循环平稳信号分析共47页
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循环平稳过程以及信号处理理论绪论• 通信、遥测、雷达、声呐等系统中许多信号,其统计特征参数是时间变化的,这类信号称为循环平稳信号(cyclostationary signal)• 例如调制信号,雷达扫描信号,还有一些自然的,如水文数据,海洋数据,人体心电图等都具有循环平稳性质。
• W. A. Gardner*的谱相关理论是标志循环平稳信号处理理论的成熟,其数学工具是循环相关函数和循环谱相关函数。
• *W. A. Gardner, L. E. Franks, Characterization of cyclostationary random signal processes, IEEE Trans Information Theory, 21: 4-14, 1975.• F. Chapeau-Blondeau, X. Godivier; "Theory of stochastic resonance in signaltransmission by static nonlinear systems"; Physical Review E 55, 1478-1495 (1997).• X. Godivier, F. Chapeau-Blondeau; "Noise-assisted signal transmission by a nonlinearelectronic comparator: Experiment and Theory"; Signal Processing 56, 293-303 (1997).• F. Duan, F. Chapeau-Blondeau, D. Abbott; "Noise-enhanced SNR gain in parallel array ofbistable oscillators"; Electronics Letters 42, 1008-1009 (2006).2.1一般理论框架(动态静态系统都适合)强调我们的系统划分规则静态指无记忆系统,而动态指有记忆的系统。
循环平稳理论的发展与应用杨秀梅【摘要】随着现代信号处理技术的进步,可以更加有效的处理非线性、非平稳、非高斯信号.循环平稳理论的主要研究对象是非平稳信号.本文从循环平稳理论的概念入手,介绍了循环平稳理论在算法本身方面的研究进展,并分析了与其它算法的结合应用情况,以及在不同领域的应用情况.【期刊名称】《软件》【年(卷),期】2017(038)011【总页数】6页(P40-45)【关键词】循环平稳;循环谱;算法;应用【作者】杨秀梅【作者单位】昆明理工大学信息工程与自动化学院,云南昆明 650093【正文语种】中文【中图分类】TP911.72现代信号分析与处理技术是为了更加有效的解决非线性、非平稳、非高斯信号而发展起来的。
循环平稳理论的主要处理对象是非平稳信号中的一类特殊信号,如水文数据、气象数据、海洋信号和机械轴承信号等,这些信号存在某阶统计量随时间按周期或多周期规律变化的现象,统称为循环平稳信号(Cyclostationary Signal简称CS)。
与传统的信号处理方法相比,CS处理最大的不同是它引入了循环频率的概念,从而将非平稳信号转化为在一定程度上平稳的信号进行处理。
根据不同阶次统计量的周期性,CS可以分为一阶循环平稳、二阶循环平稳和高阶循环平稳。
循环平稳理论深刻揭示了具有循环平稳特征的信号的本质特征,奠定了CS的理论基础,为CS处理技术的发展提供了方向和动力[1]。
Gardner用统一的理论框架描述了时间序列谱相关函数计算方法,提出了原始算法,在以后的十几年里,出现了一些对原始算法改进的估计算法。
关于循环谱估计的研究目前大致分三条研究主线:(1)基于循环周期图的非参数经典循环谱估计;(2)基于参数估计理论的现代循环谱估计。
(3)基于Wigner-ville框架的循环谱估计[2]。
1.1 理论基础若信号 ()x t为CS,设其周期为T,以二阶循环平稳为例,则:可将R x( t,τ)展开成Fourier级数的形式:R x (τ, α)表示循环频率为α = m/ T 的循环自相关函数,它是以时间延迟τ和循环频率α为变量的二元函数。
循环平稳过程以及信号处理理论绪论• 通信、遥测、雷达、声呐等系统中许多信号,其统计特征参数是时间变化的,这类信号称为循环平稳信号(cyclostationary signal)• 例如调制信号,雷达扫描信号,还有一些自然的,如水文数据,海洋数据,人体心电图等都具有循环平稳性质。
• W. A. Gardner*的谱相关理论是标志循环平稳信号处理理论的成熟,其数学工具是循环相关函数和循环谱相关函数。
• *W. A. Gardner, L. E. Franks, Characterization of cyclostationary random signal processes, IEEE Trans Information Theory, 21: 4-14, 1975.• F. Chapeau-Blondeau, X. Godivier; "Theory of stochastic resonance in signaltransmission by static nonlinear systems"; Physical Review E 55, 1478-1495 (1997).• X. Godivier, F. Chapeau-Blondeau; "Noise-assisted signal transmission by a nonlinearelectronic comparator: Experiment and Theory"; Signal Processing 56, 293-303 (1997).• F. Duan, F. Chapeau-Blondeau, D. Abbott; "Noise-enhanced SNR gain in parallel array ofbistable oscillators"; Electronics Letters 42, 1008-1009 (2006).2.1一般理论框架(动态静态系统都适合)强调我们的系统划分规则静态指无记忆系统,而动态指有记忆的系统。
多调制源信号的循环平稳分析及仿真王小卉;杨洁明【摘要】以多调制源信号为仿真对象,分别用二阶循环自相关、谱相关函数进行分析,在MATLAB平台上做信号的循环自相关谱相关函数的三维谱图、改进的自相关函数循环域的单切片图和谱相关单切片图,通过分析总结得出该改进的二阶循环切片分析方法能成功地将多调制源信号中的特征频率解调出来,为分析实际的循环故障信号奠定理论基础.【期刊名称】《装备制造技术》【年(卷),期】2012(000)008【总页数】3页(P3-5)【关键词】调幅信号;调频信号;循环谱相关函数;特征频率【作者】王小卉;杨洁明【作者单位】湛江师范学院机电工程系,广东湛江524048;太原理工大学机电研究所,山西太原030024【正文语种】中文【中图分类】TN911.72在通信、遥测、雷达和旋转机械等系统中,经常会遇到很多随机信号,其非平稳特性表现为一定的周期性,这类信号统称为“循环平稳信号”。
此类信号的统计特征参量虽然是时变的,但由于其自身独特的周期平稳性,使其单次采集到的记录,具有周期遍历特性,这种“循环平稳性能”,使得这类随机信号的分析处理得以实现。
传统统计信号处理方法在处理循环平稳信号时,都假定信号是平稳的,忽略了信号的循环平稳性,不能实现对循环平稳信号的最佳处理。
因此,人们开始探索充分利用信号循环平稳特征的新的信号处理方法,广泛地应用于通信、语音处理、故障诊断等多种领域[1]。
由于机械故障信号一般都是复杂的多调制源调制调幅信号,本文就以多调制源信号为例,研究二阶循环平稳分析的解调性能,改进分析方法总结规律,为更好地分析实际故障信号奠定理论基础。
1 循环平稳信号特性[2]通常情况下,随机信号统计特征,呈周期或多周期(各周期不能通约)变化。
对循环平稳信号,假设某一信号为x(t),式(1)就是循环统计量的数学表达式。
其中,cx(t,τ)k是 x(t)的 k 阶时变统计量。
最常用的统计量为均值(一阶统计量)、相关函数与功率谱密度函数(二阶统计量)。