Page 256 - 应用声学2019年第4期

716 2019 年 7 月

FOS FOS
0 0
-10 -10
-20 -20
-30 -30
FFT FFT
0 0
Ҫဋ៨/dB -20 Ҫဋ៨ -20

-40 -40
MVDR MVDR
0 0
-20
-20
-40
-60 -40
500 505 510 515 500 505 510 515
ᮠဋ/Hz ᮠဋ/Hz
(a) ᣗᰴη٪උͥᝠፇ౧ (b) ᣗͰη٪උͥᝠፇ౧

FOS FOS
0 0 0 0
-5
-10
4 4
-10
-20
8 8 -15
-30 -20
FFT FFT
0 0 0 0
-5
௑ᫎ/s 4 ௑ᫎ/s 4 -10
-10
8 -20 8 -15
-30 -20
MVDR MVDR
0 0 0 0
-5
-10
4 4
-10
-20
8 8 -15
-30 -20
500 505 510 515 500 505 510 515
ᮠဋ/Hz ᮠဋ/Hz
(c) ᣗᰴη٪උᄊLOFARڏ (d) ᣗͰη٪උᄊLOFARڏ
图 3 FOS、FFT 和 MVDR 在不同信噪比下的谱估计结果
Fig. 3 Spectrum estimation results of FOS, FFT and MVDR at different SNR

从表 1 中的结果可以看出，FOS 的频率估计结 SNR 2 = 25 dB、SNR 3 = 20 dB时，采样率为2 kHz，
果准确，分辨率高。在图3中，MVDR方法虽然可以 分别采用时间长度为 3 s、5 s、7 s 的信号进行 FOS
通过功率谱的峰值确定信号的频率组成，但两次估 参数估计，各参数估计值和真实值之间的相对
计结果的峰值无法反映各频率成分幅度的相对强 误差如图 4(a) 所示。当仿真信号长度始终为 5 s
弱，而FOS算法可以直接估计信号幅度和初始相位 时，设置三组不同的信噪比，即 SNR 1 = 15 dB、
的大小。 SNR 2 = 10 dB、SNR 3 = 5 dB；SNR 1 = 30 dB、
信号的时间长度以及其信噪比都会对 FOS 算 SNR 2 = 25 dB、SNR 3 = 20 dB；SNR 1 = 40 dB、
法的参数计性能造成影响，因此分别仿真讨论在 SNR 2 = 35 dB、SNR 3 = 30 dB，并将三组信号分
不同信号长度和信噪比下利用 FOS 进行参数估计 别进行FOS参数估计，参数估计的相对误差显示在
的情况。为了减小偶然误差，两组仿真将采取多次 图 4(b)中。
估计取平均的方法，分别进行 50 次搜索并对结果 图 4(a) 是不同时间长度下的估计结果，图 4(b)
取平均。当仿真信号的信噪比为 SNR 1 = 30 dB、 是不同信噪比下的估计结果。从图4(a)可以看出，