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基于互相关峰值位置的频域插值计算两信号间延迟:GetTOFfftPhase-MATLAB开发

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简介:
本项目提供了一种在MATLAB环境下通过频域插值和互相关峰值位置来精确计算两个信号之间时延的方法,即GetTOFfftPhase函数。此方法特别适用于需要高精度时间测量的应用场景。 函数 [ToFph] = GetTOFfftPhase(MySignal, RefSignal, ProcType) 用于获取参考信号(RefSignal)与测量信号(MySignal)之间的延迟。这种延迟称为飞行时间 (ToF)。估计基于互相关峰值位置的时间分辨率,可以达到比采样周期更高的精度。 假设您有一个脉冲作为传输或参考信号以及它的延迟版本,例如在声纳、雷达和测距仪应用中使用的测量信号。使用此函数只需提供这两个信号即可计算它们之间的互相关并估计峰值的位置。为了实现子样本级别的精确度(即高于采样周期的分辨率),时间插值采用频域内插技术完成。 关于该功能准确性的详细分析,您可以查阅以下论文:L.Svilainis,“时延估计中频域子样本插值回顾”,IEEE 超声波、铁电和频率控制汇刊。2019年发表。

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客服
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  • :GetTOFfftPhase-MATLAB
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    本项目提供了一种在MATLAB环境下通过频域插值和互相关峰值位置来精确计算两个信号之间时延的方法,即GetTOFfftPhase函数。此方法特别适用于需要高精度时间测量的应用场景。 函数 [ToFph] = GetTOFfftPhase(MySignal, RefSignal, ProcType) 用于获取参考信号(RefSignal)与测量信号(MySignal)之间的延迟。这种延迟称为飞行时间 (ToF)。估计基于互相关峰值位置的时间分辨率,可以达到比采样周期更高的精度。 假设您有一个脉冲作为传输或参考信号以及它的延迟版本,例如在声纳、雷达和测距仪应用中使用的测量信号。使用此函数只需提供这两个信号即可计算它们之间的互相关并估计峰值的位置。为了实现子样本级别的精确度(即高于采样周期的分辨率),时间插值采用频域内插技术完成。 关于该功能准确性的详细分析,您可以查阅以下论文:L.Svilainis,“时延估计中频域子样本插值回顾”,IEEE 超声波、铁电和频率控制汇刊。2019年发表。
  • 利用余弦:GetTOFcos(MySignal, RefSignal)-MATLAB
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    这段代码用于在MATLAB中实现通过互相关和余弦插值方法精确计算两个信号之间的时间延迟,函数名为GetTOFcos。 假设您有一个脉冲(参考或传输信号)及其延迟版本(如在声纳、雷达、测距仪应用中的测量信号)。您的任务是估计这两个信号之间的延迟时间。为此,只需提供两个输入信号即可使用该函数计算它们的互相关并确定峰值的位置。此方法能够实现亚采样周期分辨率下的精确峰值位置估算,并通过余弦插值进行子样本级修正。 有关该功能准确性的详细分析,请参阅文献:L.Svilainis 等人的论文《数字域中直接相关估计飞行时间中的子样本插值偏差误差》。这篇发表于2013年的文章,刊载在第46卷、第10期的测量期刊上,页码为3950-3958。 两个信号可以具有任意形状和类型(例如线性调频脉冲或PSK序列),并不局限于简单的脉冲形式。此外,如果将时间信号替换为空间信号,则该方法也可用于空间位移估计。使用时,请输入help GetTOFcos以获取更多详细信息。
  • 函数:使用xcorrTD离散时-MATLAB
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    本项目提供了一种名为xcorrTD的MATLAB工具,用于高效地计算两个离散时间信号之间的互相关函数及它们间的相对延迟。此方法为分析和处理时域数据提供了强大支持。 xcorrTD 接受两个离散时间信号作为输入,并计算它们之间的互相关值以及延迟(滞后)。此操作在时域内完成。该函数的结果已经过验证,与MatLAB的xcorr函数结果一致。 对于频域中的互相关,请参考 xcorrFD 函数。 语法:[lags,ck,cc,td] = xcorrTD(x,y) 输入参数: - x: 输入信号1(必须是Nx1或1xN向量) - y: 输入信号2(必须是Nx1或1xN向量) 输出参数: - lags: 长度为2*N - 1的滞后向量,其中 N 是信号x 或y 中的数据点数 - ck:互相关值(与MatLAB xcorr函数中的输出相同) - cc:相关系数 - td:两个信号之间的延迟(即延迟的数量)
