基于FrFT的最优平滑伪Wigner—Ville分布

分数阶傅里叶变换具有旋转性、时移特性、频移特性等重要数学性质,将其结合广义时频带宽积准则,可设计出平滑伪Wigner — Ville分布(SPWVD)的最优时域窗函数,该窗函数能根据实际处理信号自适应地变化,从而提高SPWVD的精度.为了验证所设计窗函数的有效性,本文使用调频信号进行测试,仿真结果显示,该窗函数能有效提高传统SPWVD的精度.     

结合信号谐波特性的均值参数测量窗设计

为了有效抑制准周期信号均值类参数测量时由信号频率的起伏变化和对信号的非同步采样引入的误差，对加窗函数采用组合余弦表示并结合周期信号频谱的谐波特性，提出了一种用于准周期信号均值类参数高精度测量的加窗函数设计方法。首先，基于测量误差在采样同步时为零，并对采样不同步不敏感，分别导出了组合余弦窗的有效条件及其优化设计的平坦性准则；进而以平坦性准则为约束建立了组合余弦窗的系数方程组；最后通过求解方程组确定组合余弦窗的系数，实现了组合余弦窗的优化设计。采用优化组合余弦窗对信号加窗，能够最大限度地抑制各谐波之间的泄漏干扰，显著降低了均值类参数的测量误差。基于组合余弦窗的平坦性准则对广为应用的矩形卷积窗的最优性进行了分析，揭示出在各信号谐波频点处矩形卷积窗的频谱满足相同的平坦性。对典型信号有效值的测量进行数值模拟表明：信号频率在±10%之内起伏变化时，与同宽的矩形卷积窗相比，采用窗宽为2个和3个信号周期的优化组合余弦窗后测量精度分别提高了11倍和27.5倍以上。     

基于压缩感知的语音压缩与重构

基于语音信号在离散余弦基下的近似稀疏性,对语音信号采用压缩感知技术进行压缩和重构,研究了分析窗长固定时重构误差与观测点数的关系, 针对低压缩比下重构信号"noisy"的特性,提出对重构信号进行小波去噪联合低通滤波的方法以改善重构语音的质量,并研究了低压缩比下分析窗长对重构信号质量的影响.仿真结果表明低压缩比下,合理选取分析窗长,并采用小波去噪联合低通滤波的处理方法可以明显改善重构语音的质量.     

改进Rife-Vincent(Ι)窗的FFT介质损耗角测量

非同步采样信号后，利用快速傅里叶变换（FFT）对信号处理时会出现频谱泄漏，导致FFT介质损耗角测量精度不高.为了提高介质损耗角测量精度，通过Rife-Vincent(Ι)窗的自乘运算构造出一种新的余弦窗，并设计了基于改进Rife-Vincent(Ι)窗的FFT介质损耗角测量方法.新窗函数比传统窗函数具有更好的旁瓣特性，可以提升频谱泄漏的抑制效果.仿真实验结果表明，加Rife-Vincent(Ι)自乘窗方法比加Hanning窗、加Blackman窗方法的介质损耗角测量精度更高.     

基于加窗插值FFT和原子分解的间谐波检测算法

间谐波除了具有谐波危害外,还具有其自身特性带来的电压闪变、继电器误动作等多种危害,因此准确检测间谐波对电网安全运行具有重要意义.在分析加窗插值FFT和原子分解算法优缺点的基础上,提出两种算法相结合的间谐波检测算法.算法首先对加Hanning窗信号进行FFT分析,求得峰值谱线及其两侧谱线值.然后根据幅值判断法判断是否存在谱线干涉.若存在谱线干涉,则使用原子分解算法估计信号参数;若不存在谱线干涉,则使用加窗插值FFT算法对信号参数进行检测.仿真结果表明,算法在检测谐波、间谐波时,频率分辨率高于加窗插值FFT算法,计算量小于原子分解算法.     

基于瞬时频率的窗宽递增寻优的短时傅里叶变换

讨论了窗函数在时频分析中的作用,分析了S变换的缺陷,指出了依据分析频率调整窗宽和使用窄窗均严重影响时频分析效果.以短时傅里叶变换为基础,提出了一种窗宽根据信号自身时变特征进行自主调节的时频分析方法,该方法以瞬时频率的变化作为判断信号频谱结构发生变化的依据,通过在瞬时频率变化之前逐次递增窗宽,使窗函数能够覆盖信号中的局部平稳区域的大部甚至全部,从而可对信号中的各局部平稳段得到最佳的时频分辨率.通过对线调频信号、时变信号和含噪声信号的分析和比较可知,本方法可准确描述信号的时间分布特征,并可同时获得最佳的频率分辨率,且对噪声不敏感,具有一定的先进性和实用性.     

