專(zhuān)利名稱(chēng)：基于可預(yù)測(cè)性分析的信號(hào)成分特性的辨識(shí)方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及信號(hào)處理領(lǐng)域，尤其涉及一種基于可預(yù)測(cè)性分析的信號(hào)成分特性的辨識(shí)方法。
背景技術(shù)：
隨著非線性動(dòng)力學(xué)的快速發(fā)展，人們對(duì)于信號(hào)特性的理解更加深入。非線性研究中的混沌理論研究表明，一些表面十分復(fù)雜的隨機(jī)過(guò)程往往只是由一些簡(jiǎn)單的規(guī)則物理規(guī)律產(chǎn)生的。對(duì)于這類(lèi)具有規(guī)則非線性結(jié)構(gòu)的信號(hào)，傳統(tǒng)的線性信號(hào)分析手段很難直接對(duì)其有效處理，必須借助特定的非線性處理手段才能透過(guò)復(fù)雜的表象去觀察其本質(zhì)的規(guī)律性。在對(duì)信號(hào)進(jìn)行行之有效的處理之前，必須明確的辨識(shí)信號(hào)的特性，判斷所分析處理的信號(hào)其究竟是確定性線性信號(hào)、確定性非線性信號(hào)還是隨機(jī)過(guò)程。對(duì)于確定性線性信號(hào)的信號(hào)特性和參數(shù)的辨識(shí)方法一般采用功率譜估計(jì)，但是這類(lèi)方法無(wú)法區(qū)分確定性非線性信號(hào)和隨機(jī)過(guò)程。對(duì)于確定性非線性信號(hào)的辨識(shí)一般采用在其重構(gòu)相空間內(nèi)的進(jìn)行幾何規(guī)則度的測(cè)量，但是此類(lèi)方法需要在重構(gòu)相空間時(shí)精確獲得嵌入維數(shù)和延遲時(shí)長(zhǎng)的參數(shù)值，這在實(shí)際應(yīng)用中難以準(zhǔn)確估計(jì)；同時(shí)這類(lèi)方法需要盡可能長(zhǎng)的數(shù)據(jù)長(zhǎng)度和較高的計(jì)算代價(jià)，這使得此類(lèi)方法很難保證實(shí)際應(yīng)用中的實(shí)時(shí)性。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明提供的一種基于可預(yù)測(cè)性分析的信號(hào)成分特性的辨識(shí)方法，提供了一種具有簡(jiǎn)便計(jì)算流程的信號(hào)特性辨識(shí)方法，以實(shí)現(xiàn)對(duì)信號(hào)特性進(jìn)行準(zhǔn)確高效的識(shí)別。為了達(dá)到上述目的，本發(fā)明提供一種基于可預(yù)測(cè)性分析的信號(hào)成分特性的辨識(shí)方法，該方法包含以下步驟
步驟I、輸入待辨識(shí)信號(hào)X(t)；
步驟2、利用線性預(yù)測(cè)模型和非線性預(yù)測(cè)模型對(duì)所分析信號(hào)按照遞增的預(yù)測(cè)階數(shù)進(jìn)行預(yù)測(cè)序列的估計(jì)；
步驟3、記錄線性預(yù)測(cè)模型和非線性預(yù)測(cè)模型在不同預(yù)測(cè)階數(shù)下的預(yù)測(cè)誤差，分別獲得線性預(yù)測(cè)和非線性預(yù)測(cè)的“預(yù)測(cè)階數(shù)——誤差”關(guān)系曲線；
步驟4、提取線性預(yù)測(cè)和非線性預(yù)測(cè)獲得的“預(yù)測(cè)階數(shù)——誤差”關(guān)系曲線的變化趨勢(shì)， 進(jìn)行信號(hào)特性的辨識(shí)判斷，判斷信號(hào)是確定性線性信號(hào)，還是確定性非線性信號(hào)，還是隨機(jī)過(guò)程。所述的步驟2包含以下步驟
步驟2. I、利用線性預(yù)測(cè)模型進(jìn)行線性預(yù)測(cè)分析；
線性預(yù)測(cè)模型的基本原理是時(shí)間序列ζ( )中任意時(shí)刻的值可以由其前面產(chǎn)個(gè)值的線性組合表示，即
權(quán)利要求
1.一種基于可預(yù)測(cè)性分析的信號(hào)成分特性的辨識(shí)方法，其特征在于，該方法包含以下步驟步驟I、輸入待辨識(shí)信號(hào)X(t)；步驟2、利用線性預(yù)測(cè)模型和非線性預(yù)測(cè)模型對(duì)所分析信號(hào)按照遞增的預(yù)測(cè)階數(shù)進(jìn)行預(yù)測(cè)序列的估計(jì)；步驟3、記錄線性預(yù)測(cè)模型和非線性預(yù)測(cè)模型在不同預(yù)測(cè)階數(shù)下的預(yù)測(cè)誤差，分別獲得線性預(yù)測(cè)和非線性預(yù)測(cè)的“預(yù)測(cè)階數(shù)——誤差”關(guān)系曲線；步驟4、提取線性預(yù)測(cè)和非線性預(yù)測(cè)獲得的“預(yù)測(cè)階數(shù)——誤差”關(guān)系曲線的變化趨勢(shì)， 進(jìn)行信號(hào)特性的辨識(shí)判斷，判斷信號(hào)是確定性線性信號(hào)，還是確定性非線性信號(hào)，還是隨機(jī)過(guò)程。
