离散S变换的频域算法和时域算法比较

在信号处理领域,S变换具有良好的时频结合特性,应用广泛。在实际系统中,S变换通过离散数值方法实现,有频域和时域两种形式,文献中多使用频域形式。在用S变换对一些信号作时-频分析时,频域和时域两种实现形式得到的时-频谱图有明显的差异,但没有文献对此问题进行相关讨论。离散S变换的频域算法使用快速Fourier 变换（FFT）和其逆变换（IFFT）实现,但由于Fourier变换蕴含周期特性,一些信号的S变换时-频谱图在始末两端会出现虚假频率信息,干扰信号的时-频分析结果。在研究S变换理论的基础上,给出离散S变换的时域实现。离散S变换的时域算法克服了频域算法的缺点,能更准确反映信号的时-频分布情况。通过对比实验,验证了时域算法的有效性。将S变换的离散时域算法用于地震数据拓频处理,结果显示方法能有效增强信号分辨率。     

基于DSP的移频信号高分辨率检测方法

为保障机车运行安全,而对指挥行车的信号快速、准确的测试是重要手段之一,所以对铁路轨道移频信号FSK的频谱进行了分析;为避免移频信号在频域分析中产生混叠,从采样信号中恢复原信号,根据带通信号的窄带特性,采用欠采样技术进行采样和快速傅里叶变换对移频信号进行处理,以提高频率分辨率;针对移频信号的频谱特点,提出了利用DSP的移频信号高分辨率的检测方法,给出了检测系统的结构框图,同时分析了系统的实时性;该检测系统具有体积小、接口丰富、精度高等优点,为设计快速、准确的移频检测系统提供了依据.     

轨道电路移频信号参数检测算法研究

轨道电路移频信号是用来控制列车的行驶状态,对其参数的检测需要达到较高的频率分辨率,根据采样定理知识可知,检测需要较长的采样时间,而这不能满足测试仪表的实时性要求.为了解决在较短的采样时间内达到较高的频率分辨率问题,分析了国产18信息和ZPW-2000型两种制式移频轨道电路的移频信号的频谱特点,提出了采用CZT线性调频Z变换和时域测量相结合的方法检测移频信号的参数.在MATLAB环境下编写CZT算法进行仿真,仿真结果表明,能有效提高频率分辨率,满足技术指标要求的同时缩短了采样时间.在移频信号参数测试仪的设计中有着很大的实际应用前景.     

基于周期信号的频域检测方法研究

在分析周期信号尤其是多频周期信号时,为了得到正确的分析结果,除考虑叠加测量噪声模型及其对测量结果的影响之外,还必须考虑由于时域的离散化而可能造成的频域混叠现象,以及由于采样过程记录的信号样点序列长度有限而可能造成的频谱泄漏现象.因此,在基本矩形窗函数频域检测方法的基础上,对Blackman窗函数的频域检测方法进行了研究.该方法对被测信号在时域加Blackman窗函数,在频域实行内插,可以有效地减小检测过程中信号的频谱泄漏,从而得到精确的测量结果,实验结果证明了该方法在周期信号检测过程中的有效性和先进性.     

基于频谱特征提取的轨道移频信号检测的兼容性设计与实现

提出了一种基于频谱特征提取的轨道移频信号检测的兼容性算法,并在单芯片的微控制器STM32F405RGT6上利用该算法实现了对国产18信息移频信号和ZPW-2000移频信号的兼容性检测。通过综合分析两类移频信号的时频域特征,将过采样、ZFFT频谱细化、频率校正及频谱特征提取结合起来,通过两类不同的数字滤波器适应不同的算法设计需要,通过频谱特征提取实现不同频谱状态下的频率计算方式,有效地提高了频率的检测精度,拓展了调制频率的测量范围。实验结果证明,对国产18信息移频信号和ZPW-2000移频信号的中心频率、上下边频的检测误差不超过±0.1Hz,调制频率的检测误差小于±0.01Hz,在采样数据小于1S情况下,调制频率的测量范围可达到6~30Hz。     

基于MPI的卷积计算并行实现

随着铁路列车速度不断提高,轨道电路信号面临的干扰也越来越复杂,如何更加准确的检测出轨道电路信号参数成为了越来越重要的课题;由于轨道电路移频信号采用频率参数传递控制信息,因此通过提高信号频谱分辨率的思路来提高信号的可靠性,结合基于复调制的细化快速傅立叶变换(zoom fast fourier transform,ZFFT)算法在信号频谱局部细化领域的优势,考虑轨道电路信号在频域范围内的分布特性,针对轨道电路信号(FSK信号)的可靠检测提出了基于复调制的ZFFT算法,该算法通过将信号频谱中感兴趣的局部频段进行精细化处理,来提高频谱的分辨率;并通过仿真进行验证,仿真结果表明此方法检测到的移频信号低频满足误差标准,提高了轨道电路信号检测的可靠度。     

轨道电路移频信号参数高精度快速检测算法的研究北大核心

现代铁路运行中,及时了解轨道电路移频信号的状态将直接影响到列车的行车安全;为了高精度、准确快速的检测轨道电路移频信号参数,通过分析轨道电路移频信号的频谱特点,对基于FFT的汉宁窗频谱校正算法在移频信号参数检测中的应用进行了研究,利用MATLAB对其进行仿真,结果表明在该算法下各参数检测值均满足误差指标要求,同时将采样时间缩短到1s以内,提高了检测的快速性,该算法为实时移频信号参数测试仪的设计提供了理论依据。     

基于全相位频谱分析的正弦波频率估计

研究了应用于全相位频谱分析的正弦波频率估计算法.首先分析了全相位频谱的结构,给出全相位频域插值公式.当信号真实频率位于两相邻量化频率点的中心区域时该公式精度较高,而接近量化频率点时精度较差.根据这个特点,对信号进行频移使新信号的频率落入中心区域再进行频率估计,得到修正额域插值公式.与现有的全相位频率校正算法比较,频域插值算法具有更高的估计精度,在中低信噪比时表现出更佳的性能.     

基于FFT频谱校正的移频信号检测算法的研究

轨道电路移频信号是否正常直接影响到列车的行车安全。为了准确、高精度地检测轨道电路移频信号参数,利用汉宁窗的频谱校正和欠采样技术,给出了基于快速傅里叶变换(FFT)的频谱校正算法。利用Matlab对其进行仿真,结果表明各参数检测值均满足误差指标要求,且将采样时间缩短到1.6 s(或2 s)。该算法为研究实时移频信号参数测试仪表提供了理论依据。     

国内18信息移频信号检测频谱校正算法的研究

针对铁路行车安全对轨道电路移频信号检测精度的要求及测试仪表对实时性的要求,分别研究了以快速傅里叶变换(FFT)与线性调频Z变换(CZT)算法为基础的频谱校正方法;采用频谱校正方法,将FFT和CZT变换中存在的频谱泄漏还原为接近无泄漏状态,实现信号参数的准确获取;再从算法原理、误差和运算复杂度等3个方面进行对比性分析,结果表明:对于国内18信息移频信号,在中心频率、低频和频偏的标准值处,使用两种算法得到的各参数计算值的绝对误差分别满足0.2Hz、0.02Hz和0.2Hz;各参数标准值发生一定偏差时,FFT的频谱校正算法的参数检测效果优于CZT的;FFT的复数乘法运算量较小。