CN103841600B - 信号码元速率估计方法及传感器网络电磁频谱监测系统 - Google Patents

Abstract

本申请提供了一种信号码元速率估计方法及传感器网络电磁频谱监测系统，方法包括：监测单元对传感器网络监测的同一信号按设定的采样频率进行采样，得到采样信号；监测单元计算采样信号的信噪比估计值和变换谱；中心处理单元通过各个监测单元计算得到的信噪比估计值确定与各个监测单元对应的权值，通过各个监测单元计算得到的变换谱，以及与各个监测单元对应的权值计算合成谱；中心处理单元从合成谱中提取出代表信号码元速率的特征谱线，通过特征谱线计算码元速率估计值。本申请提供的方法及系统，对信号间的载波频率偏差、初始相位偏差等参数差异不敏感，监测单元发送至中心处理单元的包含信号码元速率信息的变换谱数据量小，适合应用于无线环境。

Description

信号码元速率估计方法及传感器网络电磁频谱监测系统

技术领域

本发明涉及无线通信技术领域，尤其涉及一种信号码元速率估计方法及传感器网络电磁频谱监测系统。

背景技术

目前的多传感器协同方法主要集中在信号数据层融合。数据层融合需要将多个传感器接收到的信号在中心节点进行合成，但是多个节点接收信号间存在的参数差异不可避免，如果在中心节点进行补偿，中心节点的计算负担过大。并且数据层融合需要将信号数据进行传递，传输带宽大，不适用无线环境。

发明内容

有鉴于此，本发明实施例提供了一种信号码元速率估计方法及传感器网络电磁频谱监测系统，用以解决现有技术中多传感器协同方法中多个节点接收信号间存在参数差异，信号数据传输带宽大，不适用于无线环境的问题，其技术方案如下：

一种信号码元速率估计方法，应用于包括多个监测单元和中心处理单元的传感器网络电磁频谱监测系统，所述方法包括：

所述监测单元对传感器网络监测的同一信号按设定的采样频率进行采样，得到采样信号；

所述监测单元计算所述采样信号的信噪比估计值和包含信号码元速率信息的变换谱；

所述中心处理单元通过各个所述监测单元计算得到的信噪比估计值确定与各个监测单元对应的权值，并通过所述各个监测单元计算得到的变换谱，以及所述与各个监测单元对应的权值计算合成谱；

所述中心处理单元从所述合成谱中提取出代表信号码元速率的特征谱线，通过所述特征谱线计算码元速率估计值。

其中，所述监测单元计算所述采样信号的变换谱，包括：

对所述采样信号取模求平方；

依据下式对取模求平方后的信号计算变换谱：

其中，m为所计算的变换谱的下标变量，m的取值范围为3～(F_s/R_smin+20)，F_s为所述设定的采样频率，R_smin为系统监测信号码元速率范围的最小值，X_i(n)为取模求平方后得到的信号，N为信号采样点数，I_i(m)为与监测单元i对应的变换谱。

其中，所述中心处理单元通过各个所述监测单元计算得到的信噪比估计值确定与各个监测单元对应的权值，包括：

所述中心处理单元通过所述各个监测单元计算得到的信噪比估计值，利用下式计算与各个监测单元对应的权值：

其中，M为监测单元的个数，SNR_i为监测单元i的信噪比估计值，w_i为与监测单元i对应的权值。

其中，所述中心处理单元通过所述各个监测单元计算得到的变换谱，以及所述与各个监测单元对应的权值计算合成谱，包括：

通过所述各个监测单元计算得到的变换谱，以及所述与各个监测单元对应的权值利用下式计算所述合成谱：

其中，I(m)为合成谱，I_i(m)为与监测单元i对应的变换谱，M为监测单元的个数，w_i为与监测单元i对应的权值。

其中，所述中心处理单元从所述合成谱中提取出代表信号码元速率的特征谱线，通过所述特征谱线计算码元速率估计值，包括：

从所述合成谱中提取出代表信号码元速率的特征谱线；

将所述特征谱线分段，确定每段特征谱线的最大值和最大值位置数据；

对于每段特征谱线，以最大值位置为中心，对以最大值位置数据为长度的范围内的数据求取平均值；

计算与每段特征谱线对应的峰均比，所述峰均比为每段特征谱线的最大值与平均值的比值；

确定与最大的峰均比对应的最大值位置数据；

用所述设定的采样频率除以确定出的最大值位置数据，得到所述码元速率估计值。

一种传感器网络电磁频谱监测系统，包括：多个监测单元和中心处理单元；

所述监测单元，用于对传感器网络监测的同一信号按设定的采样频率进行采样，得到采样信号，并计算所述采样信号的信噪比估计值和包含信号码元速率信息的变换谱；

所述中心处理单元，用于通过各个所述监测单元计算得到的信噪比估计值确定与各个监测单元对应的权值，通过所述各个监测单元计算得到的变换谱以及所述与各个监测单元对应的权值计算合成谱，从所述合成谱中提取出代表信号码元速率的特征谱线，通过所述特征谱线计算码元速率估计值。