  • xcorrFD(x,y): 个离散时-matlab
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    xcorrFD函数用于计算MATLAB中两个离散时间序列x和y之间的互相关,并确定它们之间的时延。 xcorrFD 函数接受两个离散时间信号作为输入,并计算这两个信号之间的互相关值及延迟。该函数的计算是在频域进行的。xcorrFD 的结果通过 MatLAB 中的 xcorr 函数进行了验证。有关时域中的互相关,请参阅 xcorrTD。 语法:[lags,ck,td] = xcorrFD(x,y) 输入: - `x` : 输入信号 1(必须是 Nx1 向量) - `y` : 输入信号 2(必须是 Nx1 向量) 输出: - 滞后:长度为 2N−1 的滞后向量,其中 N 是信号 x 或 y 中的数据点数 - ck:互相关值 [(2N-1)x1 向量] - td :两个信号之间的延迟(即滞后数)
  • :估样本连续函数与幅度-MATLAB
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    本MATLAB项目提供了一种算法,用于在信号处理中估计连续函数的峰值位置和幅度。该方法特别适用于分析采样数据间的细微变化,提高数据分析精度。 有时重要的是能够估计样本之间的采样连续函数的峰值。这种技术称为子样本峰值插值,在雷达、延迟估计和通信领域有着广泛应用。通常情况下,我们会将模型拟合到采样数据上,并找到该模型的最大值点。我所使用的两种模型是抛物线和高斯曲线,这两种方法各有三个参数并且可以精确地与三组样本进行匹配(即使这些样本的分布并不均匀),同时它们还提供了解析形式的解法作为额外的优势。这个包演示了这一过程,并包括两个实例:一个展示了如何找到非等间距采样数据中函数的最大值点;另一个则展示了一个延迟估计的例子,强调了子样本精度的重要性。
  • :获取幅度-MATLAB
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    本项目展示了如何使用MATLAB计算信号的峰峰值(Peak-to-Peak Value),通过简单的代码示例帮助用户理解并实现信号处理中的这一重要参数。 返回向量的峰峰值。该值计算为平均正峰值与平均谷值之间的距离。如果信号包含噪声,则噪声中的波峰和波谷将被纳入结果中进行平均处理,因此您首先需要发出信号以进行分析。
  • PLV - 锁:用跨实验MATLAB工具
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    PLV - 锁相值是一款专为研究者设计的MATLAB工具箱,用于精确计算不同实验条件下两个信号间的锁相值,以评估其同步性。 根据 Lachaux、Rodriguez、Martinerie 和 Varela (1999) 的研究,计算跨试验的两个信号之间的锁相值(PLV)。 PLV 值范围从 0 到 1,其中 0 表示随机相位差,而 1 表示固定相位差。参考文献:Lachaux, JP, Rodriguez, E., Martinerie, J., & Varela, FJ (1999). Measuring phase synchrony in brain signals. Human Brain Mapping, 8(4), 194-208。
  • LabVIEW 测量方法
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    本篇文章介绍了利用LabVIEW软件实现测量信号延迟的互相关方法,探讨了其原理和应用,并提供了具体的实验案例。 LabVIEW互相关计算用于确定两组数据的延迟时间,在互相关测量速度等方面非常实用。
  • 利用MATLAB息法
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    本研究采用MATLAB软件平台,运用互信息法精确计算系统中的最优延迟时间,以优化信号处理与控制系统性能。 MATLAB程序使用互信息法求混沌时间序列的延迟时间,该程序是我根据相关公式自编并亲测可用。需要调用两个函数,并且可以根据需求进行适当调整。
  • MATLAB阵元仿真——与广义方法
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    本研究采用MATLAB进行两阵元信号时延估计仿真,对比分析了基本互相关和广义互相关两种方法在不同条件下的性能。 使用MATLAB编写代码来估计线阵中两个单元之间的时延差。该过程包括基本互相关和广义互相关的估计方法。有关代码的详细讲解,请参阅我个人主页上的博文。