权公告中获悉:该发明授权的专利申请号/专利号为:202210874509.3,技术领域涉及:G06F18/10;该发明授权一种针对频谱泄露的信号谱峰信息恢复方法是由易志强;李守闯;张福洪;曾嵘设计研发完成,并于2022-07-25向国家知识产权局提交的专利申请。
本一种针对频谱泄露的信号谱峰信息恢复方法在说明书摘要公布了:本发明涉及一种在频谱泄露情况下,信号谱峰信息恢复方法。现有方法在处理频谱泄露问题时,存在谱峰信息恢复精度不高或需较长采样时间来提高恢复精度等缺陷。本发明首先对采样后的中频序列下混频后进行滤波抽取;接着对抽取后的信号做出调整得到两个序列,并记录其中一个序列频谱模值的各个极值点对应的谱线序号;而后从第一个谱线序号开始,计算相关相位差,并进行迭代处理;当处理结果满足门限,跳出迭代,完成对该序号谱峰的频率及幅值信息的恢复,并对下一个谱线序号重复上述过程,直至所有谱线序号处理完毕。本发明能达到精准定位信号真实频率和提升谱峰幅值精度的目的,可更好地适用于短时信号。
本发明授权一种针对频谱泄露的信号谱峰信息恢复方法在权利要求书中公布了:1.一种针对频谱泄露的信号谱峰信息恢复方法,其特征在于,包括以下步骤: 步骤1、信号采集与采样: 采集信号,并将信号表达为xt,xt的表达式如下式所示 xt=xItcos2πfIFt+xQtsin2πfIFt 其中,fIF为中频信号的载波频率,t为传输时间,xIt和xQt分别为信号的同相分量和正交分量;以Ts为采样周期对信号xt进行采样,得到xt的离散形式如下: xn=xInTscos2πfIFnTs+xQnTssin2πfIFnTs 其中,n=0,1,2,…,N-1,N为中频信号的采样点数,Ts=1fs,fs为采样频率; 步骤2、产生数控振荡器NCO信号来完成频谱搬移: 由步骤1中xn的载波频率fIF产生数控振荡器NCO信号sn,如下式所示: sn=cos2πfIFnTs+jsin2πfIFnTs 其中, 步骤3、将xn与NCO信号相乘得到混频后的信号yn,如下式所示: yn=xn×sn 其中,信号yn包含所需的基带信号和无用的干扰信号; 步骤4、将yn通过冲激响应为ρm的滤波器得到基带信号cl,l=0,1,2,...,N+2γ-1-1,ρm的表达式如下式所示: 其中,γ为正整数; 步骤5、将cl进行γ倍抽取得到zi以降低后续运算量,如下式所示: zi=cγi 式中,i=0,1,2,...,M-1,即为滤波抽取后离散信号zi总的采样点数,表示天花板函数; 步骤6、将序列zi按下式处理,得到离散信号zMi和z'Mi用来进行后续的谱峰信息恢复; 步骤7、对zMi做快速傅里叶变换,计算公式如下所示: 将ZMk取模,然后记录其模的各个极值点对应的谱线序号,dλ表示第λ个极值点对应的谱线序号,λ=1,2,3,...,Q,Q为ZMk模的极值点的个数;设λ初值为1; 步骤8、设置参数用于逼近信号的归一化真实频率,并利用离散信号zMi和z'Mi傅里叶变换后的相位,对这个逼近信号归一化真实频率的参数进行迭代更新;利用最后一次迭代更新后的参数,对离散信号zMi的各峰值谱处的频率和幅值信息进行恢复; 所述步骤8具体包括以下步骤: 步骤8-1、定义变量α和β,α用来逼近信号的归一化真实频率,β则用来辅助α的更新;首先令α=dλ+0.5,β=dλ-0.5; 步骤8-2、按照下式计算,分别得到Rα和Iα: 其中,Rα和Iα分别为zMi在频率α处傅里叶变换结果的实部和虚部; 按照下式计算,分别得到R'α和I'α: 其中,R'α和I'α分别为z'Mi在频率α处傅里叶变换结果的实部和虚部; 按照下式计算,分别得到Rβ和Iβ: 其中,Rβ和Iβ分别为zMi在频率β处傅里叶变换结果的实部和虚部; 按照下式计算,分别得到R'β和I'β: 其中,R'β和I'β分别为z'Mi在频率β处傅里叶变换结果的实部和虚部; 步骤8-3、按照下式计算,分别得到相位φα和φ'α: 按照下式计算,分别得到相位φβ和φ'β: 步骤8-4、按照下式计算分别得到相位差Δφα和Δφβ: 步骤8-5、设定门限值ε,ε>0,若|Δφα|<ε,进入步骤8-6;否则,设置新变量η,并将α赋给η,然后用下式所示的运算方式更新α,再将η赋给β,完成β的更新,返回步骤8-2;这里“||”表示取模操作; 步骤8-6、按照下式处理,对序号为λ的峰值谱处的频率信息进行恢复: 步骤8-7、按照下式处理,对序号为λ的峰值谱处的幅值信息进行恢复: 步骤8-8、若λ<Q,将λ加1,返回步骤8-1;否则,处理流程结束。
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