有功功率测量P-Sa滤波器算法的研究

针对电能表采样过程中非整周期采样造成的有功功率测量和电能计量误差,在传统滤波器功率测量算法基础上,首先提出了一种多项Sa函数自卷积窗函数（P-Sa窗）,分析了该窗的时频特性;然后基于该窗构造了P-Sa滤波器,仿真分析了非整周期采样下P-Sa滤波器的滤波效果;最后,基于工频正弦波形和IEC62052中的5种畸变波形测试信号,仿真分析了稳态和动态测试信号下不同有功功率测量算法对累计电能的误差。仿真结果表明,提出的P-Sa滤波器可以有效抑制纹波波动,提高了有功电能累计的准确性。     

一种基于窗长自适应的语音信号处理算法

首先指出固定窗长的窗函数在处理复杂语音信号时,通常会遇到保持短时平稳性和准确性的矛盾.继而提出一种窗长可以自适应的算法来解决问题,在维持短时平稳性的同时保证准确性.实验结果表明,通过窗函数的窗长自适应来响应复杂信号的频率变化,能够更准确、更有效地处理语音信号.     

基于高阶矩形卷积窗的多频信号参数估计

非同步采样多频信号后,为了减少对信号进行快速傅里叶变换(FFT)而出现的频谱泄漏和栅栏效应等负面影响,设计了一种高阶矩形卷积窗与三谱线插值相结合的信号参数估计方法,推导了多频信号频率、幅值和相位的估计公式,并利用多项式拟合出相应的关系表达式.利用高阶矩形卷积窗+三谱线插值算法、FFT和加Hanning窗算法进行多频信号参数估计对比仿真实验,实验结果表明,对于多频信号的频率和幅值,高阶矩形卷积窗+三谱线插值算法比FFT和加Hanning窗算法的估计精度更高.     

OFDM系统中基于二阶多项式奈奎斯特窗的边带加窗技术研究

针对在所有子载波上加载同一种窗函数的传统加窗方式,提出了一种新的边带加窗方式。边带加窗是根据窗函数的频谱特性,在不同频带子载波加载不同类型的窗函数以及选择相对应的滚降系数和参数的加窗方式。这种加窗方式相比传统加窗在缩短滚降叠加部分的时域长度后能够获得更好的信号传输效率,在不同频带使用不同类型、不同参数的窗函数来改善其带外衰减效果。仿真结果表明,边带加窗在缩短时域符号长度后与传统加窗相比,仍然能保持较好的带外衰减效果;并且通过比较在边带使用不同类型的窗函数以及与传统的加窗方式相比较后得出,在边带使用二阶多项式奈奎斯特窗函数(second order continuous window,SOCW）中使用升余弦窗函数的带外衰减效果要优于其他加窗方式。     

用DFT分析正弦信号频谱时应注意的几个问题

从 DFT谱失真原因出发 ,分析了信号加窗和 DFT频域采样点数对 DFT谱的影响 ,指出了决定 DFT谱分辨率的主要是信号长度 ,即窗长度 ;在窗长度一定的情况下 ,窗类型也有影响 .而 DFT变换点数则决定 DFT谱与信号的 DTFT谱的接近程度     

基于Nuttall自卷积窗四谱线插值FFT的电力谐波分析方法

快速傅里叶变换(fast Fourier transform,FFT)在非同步采样条件下难以实现谐波的高精度检测,而加窗和插值算法可以提高谐波检测的准确度。文章在分析Nuttall自卷积窗频谱特性的基础上,提出了基于Nuttall自卷积窗四谱线插值FFT算法。该算法通过对加窗信号离散频点处幅值的分析,利用谐波频点附近的四根谱线进行加权运算,进一步提高谐波幅值、相位和频率检测的精度;采用多项式拟合的方式得到基于Nuttall自卷积窗四谱线插值修正公式。仿真数据表明,该算法具有较高的谐波检测精度,Nuttall自卷积窗有效地抑制了频谱泄露。     

基于Kaiser窗的相位差校正及tanδ测量应用

基本窗函数和广义余弦窗函数对信号加权可减轻非同步采样和非整周期截断对介质损耗因数tanδ测量的影响,但其效果受到窗函数固定旁瓣性能的制约.本文通过分析Kaiser窗函数的主瓣与旁瓣衰减比重可自由选择的特性,提出了基于Kaiser窗的相位差校正的tanδ测量方法,推导了tanδ的计算式,并介绍了基于该算法的测量系统的硬件实现方案.仿真和试验结果表明,Kaiser窗函数抑制频谱泄漏效果好,基于Kaiser窗的相位差校正方法克服了谐波干扰、基波频率波动及白噪声对tanδ测量的影响,且设计实现灵活,测量结果精确、稳定,可用于tanδ的离线测量与在线监测.     