其中，所述监测单元包括：模平方单元和谱计算单元；

所述模平方单元，用于对所述采样信号取模求平方；

所述谱计算单元，用于依据下式对取模求平方后的信号计算变换谱：

其中，m为所计算的变换谱的下标变量，m的取值范围为3～(F_s/R_smin+20)，F_s为所述设定的采样频率，R_smin为系统监测信号码元速率范围的最小值，X_i(n)为取模求平方后得到的信号，N为信号采样点数，I_i(m)为与监测单元i对应的变换谱。

其中，所述中心处理单元包括：权值计算单元；

所述权值计算单元，用于通过所述各个监测单元计算得到的信噪比估计值，利用下式计算与各个监测单元对应的权值：

其中，M为监测单元的个数，SNR_i为监测单元i的信噪比估计值，w_i为与监测单元i对应的权值。

其中，所述中心处理单元包括：合成谱计算单元；

所述合成谱计算单元，用于通过所述各个监测单元计算得到的变换谱，以及所述与各个监测单元对应的权值利用下式计算所述合成谱：

其中，I(m)为合成谱，I_i(m)为与监测单元i对应的变换谱，M为监测单元的个数，w_i为与监测单元i对应的权值。

其中，所述中心处理单元包括：谱线提取单元和码元速率计算单元；

所述谱线提取单元，用于从所述合成谱中提取出代表信号码元速率的特征谱线；

所述码元速率计算单元，用于将所述特征谱线分段，确定每段特征谱线的最大值和最大值位置数据；对于每段特征谱线，以最大值位置为中心，对以最大值位置数据为长度的范围内的数据求取平均值；计算与每段特征谱线对应的峰均比，所述峰均比为每段特征谱线的最大值与平均值的比值；确定与最大的峰均比对应的最大值位置数据；用所述设定的采样频率除以确定出的最大值位置数据，得到所述码元速率估计值。

上述技术方案具有如下有益效果：

本发明实施例提供的信号码元速率估计方法及传感器网络电磁频谱监测系统，利用多个监测单元接收采样同一信号，根据系统采样率与信号码元速率的关系，分别计算信号包含码元速率信息的变换谱，在中心处理单元利用各监测节点接收信号的信噪比估计值计算合成权值，将多个变换谱加权合成，利用合成谱计算信号码元速率。本发明实施例提供的信号码元速率估计方法及传感器网络电磁频谱监测系统，对信号间的载波频率偏差、初始相位偏差、信号延迟等参数差异不敏感，监测单元发送至中心处理单元的包含信号码元速率信息的变换谱数据量小，适合无线传感器网络的实际应用，另外，相比于单传感器，通过多传感器协同能够明显提高估计精度，更适用于低信噪比环境下的信号监测处理。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据提供的附图获得其他的附图。

图1为本发明实施例提供的一种信号码元速率估计方法的流程示意图；

图2为本发明实施例提供的信号码元速率估计方法中，中心处理单元从合成谱中提取出代表信号码元速率的特征谱线，通过特征谱线计算码元速率估计值的实现方式的流程示意图；

图3为本发明实施例提供的一种传感器网络电磁频谱监测系统的结构示意图；

图4为本发明实施例提供的传感器网络电磁频谱监测系统中的监测单元的结构示意图；

图5为本发明实施例提供的传感器网络电磁频谱监测系统中的中心处理单元的结构示意图。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

请参阅图1，为本发明实施例提供的一种信号码元速率估计方法的流程示意图，该方法应用于包括多个监测单元和中心处理单元的传感器网络电磁频谱监测系统，该方法可以包括：

步骤S101：监测单元对传感器网络监测的同一信号按设定的采样频率进行采样，得到采样信号。

在本实施例中，监测单元的采样频率可依据监测信号的码元速率范围确定，假设系统要求的监测信号的码元速率范围为R_smin～R_smax，则采样速率至少设定为最大码元速率R_smax的10倍。

