基于自相关检测法和能量重心法的正弦信号频率估计算法
本文选题:频率估计 + 正弦信号 ; 参考:《科学技术与工程》2014年03期
【摘要】:为了提高淹没在高斯白噪声中的实正弦信号的频率估计精度,提出了一种综合的结合自相关检测法和能量重心法的正弦信号频率估计算法。该算法首先通过多次自相关运算对输入信号进行预处理,可检测出淹没在噪声中的微弱正弦信号,来提高信噪比;然后对信号进行FFT(fast fourier transform)运算可得信号的功率谱,通过搜索最大值谱线的位置可粗估计出信号频率;最后运用离散频谱能量重心法,可精确估计出正弦信号的频率。仿真结果表明本算法在整个频段上频率估计性能比较稳定、频率估计的均方根误差更小,性能优于Rife算法、Quinn算法和能量重心法,并易于硬件实现,具有工程实用价值。
[Abstract]:In order to improve the frequency estimation accuracy of real sinusoidal signals submerged in white Gao Si noise, a new frequency estimation algorithm for sinusoidal signals is proposed, which combines autocorrelation detection method with energy center of gravity method. Firstly, the input signal is preprocessed by multiple autocorrelation operations, which can detect the weak sinusoidal signal submerged in noise to improve the signal-to-noise ratio (SNR), and the power spectrum of the signal can be obtained by FFTfast fourier transform. The signal frequency can be estimated roughly by searching the position of the maximum spectral line, and the frequency of sinusoidal signal can be estimated accurately by using the discrete spectrum energy barycenter method. The simulation results show that the performance of the algorithm is stable in the whole frequency band, the root mean square error of the frequency estimation is smaller, the performance is better than the Quinn algorithm of rife algorithm and the energy center of gravity algorithm, and it is easy to be implemented in hardware, so it has practical value in engineering.
【作者单位】: 中北大学电子测试技术国家重点实验室;
【分类号】:TN911.23
【参考文献】
相关期刊论文 前8条
1 陈先中;柳瑾;;FMCW微波液位测量的快速频率估计算法[J];传感技术学报;2005年04期
2 柏林;董鹏飞;刘小峰;徐冠基;;比值法的频率估计精度分析[J];重庆大学学报;2010年10期
3 范晓志;王长广;黄晓红;宋学君;;基于小波分析和多重自相关法的微弱信号检测技术[J];计算机应用与软件;2007年05期
4 邓振淼;刘渝;王志忠;;正弦波频率估计的修正Rife算法[J];数据采集与处理;2006年04期
5 王旭东;刘渝;邓振淼;;基于修正Rife算法的正弦波频率估计及FPGA实现[J];系统工程与电子技术;2008年04期
6 丁康,江利旗;离散频谱的能量重心校正法[J];振动工程学报;2001年03期
7 林慧斌;丁康;;离散频谱四点能量重心校正法及抗噪性能分析[J];振动工程学报;2009年06期