用DFT分析正弦信号频谱时应注意的几个问题

从DFT谱失真原因出发，分析了信号加窗和DFT频域采样点数对DFT谱的影响，指出了决定DFT谱分辨率的主要是信号长度，即窗长度；在窗长度一定的情况下，窗类型也有影响，而DFT变换点数则决定DFT谱与信号的DTFT谱的接近程度。     

离散傅里叶变换的自适应循环电力谐波分析算法

提出一种基于DFT的自适应循环电力系统信号分析算法,该算法将插值算法和相位差校正算法进行融合.首先使用插值算法估计被检测信号的频率,计算出最佳的信号整数倍周期的截断长度,然后利用相位差校正算法纠正测量分量的频率、相位和幅度等参数,信号中各频率分量在迭代循环中进行分离.仿真实验中,通过添加海明窗、汉宁窗、布莱克曼窗和莱夫-文森特窗等来展示该文方法的效果.实验结果表明,该方法相比其他算法具有较高的计算精度.     

K-S变换及其电网超谐波时频分析应用

依据FFT→优化窗→IFFT思路,突破线性时频变换的窗函数积分性能桎梏,实现高性能优化窗函数的线性时频变换应用,建立新型时频变换算法——K-S变换.对信号x（t）的FFT频谱向量进行频移处理后,与该频移点下Kaiser优化窗的频谱向量进行Hadamard乘积,再将乘积结果进行FFT逆变换（IFFT）,构造出K-S变换复时频矩阵,由此获得x（t）的时间-频率-幅值、时间-频率-相位三维信息;给出逆变换的数学推导与局部性质、线性性质和变分辨率特性;0~150 kHz电网的稳态与时变超谐波信号仿真实验表明,K-S变换的时域、频域分辨能力均优于流行的短时傅里叶变换、S变换,具有优良的变分辨率性能;0~40 kHz超谐波信号的实测证明,基于K-S变换的超谐波电压幅值测量绝对误差均小于0.032 3 V.     

基于LFM信号检测的高斯窗短时傅里叶变换的窗参数选择

研究了高斯窗短时傅里叶变换对线性调频信号检测的窗口参数的选择.通过推导给出了对特定线性调频信号的最佳高斯窗窗口参数的选择公式及分辨不同的线性调频信号的参数选择原则,还证明了由高斯窗谱图的Radon变换可以获得线性调频信号的精确参数估计.仿真结果证明了所用公式和方法的正确性.     

林地场景下的超宽带无线信道模型研究

为了研究超宽带信号在林地中的传播特性,依据信道频域测量数据,提出了符合中国超宽带(UWB)技术频率使用规定的林地场景信道模型.信道总体模型采用修正S-V模型.在信道测量信号的后处理中,使用过渡带为高斯滚降特性的类高斯窗来提取符合中国超宽带频谱规范的测量信号,利用CLEAN算法得到高分辨率的离散信道响应,并为信道时域测量信号提出了一种基于小波分析的分簇算法,最后统计提取出了信道模型参数.仿真结果表明,提出的林地超宽带信道模型和实测数据有着相近的时延扩展特性和主要多径个数.     

格型陷波器和DTFT科氏流量计信号处理方法

频率、幅度和相位均按随机游动模型变化的时变信号模型,更为真实地描述科氏流量计信号的实际特性.基于时变模型,提出用于科氏流量计的信号处理方法.采用自适应格型陷波器对频率、幅度和相位均按随机游动模型变化的科氏流量计信号进行滤波,得到频率及增强信号;通过短窗截取,采用DTFT法计算2路信号的相位差和时间差.仿真结果表明,方法具有很好的跟踪效果,且计算量小,可用于科氏流量计的实时信号处理.     

基于改进谱减算法的水声通信信号检测方法

针对水声信道环境噪声干扰严重,信号接收信噪比低,导致水声通信信号检测困难的问题,本文在传统双滑窗检测的基础上,提出基于改进谱减算法与双滑窗检测相结合的水声通信信号检测方法。借鉴语音信号增强思想,将接收的水声通信信号进行谱减降噪处理,提高信号接收信噪比;结合双滑窗检测技术,实现负信噪比下水声通信信号的检测。仿真结果表明,在接收信噪比为-10 dB的情况下,仍可实现水声通信信号的正确检测。