步骤S102：监测单元计算采样信号的信噪比估计值和包含信号码元速率信息的变换谱。

需要说明的是，对采样信号的信噪比进行估计的方法有种，例如，SSME、M2M4、奇异值分解法等，在本实施例中，可采用对采样信号自相关矩阵的奇异值分解进行盲信噪比估计。

步骤S103：中心处理单元通过各个监测单元计算得到的信噪比估计值确定与各个监测单元对应的权值，并通过各个监测单元计算得到的变换谱，以及与各个监测单元对应的权值计算合成谱。

步骤S104：中心处理单元从合成谱中提取出代表信号码元速率的特征谱线，通过特征谱线计算码元速率估计值。

本发明实施例提供的信号码元速率估计方法，多个监测单元接收采样同一信号，根据系统采样率与信号码元速率的关系，分别计算信号包含码元速率信息的变换谱，中心处理单元利用各监测节点接收信号的信噪比估计值计算合成权值，将多个变换谱加权合成，利用合成谱计算信号码元速率。本发明实施例提供的信号码元速率估计方法，对信号间的载波频率偏差、初始相位偏差、信号延迟等参数差异不敏感，监测单元发送至中心处理单元的包含信号码元速率信息的变换谱数据量小，适合无线传感器网络的实际应用，另外，相比于单传感器，通过多传感器协同能够明显提高码元速率估计精度，更适用于低信噪比环境下的信号监测处理。本发明实施例提供的信号码元速率估计方法适用于监测不同码元速率范围，并且对于MASK、MPSK、MQAM信号都适用。

在上述实施例提供的信号码元速率估计方法中，监测单元计算采样信号的变换谱具体为：先对采样信号S_i(n)取模求平方，得到X_i(n)，再依据下式对取模求平方后的信号计算变换谱：

其中，m为所计算的变换谱的下标变量，m的取值范围为3～(F_s/R_smin+20)，F_s为设定的采样频率，R_smin为系统监测信号码元速率范围的最小值，N为信号采样点数，I_i(m)为与监测单元i对应的变换谱。

各个监测单元计算出采样信号的信噪比估计值和变换谱之后，中心处理单元可通过各个监测单元计算得到的信噪比估计值确定与各个监测单元对应的权值。

具体的，中心处理单元通过各个监测单元计算得到的信噪比估计值确定与各个监测单元对应的权值，包括：中心处理单元通过各个监测单元计算得到的信噪比估计值，利用下式计算与各个监测单元对应的权值：

其中，M为监测单元的个数，SNR_i为监测单元i的信噪比估计值，w_i为与监测单元i对应的权值。

中心处理单元通过各个监测单元计算得到的变换谱，以及与各个监测单元对应的权值计算合成谱，包括：

中心处理单元在计算出与各个监测单元对应的权值后，可通过与各个监测单元对应的权值以及各个监测单元计算得到的变换谱计算合成谱。

具体的，合成谱可通过下式计算：

其中，I(m)为合成谱，I_i(m)为与监测单元i对应的变换谱，M为监测单元的个数，w_i为与监测单元i对应的权值。

请参阅图2，为上述实施例提供的信号码元速率估计方法中，中心处理单元从合成谱中提取出代表信号码元速率的特征谱线，通过特征谱线计算码元速率估计值的实现方式的流程示意图，可以包括：

步骤S201：中心处理单元从合成谱中提取出代表信号码元速率的特征谱线。

步骤S202：将特征谱线分段，确定每段特征谱线的最大值max_i和最大值位置数据pos_i。

步骤S203：对于每段特征谱线max_i，以最大值位置为中心，对以最大值位置数据pos_i为长度的范围内的数据求取平均值avr_i。

步骤S204：计算与每段特征谱线对应的峰均比，该峰均比为每段特征谱线的最大值max_i与平均值的比值avr_i，即为max_i/avr_i。

步骤S205：确定与最大的峰均比对应的最大值位置数据pos。

步骤S206：用设定的采样频率F_s除以确定出的最大值位置数据pos，得到码元速率估计值R_s。

请参阅图3，为本发明实施例提供的一种传感器网络电磁频谱监测系统的结构示意图，该系统可以包括：多个监测单元301和中心处理单元302。其中：

监测单元301，用于对传感器网络监测的同一信号按设定的采样频率进行采样，得到采样信号，并计算采样信号的信噪比估计值和包含信号码元速率信息的变换谱。

中心处理单元302，用于通过各个监测单元计算得到的信噪比估计值确定与各个监测单元对应的权值，通过各个监测单元计算得到的变换谱以及与各个监测单元对应的权值计算合成谱，从合成谱中提取出代表信号码元速率的特征谱线，通过特征谱线计算码元速率估计值。

