[发明专利]一种正弦波频率估计结果的误差校验方法

说明书

本发明提供了一种正弦波频率估计结果的误差校验方法，包括误差检验模型建立、参考信号建立、误差检验特征提取、误差校验四个环节，可在无信号参数及噪声方差信息的条件下，有效完成对正弦波频率估计结果的误差校验，方法简单有效，对于提高雷达情报分析结果的可靠性与有效性具有重要的理论价值与实践意义。

技术领域

本发明属于信号处理领域，具体涉及一种正弦波频率估计结果的误差校验方法。

背景技术

正弦波频率估计是雷达、声纳及通信信号处理中的经典课题，通过对正弦波的频率估计可以实现复杂调制信号的识别、解调等任务。在非协作条件下，即接收端信号参数的先验信息时，对用户而言，对单次频率估计结果的误差估计大小的判断(或称校验)具有实际工程意义，这一问题称为正弦波频率估计结果的可信性评估。原因在于，若获得单次频率估计误差结果可信性与否的信息，可以根据这个结果，决定是否将其用于后续的信号处理环节中，既可以节省处理资源，也可进一步提高整个信号处理环节的可靠性与有效性。

目前关于这一问题的解决方案较少，主要有LMP检验法、CI不等式检验法及线性回归失拟检验法三种。三种方法的基本思想相似，都是先利用频率估计的结果构造参考信号，然后将参考信号与原始信号作相关累加，根据相关累加函数的统计特征对频率估计结果的可信性与否作出判决。前两种方法所用的统计量均是相关累加模值，通过参数差异进行判决，前者的判决是基于LMP准则，后者是基于CI不等式，两种方法性能相当；后一种方法则是利用相关累加曲线的线性特征，通过检验其线性回归是否失拟来校验正弦叔频率估计结果的可信性与否。总的来看，三种现有的方法具有一定的有效性，但都要对噪声方差或信噪比进行估计，特别是线性回归失拟法，还需对相关累加模值序列进行聚类处理，检验过程较为复杂。

发明内容

本发明的针对现有技术中的不足，提供一种正弦波频率估计结果的误差校验方法。

为实现上述目的，本发明采用以下技术方案：

一种正弦波频率估计结果的误差校验方法，其特征在于，包括如下步骤：

1)建立误差检验模型：假设收到的带噪正弦波信号经N点离散采样后为：

r(n)＝Aexp[-j(2πf₀nΔt+θ)]+w(n),0≤n≤N-1

其中A为信号幅度，j为虚数单位，f₀为信号频率，Δt为离散采样间隔，θ为初相位，w(n)为复离散高斯白噪声过程；

记量化频率为ΔF，频率估计值为频率估计的绝对误差频率误差因子α＝Δf/ΔF,0≤α≤1，则定义正弦波频率估计结果的误差检验模型为：其中H₀代表频率估计的绝对误差不大于量化频率的四分之一，H₁代表频率估计的绝对误差大于量化频率的四分之一；

2)建立参考信号模型：

3)提取误差检验特征，以全长度相关累加模值与半长度相关累加模值的比值作为特征量；

4)将特征量与门限比值相比较，进行正弦波频率估计结果的误差校验。

为优化上述技术方案，采取的具体措施还包括：

步骤3)中，将带噪正弦波信号r(n)与参考信号y(n)作相关累加并取模值，得到：

其中，m为样本序号，为相关累加后的信号部分，w₀(n)为相关累加后的噪声分量；

定义特征量

步骤4)中，在不考虑噪声时：

则比值