邹学玉，袁延秀，熊杰

(长江大学电子信息学院，湖北 荆州 434023)

基于粒子滤波的短时正弦信号相位参数估计

邹学玉，袁延秀，熊杰

(长江大学电子信息学院，湖北 荆州 434023)

针对传统的相位参数估计方法的精度和局部收敛问题，提出了一种基于粒子滤波算法估计短时正弦信号相位的方法，设计了算法流程，研究了粒子数和相似度对参数估计精度的影响，估计了不同信噪比的正弦信号的相位，并与遗传算法和最小二乘法的结果进行了比较分析。结果表明，在信噪比大于20dB时，粒子滤波算法可以更快速、准确地估计出正弦信号的相位。

粒子滤波；正弦信号；参数估计；相似度

正弦信号的相位参数估计问题不仅在信号处理和通信领域中起着重要的作用，而且在电子、雷达、生物医学、油井射孔等领域也有着重要的作用[1，2]。由于在实际情况下，信号中往往含有噪声，因此，如何高精度地估计含噪声的正弦信号的参数就成为研究的重要内容。利用传统的最小二乘法估计正弦信号的参数时，往往将非线性问题转化为线性问题来处理，但处理过程中存在以下问题[3]：在实践中只有小部分问题能转化为线性问题；随着估计参数的增加，线性化方法的计算量将会成几何级数增长；精度不高。采用拟牛顿法、遗传算法等非线性优化方法来估计正弦信号的参数存在收敛到局部极小点的缺点[4]。基于叠加的互相关函数估计法不能解决混有谐波的信号[5]，对信号持续时间只有几个周期时的应用场景，将无法通过叠加处理增加信噪比，如基于TCP的油井射孔起爆时点分析等效为起爆信号的相位分析[2,6]。……