随机信号的功率谱估计及Matlab的实现

从介绍功率谱的估计原理入手，分析了经典谱估计和现代谱估计两类估计方法的原理、各自的特点及在Matlab中的实现方法，最后举了一个例子加以说明。     

随机信号功率谱估计

1引言功率谱估计(PSD)是利用给定的一组样本数据估计一个平稳随机信号的功率谱密度,它能给出被分析对象的能量随频率分布的情况。在雷达信号处理中可以根据回波信号的功率谱密度、谱峰的宽度、高度和位置可以确定运动目标的位置、辐射强度和运动速度。功率谱估计是数字信号处理的重要研究内容之一。功率谱估计可以分为经典谱估计(非参数估计)和现代谱估计(参数估计)。经典的功率谱估计有2种:一种是直接法;另一种是间接法。直接法就是先计算N个数据的傅里叶变换,然后取频域和其共轭的乘积得到功率谱;间接法则是先计算N个样本数据的估计自相关函数,然后再计算自相关数据的傅里叶变换得到功率谱。间     

无线电信号功率谱的分析与仿真

随着无线电行业的迅速发展,无线电信号的频谱分析应用得到广泛应用。然而在现代信号处理中,谱估计法可分为经典功率谱估计法和现代功率谱估计法。经典功率谱估计法作为一种分辨率较低的谱估计方法。现代谱估计法利用参数化模型来进行谱估计,大大地提高了功率谱估计的分辨率。文中使用不同的谱估计方法求功率谱估计值,得到各种已调信号在高斯白噪声信道传输下的功率谱估计图,含AM、DSB、SSB、FM、PM、2ASK、2FSK和2PSK等8种信号。     

随机信号功率谱估计

1引言 功率谱估计（PSD）是利用给定的一组样本数据估计一个平稳随机信号的功率谱密度,它能给出被分析对象的能量随频率分布的情况。在雷达信号处理中可以根据回波信号的功率谱密度、谱峰的宽度、高度和位置可以确定运动目标的位置、辐射强度和运动速度。功率谱估计是数字信号处理的重要研究内容之一。功率谱估计可以分为经典谱估计（非参数估计）和现代谱估计（参数估计）。经典的功率谱估计有2种：一种是直接法;另一种是间接法。直接法就是先计算N个数据的傅里叶变换,然后取频域和其共轭的乘积得到功率谱;间接法则是先计算N个样本数据的估计自相关函数,然后再计算自相关数据的傅里叶变换得到功率谱。     

部分响应信号功率谱密度的计算

提出了一个基于维纳－辛钦定理的求部分响应功率谱密度的有效方法，分析了部分响应信号功率谱密度对于信号传输特性的影响。     

FFT功率谱估计随机信号预处理数据压缩方法

利用ＦＦＴ功率谱估计预处理压缩随机信号的方法,对其统计误差进行了讨论,并利用实验进行了验证,从而为实际应用提供了理论基础。     

信号功率谱密度的物理基础

借助于信号对简谐振子和简谐振子阵列的作用,定义了信号的瞬时能量谱密度,进一步引入了信号的瞬时能量、功率谱密度、功率、能量谱密度及总能量等基本物理量,给出了功率谱密度的主要性质以及功率谱密度与其它各物理量之间的关系。     

ALTBOC调制信号功率谱推导新方法

伽利略导航系统将在E5频段发射交替二元偏置载波(Alternate Binary Offset Carrier,ALTBOC)信号,但国内外学者对其特性的研究还很不充分。基于随机信号分析理论,在对Galileo ALTBOC(15,10)信号各分量正交性证明基础上,提出采用多进制符号编码调制信号功率谱和正交信号功率谱公式推导Galileo ALTBOC信号的功率谱的新方法,并将其与传统双向偏移QPSK-R(10)信号功率谱近似算法进行比对,ALTBOC功率谱密度与双向偏移QPSK-R(10)功率谱密度最大差0.9 dB。     

随机信号谱估计方法的Matlab实现

功率谱估计是随机信号分析中的一个重要内容。从介绍功率谱的估计原理入手分析经典谱估计和现代谱估计两类估计方法的原理、各自特点及在Matlab中的实现方法。经典功率谱估计的方差大、谱分辨率差,分辨率反比于有效信号的长度,但现代谱估计的分辨率不受此限制。给出了功率谱估计的应用。     

