MATLAB高阶谱分析工具箱：双谱时差估计系统

资 源 简 介

本MATLAB项目实现了高阶谱（双谱）分析的直接法与间接法，支持非高斯信号的相位耦合特征提取与时差估计（TDOA）。提供FFT快速计算与统计处理，适用于信号处理与阵列分析场景。

详 情 说 明

基于高阶谱（双谱）分析的时差估计系统

项目介绍

本项目实现高阶谱（双谱）分析的两种核心算法：直接法和间接法。系统能够对非高斯信号进行高阶统计分析，提取信号的相位耦合特征，并应用于时差估计（TDOA）等实际场景。直接法基于FFT快速计算双谱，间接法通过三阶累积量估计进行双谱重构。系统支持信号预处理、双谱可视化、特征提取和时差参数计算等功能。

功能特性

• 双谱估计算法：实现直接法（基于FFT）和间接法（基于三阶累积量）两种双谱估计方法
• 信号预处理：支持多通道信号滤波、去噪、分段处理等预处理操作
• 可视化分析：提供双谱幅度/相位三维图和双谱等高线图两种可视化方式
• 时差估计：基于双谱特征实现多通道信号间的时差估计（TDOA）
• 性能评估：提供算法计算效率、估计误差分析等性能指标
• 数据导出：支持双谱矩阵、时差参数等结果的导出功能

使用方法

基本输入参数

1. 信号数据：多通道时间序列信号（MATLAB数组或.mat文件格式）
2. 采样频率：信号采样频率（标量数值）
3. 分析参数：窗函数类型、分段长度、重叠率、频率分辨率等
4. 参考信号：可选参考信号（用于时差估计的基准信号）

操作流程

1. 准备输入信号数据和分析参数
2. 运行主程序进行双谱分析
3. 查看生成的双谱可视化结果
4. 获取时差估计结果和性能指标
5. 导出分析结果数据

输出结果

• 双谱幅度/相位三维图（直接法与间接法对比）
• 双谱等高线图（频率-频率域分布）
• 时差估计结果（数值输出及置信区间）
• 算法性能指标（计算效率、估计误差分析）
• 导出数据文件（包含双谱矩阵、时差参数等）

系统要求

• MATLAB版本：R2018a或更高版本
• 必需工具箱：Signal Processing Toolbox, Statistics and Machine Learning Toolbox
• 内存要求：建议8GB以上RAM（处理大数据集时需更多内存）
• 磁盘空间：至少1GB可用空间用于数据存储

文件说明

主程序文件实现了系统的核心控制逻辑，包括信号数据加载与参数配置、双谱分析算法的调度执行（直接法与间接法）、多种可视化结果的生成与展示、时差估计计算与性能评估，以及分析结果的导出管理。该文件作为系统的主要入口点，协调各功能模块的协同工作，确保整个分析流程的完整执行。