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《改進周期圖法功率譜估計中的窗函數(shù)仿真分析》由會員上傳分享，免費在線閱讀，更多相關內容在教育資源-天天文庫。
1、萬方數(shù)據(jù)第25卷第3期計算機仿真2008年3月文章編號：1006—9348(2008)03一Olll—04改進周期圖法功率譜估計中的窗函數(shù)仿真分析余訓鋒1，馬大瑋k2，魏琳1(1．重慶大學通信與測控研究所，重慶400044；2．重慶通信學院，重慶400035)摘要：周期圖法是功率譜估計的～種基本方法，但該方法不滿足一致性估計條件，譜估計的分辨力和方差都很難滿足實際應用需要。因此采用其改進方法(即Welch法)估計信號功率譜。并結合該方法對四種典型窗函數(shù)的譜估計性能進行了具體的仿真，就其中的頻率分辨率、采樣信號的數(shù)據(jù)長度與窗函數(shù)的特性
2、等因素之間的關系，進行了詳細的討論。重點分析了窗函數(shù)對譜估計的影響，指出了它們的優(yōu)缺點，得出了不同數(shù)據(jù)類型與估計方式下的功率譜標準方差的均值。最后，根據(jù)實驗結果并結合窗函數(shù)的評價指標，指出了選取合適的窗函數(shù)應注意的一般原則，具有一定的實際指導意義。關鍵詞：周期圖；譜估計；窗函數(shù)；韋爾奇法中圍分類號：TN911．72文獻標識碼：ASimulationAnalysisofWindowFunctioninPowerSpectrumEstimationBasedonModifiedPeriodogramYUXun—fen91，MADa—we
3、il’。，WEILinl(1．InstituteofCommunicationandTrackingControl，ChongqingUniversity，Chongqing，400044，China；2．ChongqingCommunicationCollege，Chongqing，400035，China)ABSTRACT：Periodogramisabasicmethodforpowerspectrumestimation，butithastoomanydeficienciesinlego-lution，val'ianeean
4、dconsistencyconstrainttomeettherequirementwellinpractice．Sothispaperintroducesitsmodi-fledform(i．e，Welchmethod)tOestimatethepowerspectrumofsignals，andthendiscussestherelationshipsamongtheresolution，thelengthofsamplingsequenceandthecharactersofwindowfunctioninpowerspect
5、rumestimationbasedonWelch．Meanwhile，itprimarilyanalyzestheinfluenceofwindowfunctionsandpointsouttheirvirtuesanddefects．WiththesimulationofexamplesusingMATLAB，theestimationperformanceoffourdifferentwindowsandthemeanofstandarddeviationofpowerspectrumunderdifferentlengtha
6、ndestimationmethodshavebeenfiguredout．Finally，80mesuggestionsreferringtOexperimentalresultshavebeenpresentedwhenchoosingwindows，whichareusefulinfact．KEYWORDS：Periodogram；Spectrumestimation；Windowfunction；Welchmethod1引言功率譜估計是用有限長的數(shù)據(jù)來估計信號的功率譜，它對于認識一個隨機信號具有非常重要的作用，被廣泛的應用于
7、雷達、聲納、生物醫(yī)學、地震等各種信號的處理場所。功率譜估計可以分為經典譜估計(非參數(shù)估計)和現(xiàn)代譜估計(參數(shù)估計)兩大類，經典譜估計的典型方法是直接法(周期圖法)和間接法(BT法)，周期圖法以其物理概念清晰，方法簡便和計算效率高等特點，已成為功率譜估計的一種基本方法，并且有很多文章研究了周期圖法在各種場合下的應用效果¨．2—1。但由于該方法的譜估計不滿足一致性估計條件，譜估計的分辨率和方差很難滿足實際應用需要，對此許多學者收稿日期：2007-01—24修回日期：2007—03—07根據(jù)具體的應用環(huán)境提出了一些改進的方法，馬躍洲等人對
8、試驗系統(tǒng)采集到的焊接電弧聲進行了小波包多層分解，提出小波包分解結合Welch平均法對焊接電弧聲進行功率譜估計的新方法H]。SuiDan和Ge“n—dong針對DFH信號的特點改進周期圖法提出了一種新的估計方法”J。目前，應用較為廣泛的
