MATLAB实现基于GCC方法的时间延迟估计仿真系统

资 源 简 介

本MATLAB项目构建了完整的时间延迟估计仿真平台，采用广义互相关(GCC)算法，支持信号预处理、时延计算、峰值检测和性能评估。适用于音频处理、雷达系统等领域的时延分析研究。

详 情 说 明

基于GCC方法的时间延迟估计仿真系统

项目介绍

本项目实现了一个完整的时间延迟估计算法仿真平台，核心采用广义互相关（GCC）方法进行高精度时延估计。该系统能够对不同类型的信号源（如音频、声学信号）添加模拟时间延迟，并通过信号预处理、GCC计算、峰值检测和性能评估等一系列模块进行精确估计。平台支持多通道信号分析，并提供直观的可视化结果与量化性能指标，为时延估计算法的研究、验证和教学提供了一套完整的仿真工具。

功能特性

• 完整的GCC算法流程：实现了从信号加载、预处理、广义互相关计算到最终时延估计的全流程。
• 多种加权函数支持：内置PHAT（相位变换）、SCOT（平滑相干变换）等多种经典的GCC加权函数，以适应不同信噪比环境。
• 灵活的输入支持：可处理单通道或多通道的.wav音频文件或.mat格式的数据矩阵作为基准信号和延迟信号。
• 精确的峰值检测：采用鲁棒的峰值检测算法，准确锁定互相关函数的峰值位置，确保时延估计的准确性。
• 全面的性能评估：提供包括估计误差、信噪比分析、算法运行时间在内的多项性能指标。
• 丰富的可视化展示：生成互相关函数曲线图、峰值位置标记图等，直观展示算法中间与最终结果。
• 参数可配置：用户可通过友好接口灵活设置采样频率、信号长度、分析窗口、GCC加权类型等关键参数。

使用方法

1. 准备输入信号：确保基准信号和待测的延迟信号已准备好，格式为.wav或.mat。
2. 配置运行参数：在脚本中设置或修改相关参数，如fs（采样频率）、gcc_method（GCC加权方法选择）等。
3. 运行主程序：执行系统的主入口函数，系统将自动完成信号读取、时延估计、结果分析和图形绘制。
4. 查看与分析结果：程序运行后，将在命令行窗口输出估计的时延值（单位：秒和采样点数）及性能指标，同时自动弹出显示互相关函数等结果的可视化图表。

系统要求

• 操作系统：Windows / Linux / macOS
• 软件环境：MATLAB R2018a 或更高版本
• 必要工具箱：Signal Processing Toolbox（信号处理工具箱）

文件说明

主入口脚本整合了系统的所有核心功能。它负责协调整个仿真流程，具体包括：读取和验证用户输入的信号与参数；对输入信号进行必要的预处理操作；根据所选加权方法执行广义互相关计算；采用峰值检测算法从互相关函数中精确估计时间延迟；全面评估估计结果的性能并计算各项指标；最后，生成包含互相关曲线和峰值标记的图形化结果，并在命令行输出详细的时延估计值和性能分析报告。