8 黄梦;王传菲;李慧梅;姚炽伟;;EMD降噪与小波变换在轴承故障诊断中的应用[J];装甲兵工程学院学报;2013年03期
相关博士学位论文 前2条
1 杨萃;噪声环境下频率估计算法研究[D];华南理工大学;2010年
2 曹燕;含噪实信号频率估计算法研究[D];华南理工大学;2012年
【共引文献】
相关期刊论文 前10条
1 邵怀宗;袁祥荆;吴颖;彭启琮;;小型化通信电台综合测试系统的设计研究[J];兵工学报;2009年10期
2 陈先中;侯庆文;叶琳;张红宇;;超声测距系统的高精度中心椭圆算法[J];北京科技大学学报;2007年11期
3 陈先中;柳瑾;;FMCW微波液位测量的快速频率估计算法[J];传感技术学报;2005年04期
4 姚金杰;韩焱;;基于Welch谱估计和能量重心法的多普勒速度测量[J];弹箭与制导学报;2008年02期
5 司伟建;郝鑫;赵忠凯;陈涛;;基于改进的Rife测频算法及其FPGA实现[J];弹箭与制导学报;2012年01期
6 谢锘;王晓君;葛建华;;DFT测频的加窗插值算法与实现[J];电子科技大学学报;2011年02期
7 孙丽玲;许伯强;孙俊忠;;笼型异步电动机转子断条故障新特征[J];电力系统自动化;2007年22期
8 许伯强;孙丽玲;孙俊忠;;异步电动机定子故障检测新算法[J];电力自动化设备;2008年10期
9 朱磊;董亮;刘树东;;基于Quinn算法与改进的Rife算法的正弦信号频率估计[J];大庆石油学院学报;2010年01期
10 焦中兴;刘威;何岭松;;一种用ERB谱计算Moore响度的算法[J];电声技术;2011年04期
相关会议论文 前6条
1 丁康;梁茜;杨志坚;;基于能量重心频谱校正法的阶比跟踪分析[A];2008中国仪器仪表与测控技术进展大会论文集(Ⅰ)[C];2008年
2 张超;战云;;基于离散频谱校正技术的正弦信号波形失真度评价方法[A];2010全国虚拟仪器大会暨MCMI2010’会议论文集[C];2010年
3 李杨;张宁;杨强;;基于最大偏差准则的频率估计修正常数选择方法[A];全国第二届信号处理与应用学术会议专刊[C];2008年
4 张冬玲;葛临东;;能量重心校正法估计MPSK信号载波频差[A];2009年通信理论与信号处理学术年会论文集[C];2009年
5 张庆国;;一种改进的单频信号快速频率估计方法[A];第十二届船舶水下噪声学术讨论会论文集[C];2009年
6 曹翌;丁康;杨志坚;;一种不依赖窗谱函数的通用离散频谱校正方法[A];2008年全国振动工程及应用学术会议暨第十一届全国设备故障诊断学术会议论文集[C];2008年
相关博士学位论文 前10条
1 林慧斌;离散频谱校正理论的抗噪性能研究及其在工程中的应用[D];华南理工大学;2010年
2 常虹;宽带侦收方法研究[D];西安电子科技大学;2011年
3 王宏伟;基于傅立叶变换的数字信道化及相关技术[D];西安电子科技大学;2011年
4 温和;新型窗函数与改进FFT谐波分析方法及应用研究[D];湖南大学;2009年
5 刘建忠;多维全相位数字滤波理论与图像多尺度几何表示[D];天津大学;2010年
6 李剑;PSTN话带数据分离与调制识别[D];解放军信息工程大学;2009年
7 胥嘉佳;电子侦察信号处理关键算法和欠采样宽带数字接收机研究[D];南京航空航天大学;2010年
8 张刚兵;单站无源定位与跟踪关键技术研究[D];南京航空航天大学;2010年
9 周健;用于车载自主导航激光多普勒测速仪的初步研究[D];国防科学技术大学;2010年
10 胡国兵;雷达信号调制识别相关技术研究[D];南京航空航天大学;2011年
相关硕士学位论文 前10条
1 袁典波;一种立式轮毂动平衡机的误差产生及补偿技术研究[D];浙江大学;2011年
2 马亮;基于FFT的抖动分析与分离方法的研究[D];西安电子科技大学;2011年
3 吴文婧;基于时频域的抖动分离和分析[D];西安电子科技大学;2011年
4 李晓鹏;低频交流地电阻率观测方法研究[D];中国地震局地震预测研究所;2011年
5 袁俊榆;基于单比特和近似核FFT的瞬时测频算法及FPGA实现[D];电子科技大学;2011年
6 朱灵云;煤矿减速机健康状态评价的系统研究[D];郑州大学;2011年
7 李伟;相参信号数字接收机的硬件实现[D];南京航空航天大学;2010年
8 姜建军;基于多相滤波的超宽带接收机研究及FPGA实现[D];南京航空航天大学;2010年