2.如權(quán)利要求I所述的基于可預(yù)測(cè)性分析的信號(hào)成分特性的辨識(shí)方法，其特征在于， 所述的步驟2包含以下步驟步驟2. I、利用線性預(yù)測(cè)模型進(jìn)行線性預(yù)測(cè)分析；線性預(yù)測(cè)模型的基本原理是時(shí)間序列ζ( )中任意時(shí)刻的值可以由其前面產(chǎn)個(gè)值的線性組合表示，即
3.如權(quán)利要求2所述的基于可預(yù)測(cè)性分析的信號(hào)成分特性的辨識(shí)方法，其特征在于， 所述的步驟2. I和步驟2. 2同時(shí)進(jìn)行。
4.如權(quán)利要求3所述的基于可預(yù)測(cè)性分析的信號(hào)成分特性的辨識(shí)方法，其特征在于， 所述的步驟2. I包含以下步驟步驟2. I. I、首次預(yù)測(cè)的線性預(yù)測(cè)階數(shù)設(shè)為P=2 ；步驟2.1.2、進(jìn)行線性預(yù)測(cè)分析，獲得預(yù)測(cè)時(shí)間序列m ；步驟2. I. 3、計(jì)算預(yù)測(cè)誤差f %其中，Z為預(yù)測(cè)序列的長(zhǎng)度，σ、為原時(shí)間序列信號(hào)X(X)的標(biāo)準(zhǔn)差；步驟2. I. 4、設(shè)N為預(yù)設(shè)最大預(yù)測(cè)階數(shù)，判斷Ρ〈Ν是否成立，若是，則Ρ=Ρ+1，進(jìn)行步驟2.I. 2，若否，則進(jìn)行步驟3。
5.如權(quán)利要求3所述的基于可預(yù)測(cè)性分析的信號(hào)成分特性的辨識(shí)方法，其特征在于， 所述的步驟2. 2包含以下步驟步驟2. 2. I、首次預(yù)測(cè)的非線性預(yù)測(cè)階數(shù)設(shè)為Κ=2 ；步驟2.2.2、進(jìn)行非線性預(yù)測(cè)分析，獲得預(yù)測(cè)時(shí)間序列m ;步驟2. 2. 3、計(jì)算預(yù)測(cè)誤差
6.如權(quán)利要求I所述的基于可預(yù)測(cè)性分析的信號(hào)成分特性的辨識(shí)方法，其特征在于， 所述的步驟4中，不同類(lèi)型信號(hào)的“預(yù)測(cè)階數(shù)——誤差”關(guān)系曲線的變化趨勢(shì)規(guī)律如下·1、確定性線性信號(hào)其線性預(yù)測(cè)誤差隨著預(yù)測(cè)階數(shù)增加而減小，達(dá)到一定數(shù)值后趨于穩(wěn)定；其非線性預(yù)測(cè)誤差隨著預(yù)測(cè)階數(shù)增加而減小，達(dá)到一定數(shù)值后趨于穩(wěn)定；·2、確定性非線性信號(hào)其線性預(yù)測(cè)誤差隨著預(yù)測(cè)階數(shù)增加而減小，不會(huì)趨于穩(wěn)定值；其非線性預(yù)測(cè)誤差隨著預(yù)測(cè)階數(shù)增加而減小，達(dá)到一定數(shù)值后趨于穩(wěn)定；·3、隨機(jī)過(guò)程其線性預(yù)測(cè)誤差隨著預(yù)測(cè)階數(shù)增加而減?。黄浞蔷€性預(yù)測(cè)誤差呈隨機(jī)分布。
全文摘要
一種基于可預(yù)測(cè)性分析的信號(hào)成分特性的辨識(shí)方法，該方法利用線性預(yù)測(cè)模型和非線性預(yù)測(cè)模型對(duì)所分析信號(hào)按照遞增的預(yù)測(cè)階數(shù)進(jìn)行預(yù)測(cè)序列的估計(jì)，記錄線性預(yù)測(cè)模型和非線性預(yù)測(cè)模型在不同預(yù)測(cè)階數(shù)下的預(yù)測(cè)誤差，分別獲得線性預(yù)測(cè)和非線性預(yù)測(cè)的“預(yù)測(cè)階數(shù)——誤差”關(guān)系曲線，提取線性預(yù)測(cè)和非線性預(yù)測(cè)獲得的“預(yù)測(cè)階數(shù)——誤差”關(guān)系曲線的變化趨勢(shì)，進(jìn)行信號(hào)特性的辨識(shí)判斷，判斷信號(hào)是確定性線性信號(hào)，還是確定性非線性信號(hào)，還是隨機(jī)過(guò)程。本發(fā)明提供了一種具有簡(jiǎn)便計(jì)算流程的信號(hào)特性辨識(shí)方法，以實(shí)現(xiàn)對(duì)信號(hào)特性進(jìn)行準(zhǔn)確高效的識(shí)別。
文檔編號(hào)G05B17/02GK102608921SQ20121006999
公開(kāi)日2012年7月25日 申請(qǐng)日期2012年3月16日 優(yōu)先權(quán)日2012年3月16日
發(fā)明者包飛, 陳潛 申請(qǐng)人:上海無(wú)線電設(shè)備研究所