本文關鍵詞：隨機信號的功率譜估計及其算法的改進

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【摘要】：隨機信號的功率譜密度函數決定著被分析信號的能量在頻域上的分布情況,因而被廣泛應用于雷達、通信、地質勘探等眾多領域。功率譜估計則是利用有限的樣本數據估計該隨機信號的功率譜密度函數。因而,譜估計成為信號分析的重要手段,目前主要分為兩大類：經典功率譜估計方法與現代功率譜估計方法。隨著科學技術的逐步發(fā)展,對功率譜估計精度的要求也不斷提高。另外,由于多維隨機信號在實際應用中發(fā)揮著越來越重要的作用,所以多維隨機信號功率譜估計也是目前隨機信號處理中具有挑戰(zhàn)性的問題之一。首先本文簡單介紹了經典譜估計方法與現代譜估計方法及其優(yōu)缺點。經典譜估計方法的本質為傳統(tǒng)的傅里葉變換,而現代譜估計方法是根據隨機信號的參數模型確定的。當數據記錄長度比較短時,經典譜估計具有分辨率低、方差比較大等缺點�，F代譜估計方法是對于經典譜估計的缺點提出來的,但是它同樣存在缺點,如模型的階數不容易確定等等。其次本文分析了基于Kullback-Leibler距離和Hellinger距離的THREE型譜估計方法,并且對優(yōu)化部分的拉格朗日參數的求解算法進行了改進。在一維隨機信號功率譜估計的基礎上,把THREE型譜估計方法推廣到了多維隨機信號的功率譜估計。該方法是在已知隨機信號的先驗功率譜的基礎上,使得功率譜估計值在功率譜密度函數距離最小的意義下盡可能地接近先驗功率譜。最后利用計算機仿真實驗對THREE型譜估計方法進行了驗證。通過數值模擬,發(fā)現THREE型譜估計方法在特定的頻率帶表現了更高的分辨率,而且這種算法對于較少的觀察數據同樣適用。通過與其他算法比較,證實基于Kullback-Leibler距離和Hellinger距離的THREE型譜估計方法都能有效地避免譜線分裂和譜峰偏移現象,同時提高了功率譜估計的精度,具有廣泛的實用性。
【關鍵詞】：譜估計 凸優(yōu)化 最速下降法 牛頓算法
【學位授予單位】：天津大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2015
【分類號】：TN911.23
【目錄】：

• 中文摘要4-5
• ABSTRACT5-8
• 第一章 緒論8-12
• 1.1 研究背景與意義8-9
• 1.2 國內外研究現狀9-10
• 1.3 本文工作10-12
• 第二章 經典譜估計方法12-18
• 2.1 相關函數法(BT法)13
• 2.2 周期圖法13-14
• 2.3 周期圖法的改進14-16
• 2.3.1 平均周期圖法14-15
• 2.3.2 平滑平均周期圖法15-16
• 2.3.3 多窗譜估計16
• 2.4 本章小結16-18
• 第三章 現代譜估計方法18-24
• 3.1 AR模型18-21
• 3.1.1 自相關法19-20
• 3.1.2 Burg算法20-21
• 3.1.3 AR模型的階21
• 3.2 MA模型21
• 3.3 ARMA模型21-22
• 3.4 本章小結22-24
• 第四章 THREE型譜估計方法24-37
• 4.1 THREE型譜估計方法及可行性分析24-27
• 4.2 Kullback-Leibler距離27-31
• 4.2.1 譜估計優(yōu)化問題28
• 4.2.2 拉格朗日參數28-31
• 4.3 Hellinger距離31-36
• 4.3.1 譜估計優(yōu)化問題31-33
• 4.3.2 對偶問題33-34
• 4.3.3 矩陣牛頓算法34-36
• 4.4 本章小結36-37
• 第五章 THREE型譜估計方法的仿真實驗37-45
• 5.1 一維隨機信號功率譜估計的仿真實驗37-41
• 5.2 多維隨機信號功率譜估計的仿真實驗41-43
• 5.3 本章小結43-45
• 第六章 結論與展望45-47
• 6.1 總結45
• 6.2 展望45-47
• 參考文獻47-51
• 發(fā)表論文和參加科研情況說明51-52
• 致謝52

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1 干昌浩;;隨機振動功率譜估計方法研究[J];中國高新技術企業(yè);2010年12期

2 王振朝;師潔;岳瑩昭;;功率譜估計在多載波調制解調中的應用及仿真[J];信息技術;2006年09期

3 杜洋;;功率譜估計算法在遠方保護設備中的應用研究[J];華中電力;2008年04期

4 楊太;張榮龍;袁曉華;;隨機信號功率譜估計[J];中國新通信;2012年14期

5 馬超;王銳;;隨機噪聲信號的功率譜估計的仿真[J];信息技術;2012年08期

6 宋寧;關華;;經典功率譜估計及其仿真[J];現代電子技術;2008年11期

7 黃紅飛;;基于Simulink&DSP Blockset功率譜估計的仿真實現[J];電子產品可靠性與環(huán)境試驗;2011年03期

8 戴逸松;微弱隨機信號功率譜的互相關測量原理及性能研究[J];計量學報;1991年04期

9 解翔;衛(wèi)紅凱;馬珂;;窗函數對傳統(tǒng)功率譜估計精度的影響[J];艦船電子對抗;2009年02期

10 錢穎;;功率譜估計在心電信號處理方面的應用[J];科技信息;2009年11期

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1 折衛(wèi)東;程衛(wèi)東;馮新華;;基于參數化功率譜估計的正弦信號頻率估計[A];2007北京地區(qū)高校研究生學術交流會通信與信息技術會議論文集（下冊）[C];2008年

2 單東升;張培強;李超;;基于AR模型的功率譜估計[A];第六屆全國信號和智能信息處理與應用學術會議論文集[C];2012年

3 朱金強;劉懷山;;基于最大交疊小波變換的功率譜估計研究[A];國家安全地球物理叢書（九）——防災減災與國家安全[C];2013年

4 馮大航;管魯陽;李曉東;鮑明;;高低分辨率功率譜匹配度估計的線譜檢測研究[A];泛在信息社會中的聲學——中國聲學學會2010年全國會員代表大會暨學術會議論文集[C];2010年

5 蘇麗萍;趙衛(wèi)疆;任德明;曲彥臣;胡孝勇;;氣泡激光散射信號的頻域處理方法[A];2008年激光探測、制導與對抗技術研討會論文集[C];2008年

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1 許春冬;嘈雜聲學環(huán)境下的時頻語音出現概率與噪聲功率譜估計[D];北京理工大學;2016年

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1 李穎;隨機信號的功率譜估計及其算法的改進[D];天津大學;2015年

2 才建南;基于BURG法無線電頻譜信號的高分辨率估計研究[D];蘭州交通大學;2014年

3 張濤;振動臺功率譜復現控制算法的研究[D];哈爾濱工業(yè)大學;2008年

4 袁泉;基于PXI總線的相位噪聲自動測試中功率譜估計研究與實現[D];西安電子科技大學;2012年

5 徐會亮;基于加窗功率譜估計的間諧波檢測方法研究[D];重慶大學;2008年

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本文編號：899738