9 梅森;基于FFT频谱分析算法的虚拟示波器的研制[D];哈尔滨工业大学;2010年
10 陈益亮;激光干涉粒子成像测量技术的理论与实验研究[D];天津大学;2010年
【二级参考文献】
相关期刊论文 前10条
1 周浩敏,韩颖,刘广玉;硅微传感器中微弱信号的相关检测[J];北京航空航天大学学报;1999年01期
2 张昌菊,唐斌;单频信号快速频率估计算法比较及改进[J];电讯技术;2005年01期
3 赵晓群;郭亮杰;李立志;崔炳胜;;水声通信变步长自适应多普勒补偿[J];燕山大学学报;2009年04期
4 丁屹峰,程浩忠,吕干云,占勇,孙毅斌,陆融;基于Prony算法的谐波和间谐波频谱估计[J];电工技术学报;2005年10期
5 谢小荣,韩英铎;电力系统频率测量综述[J];电力系统自动化;1999年03期
6 朱雪田,彭玉华,周正,于岱峰;低信噪比下的提高正弦波频率估计精度算法[J];电路与系统学报;2001年04期
7 何奔腾,李菊;电力系统频率的自适应测量[J];电力系统及其自动化学报;1991年02期
8 索南加乐,葛耀中,王安定,田怀智,阿不力孜;一种不受电压过零点影响的新型频率测量方法[J];电力系统及其自动化学报;1996年04期
9 王志群,朱守真,周双喜;基于Pisarenko谐波分解的间谐波估算方法[J];电网技术;2004年15期
10 李振然;利用递推最小二乘算法测量电力系统频率[J];电网技术;1995年06期
相关博士学位论文 前10条
1 许肖梅;浅海水声数据传输技术研究[D];厦门大学;2002年
2 张文耀;基于匹配跟踪的低位率语音编码研究[D];中国科学院研究生院(软件研究所);2002年
3 季忠;脑电信号特征信息提取的时频分析方法及虚拟式脑电图仪的研制[D];重庆大学;2003年
4 程春悦;智能天线DOA估计技术和自适应波束形成技术研究[D];北京邮电大学;2005年
5 朱彤;基于正交频分复用的水声通信技术研究[D];哈尔滨工程大学;2004年
6 张锦中;智能天线DOA估计技术研究[D];哈尔滨工程大学;2006年
7 张光斌;双/多基地雷达参数估计算法研究[D];西安电子科技大学;2006年
8 王明华;高速水声通信中OFDM的关键技术与应用研究[D];哈尔滨工程大学;2007年
9 史兢;智能天线波达角估计方法改进与遗传算法复合波束形成[D];哈尔滨工业大学;2007年
10 曾宪武;水声综合通信网络关键技术的研究[D];中国海洋大学;2008年
相关硕士学位论文 前5条
1 杨吉鹏;通信信号DOA估计方法的研究[D];南京理工大学;2006年
2 常娟;OFDM水声通信中的频率同步与信道估计[D];西北工业大学;2007年
3 欧立权;电力系统频率测量方法及应用的研究[D];湖南大学;2007年
4 刘银恩;高精度频率估计算法研究[D];南京理工大学;2007年
5 熊轶;基于特征子空间的波达方向(DOA)估计算法研究[D];华中科技大学;2007年
【相似文献】
相关期刊论文 前10条
1 蒋毅;刘章文;刘玮;古天祥;;基于FFT旋转不变性的正弦信号频率估计新方法[J];计量技术;2006年09期
2 张松;;基于FFT的正弦信号频率估算新方法[J];大理学院学报;2009年08期
3 万灵达;杨晓光;;一种基于FFT的高精度频率估计算法[J];电子科技;2010年10期
4 齐国清,贾欣乐;插值FFT估计正弦信号频率的精度分析[J];电子学报;2004年04期
5 王旭东;刘渝;邓振淼;;基于修正Rife算法的正弦波频率估计及FPGA实现[J];系统工程与电子技术;2008年04期
6 蒋毅;古天祥;;基于有限域搜索的MUSIC法快速频率估计[J];仪器仪表学报;2006年11期
7 舒汀;赵卫宏;陆锦辉;;短序列条件下快速频率估计性能分析[J];系统工程与电子技术;2006年10期
8 王宏伟;赵国庆;齐飞林;;一种实时精确的正弦波频率估计算法[J];数据采集与处理;2009年02期
9 王东宇,柯有安;快速提取正弦信号频率[J];北京理工大学学报;1987年01期
10 吴义华;杨俊峰;程敬原;曹平;;正弦信号四参数的高精度估计算法[J];中国科学技术大学学报;2006年06期
相关会议论文 前10条
1 陆辉;何春;周先敏;杨逸;;一种高精度时频联合正弦波频率估计算法[A];2007北京地区高校研究生学术交流会通信与信息技术会议论文集(下册)[C];2008年