MATLAB中几种功率谱估计函数的比较分析与选择

功率谱估计是一种重要的频谱分析方法,通过分析比较MATLAB中几种常见的功率谱估计函数。从而选择最佳的频谱估计函数,减小实际的信号频谱分析误差。设计了仿真信号,并采用MATLAB中几种功率谱估计函数进行频谱估计;从频谱图出发,比较分析了谱估计结果,指出函数pwelch计算的功率谱估计在从宽带噪声中检测窄带信号应用过程中效果最好,对信号的频谱分析具有实际的应用价值。     

扩频通信系统及其信号功率问题分析

从与其他通信系统相比着眼,阐明扩频通信系统具有的特殊优点,即能在负信噪比的情况下完成通信任务。以香农公式为基础,分析了在一定情况下,带宽扩展与功率提高的关系,并以Matlab为工具进行了相应的仿真分析。     

基于空间电磁信号的频谱分析

旨在分析空间电磁信号的时域形式和频谱特性。针对雷达设备提出了构造空间电磁信号时域波形的方法,并对信号进行频谱分析,得出检测点的功率大小。有助于分析复杂战场情况下的空间电磁强度的分布。最后通过仿真分析验证了所提方法的正确性和有效性。     

“随机信号分析与估计”课程思政教学案例设计

针对“随机信号分析与估计”课程内容抽象难懂、理论推导繁琐,思政教育元素与课程内容的融合难度大等问题,探讨了课程思政教学案例的设计原则、基本要求,并通过一个完整的教学案例研究了本课程的思政案例教学法的设计思路和具体应用。通过教学实践发现,通过热点问题的思政案例能够激发学生学习的热情和兴趣,提高教学质量。     

“随机信号分析与处理”课程设计案例

＂随机信号分析与处理＂课程包括随机信号分析和信号检测与估计两部分内容,理论分析和应用并重。本文根据研究型教学要求和课程内容,介绍了四个课程设计,内容分别涉及课程中随机信号模拟、随机信号通过系统、噪声中随机信号检测和随机信号参数估计四大知识点,四个课程设计共需20课时左右,可供课程研究小组根据课时选择完成。     

基于循环谱的MSK信号参数改进估计算法

利用循环谱理论对最小频移键控MSK信号的载频和码元速率进行参数估计,分析了其循环谱包络特征;在有限数据下,为实现更低信噪比情况下参数估计,提出了一种改进算法,该算法基于数据分段处理和重叠保留,通过在非零循环频率上的一维搜索实现参数估计,能够有效地抑制噪声的影响,避免多维搜索,计算量小;还分析了算法性能,给出了算法实现的具体步骤,并进行了计算机仿真。仿真结果证明了所提出算法的有效性。     

Hardware-Assisted Signal Activity Analysis for Power Estimation in Rapid Prototyped Systems

In this paper, a technique is proposed to gather statistical data concerning the activity of the internal signals in a complex application. By using an architecture precise rapid prototyping system, the signals can be analyzed over a long period of time and therefore, a realistic estimation of the signal characteristics is obtained. This information can be used for estimating the power consumption in the final system as well as for a later refinement of the communication structures and processing blocks. In order to account for deep submicron effects, not only transition activity but also inter-wire correlations are considered. Because of the huge amount of data that would be generated by a real-time monitoring, a statistical hardware compression module was implemented for embedding it into prototyped designs. It allows the trade off between hardware efficiency and estimation accuracy, in order to offer a flexible usage of the prototyping resources. The proposed approach has been validated in a baseband implementation and prototype of a simplified OFDM transmitter.     

一种新的扩频信号信噪比估计算法

对经典扩频信号信噪比(SNR)估计算法进行分析,提出了一种新的适用于扩频通信系统中频扩频信号信噪比估计算法。该算法在时域估计信号总功率,频域估计噪声功率,时频结合估计出中频扩频信号SNR。在加性高斯白噪声(AWGN)信道下,Matlab仿真结果表明该算法估计精度高,估计范围广及估计下限低。