[发明专利]一种并行化对数均匀功率谱的估计方法

权利要求书

1.一种并行化对数均匀功率谱的估计方法，其特征在于，包括下述步骤：

(1)选择频谱估计需要计算的对数频率点，并根据频率获得频率分辨率；

(2)对所述频率分辨率进行并行化的单点傅里叶变换；

(3)根据傅里叶变换结果获得功率谱密度，并将多段谱密度的估计值进行平均后获得当前频率点对应的频谱估计值。

2.如权利要求1所述的估计方法，其特征在于，采用串行计算的方式实现对数频率点的选择。

3.如权利要求1或2所述的估计方法，其特征在于，步骤(1)具体包括：

(1.1)根据给定的期望频率点数计算频率分辨率与频率的关系；

(1.2)从最小频率点开始依次计算该频率对应的频率分辨率，并对频率分辨率进行修正。

4.如权利要求3所述的估计方法，其特征在于，步骤(1.1)具体为：对预先设置的J_des个对数均匀的频率点进行采样后获得N个频率数据，并计算频率分辨率。

5.如权利要求4所述的估计方法，其特征在于，步骤(1.2)具体为：

(1.2.1)将频率点数J_des进行排序并获得最小频率点，

(1.2.2)从最小频率点开始依次当频率没有达到奈奎斯特频率时，根据公式计算计算频率分辨率；

(1.2.3)对所述频率分辨率进行修正；

其中，r₀(j)为第j个频率f(j)对应的频率分辨率。

6.如权利要求5所述的估计方法，其特征在于，步骤(1.2.3)中对频率分辨率进行修正的原则包括：(a)频率分辨率的计算值不能小于离散傅里叶变换中最小分辨率的限制；(b)频率分辨率应保证频率上限与频率分辨率的比值为整数以便于分段。

7.如权利要求5或6所述的估计方法，其特征在于，步骤(1.2.3)中对频率分辨率进行修正具体为：

计算频率点对应的频率分辨率，并当所述频率分辨率小于最小分辨率r_min＝f_s/N时，将其修正为最小分辨率；

根据公式对频率分辨率进行第二次修正；

其中，r_avg为平均分辨率，r₀(j)为第j个频率f(j)对应的频率分辨率，r_min为最小分辨率，r_min＝f_s/N，f_s为采样率，N为采用频率的数目。

8.如权利要求7所述的估计方法，其特征在于，通过对第二次修正后的分辨率求分段点数，并向下取整后重新计算分辨率，获得最终修正后的频率分辨率。

9.如权利要求1-8任一项所述的估计方法，其特征在于，采用GPU实现单点傅里叶变换。

10.如权利要求1-8任一项所述的估计方法，其特征在于，采用GPU实现对各频率点进行谱密度估计。