2 蒋毅;古天祥;;基于FFT旋转不变性的TLS-ESPRIT微弱信号检测[A];2009全国虚拟仪器大会论文集(二)[C];2009年
3 蒋毅;兰京川;古天祥;;基于FFT旋转不变性的MUSIC法微弱信号检测[A];2008中国仪器仪表与测控技术进展大会论文集(Ⅲ)[C];2008年
4 黄宣钧;覃团发;罗会平;;一种用改进MUSIC算法进行频率估计的方法[A];2008通信理论与技术新发展——第十三届全国青年通信学术会议论文集(下)[C];2008年
5 李师亿;黄渊;;FFT在TS201上的高效实现[A];全国第五届信号和智能信息处理与应用学术会议专刊(第一册)[C];2011年
6 王党卫;;一种直扩信号快速捕获方法研究及实现[A];2008年船舶通信导航学术年会论文集[C];2008年
7 闻翔;刘双平;酒东萍;;频率估计的内插算法[A];开创新世纪的通信技术——第七届全国青年通信学术会议论文集[C];2001年
8 李天悦;何晶;许信玉;;3780点FFT处理器结构的研究[A];2011年通信与信息技术新进展——第八届中国通信学会学术年会论文集[C];2011年
9 张庆国;;一种改进的单频信号快速频率估计方法[A];第十二届船舶水下噪声学术讨论会论文集[C];2009年
10 张冬玲;葛临东;;能量重心校正法估计MPSK信号载波频差[A];2009年通信理论与信号处理学术年会论文集[C];2009年
相关重要报纸文章 前10条
1 成都 康鸿;DDS技术的正弦波发生器[N];电子报;2007年
2 河北 梁志星;功放三个技术指标的测量[N];电子报;2003年
3 成都 常青 供稿;2003年全国大学生电子设计竞赛试题[N];电子报;2003年
4 江西 曾海萍;ECG-5151心电图机常见故障检修[N];电子报;2004年
5 湖南 刘丽;王牌HW868型无绳电话机检修实例[N];电子报;2007年
6 成都 康鸿;带AGC稳幅的正弦波振荡电路[N];电子报;2008年
7 湖北 宋承业;选购音响须知[N];电子报;2000年
8 山西 王成保;放大器的技术指标与音质的关系(一)[N];电子报;2007年
9 卢旭成;手写板是如何工作的[N];中国计算机报;2008年
10 山西 王成保;放大器技术指标与音质的关系(七)[N];电子报;2007年
相关博士学位论文 前10条
1 蒋毅;基于非参量法的谐波频率估计研究[D];电子科技大学;2008年
2 王旭东;基于FPGA的雷达信号侦察数字接收机关键技术研究[D];南京航空航天大学;2007年
3 王琳凯;无线通信中剪枝FFT算法研究及其可配置VLSI设计与实现[D];复旦大学;2012年
4 曹燕;含噪实信号频率估计算法研究[D];华南理工大学;2012年
5 杨萃;噪声环境下频率估计算法研究[D];华南理工大学;2010年
6 肖扬灿;基于唯多谱勒的被动雷达信号处理技术研究[D];电子科技大学;2006年
7 储昭碧;基于自适应陷波滤波器的电力信号时频分析[D];合肥工业大学;2009年
8 何伟;新型宽带数字接收机[D];电子科技大学;2004年
9 齐国清;FMCW液位测量雷达系统设计及高精度测距原理研究[D];大连海事大学;2001年
10 朱梦尧;数字电视音频子系统设计与音频处理算法研究[D];浙江大学;2009年
相关硕士学位论文 前10条
1 刘银恩;高精度频率估计算法研究[D];南京理工大学;2007年
2 万灵达;基于FFT的高精度频率估计算法研究[D];西安电子科技大学;2010年
3 胡晓彦;脑磁感应断层成像系统中软件鉴相方法的研究[D];第四军医大学;2007年
4 张海军;基于最大似然法的正弦信号频率估计研究[D];新疆大学;2003年
5 曾滔;基于TMS320F2812的电能质量检测系统设计[D];厦门大学;2009年
6 张敬波;基于DSP的傅里叶光谱仪测量控制系统[D];吉林大学;2005年
7 张亚;基于FPGA的数字相位计的研究与实现[D];安徽理工大学;2005年
8 邓学禹;基于FPGA的1024点流水线工作方式的FFT实现[D];电子科技大学;2005年
9 张启福;DSP在电力系统谐波检测中的应用[D];大连理工大学;2006年
10 崔艳;基于DSP的正弦信号失真度测量研究[D];西华大学;2006年
,本文编号:2029612
本文链接:https://www.wllwen.com/kejilunwen/wltx/2029612.html