本发明实施例提供的传感器网络电磁频谱监测系统中，多个监测单元接收采样同一信号，根据系统采样率与信号码元速率的关系，分别计算信号包含码元速率信息的变换谱，中心处理单元利用各监测节点接收信号的信噪比估计值计算合成权值，将多个变换谱加权合成，利用合成谱计算信号码元速率。本发明实施例提供的传感器网络电磁频谱监测系统，对信号间的载波频率偏差、初始相位偏差、信号延迟等参数差异不敏感，监测单元发送至中心处理单元的包含信号码元速率信息的变换谱数据量小，适合无线传感器网络的实际应用，另外，相比于单传感器，通过多传感器协同能够明显提高估计精度，更适用于低信噪比环境下的信号监测处理。本发明实施例提供的传感器网络电磁频谱监测系统适用于监测不同码元速率范围，并且对于MASK、MPSK、MQAM信号都适用。

请参阅图4，示出了上述实施例提供的传感器网络电磁频谱监测系统中的监测单元301的结构示意图，可以包括：模平方单元3011和谱计算单元3012。其中：

模平方单元3011，用于对采样信号取模求平方。

谱计算单元3012，用于依据下式对取模求平方后的信号计算变换谱：

其中，m为所计算的变换谱的下标变量，m的取值范围为3～(F_s/R_smin+20)，F_s为所述设定的采样频率，R_smin为系统监测信号码元速率范围的最小值，X_i(n)为取模求平方后得到的信号，N为信号采样点数，I_i(m)为与监测单元i对应的变换谱。

请参阅图5，示出了上述实施例提供的传感器网络电磁频谱监测系统中的中心处理单元302的结构示意图，可以包括：权值计算单元3021、合成谱计算单元3022、谱线提取单元3023和码元速率计算单元3024。其中：

权值计算单元3021，用于通过所述各个监测单元计算得到的信噪比估计值，利用下式计算与各个监测单元对应的权值：

其中，M为监测单元的个数，SNR_i为监测单元i的信噪比估计值，w_i为与监测单元i对应的权值。

合成谱计算单元3022，用于通过各个监测单元计算得到的变换谱，以及所述与各个监测单元对应的权值利用下式计算合成谱：

其中，I(m)为合成谱，I_i(m)为与监测单元i对应的变换谱，M为监测单元的个数，w_i为与监测单元i对应的权值。

谱线提取单元3023，用于从合成谱中提取出代表信号码元速率的特征谱线。

码元速率计算单元3024，用于将特征谱线分段，确定每段特征谱线的最大值和最大值位置数据；对于每段特征谱线，以最大值位置为中心，对以最大值位置数据为长度的范围内的数据求取平均值；计算与每段特征谱线对应的峰均比，峰均比为每段特征谱线的最大值与平均值的比值；确定与最大的峰均比对应的最大值位置数据；用设定的采样频率除以确定出的最大值位置数据，得到码元速率估计值。

本说明书中各个实施例采用递进的方式描述，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处，各个实施例之间相同相似部分互相参见即可。对于实施例公开的装置而言，由于其与实施例公开的方法相对应，所以描述的比较简单，相关之处参见方法部分说明即可。

在本申请所提供的几个实施例中，应该理解到，所揭露的方法、装置和设备，可以通过其它的方式实现。例如，以上所描述的装置实施例仅仅是示意性的，例如，所述单元的划分，仅仅为一种逻辑功能划分，实际实现时可以有另外的划分方式，例如多个单元或组件可以结合或者可以集成到另一个系统，或一些特征可以忽略，或不执行。另一点，所显示或讨论的相互之间的耦合或直接耦合或通信连接可以是通过一些通信接口，装置或单元的间接耦合或通信连接，可以是电性，机械或其它的形式。

所述作为分离部件说明的单元可以是或者也可以不是物理上分开的，作为单元显示的部件可以是或者也可以不是物理单元，即可以位于一个地方，或者也可以分布到多个网络单元上。可以根据实际的需要选择其中的部分或者全部单元来实现本实施例方案的目的。

另外，在本发明各个实施例中的各功能单元可以集成在一个处理单元中，也可以是各个单元单独物理存在，也可以两个或两个以上单元集成在一个单元中。

所述功能如果以软件功能单元的形式实现并作为独立的产品销售或使用时，可以存储在一个计算机可读取存储介质中。基于这样的理解，本发明的技术方案本质上或者说对现有技术做出贡献的部分或者该技术方案的部分可以以软件产品的形式体现出来，该计算机软件产品存储在一个存储介质中，包括若干指令用以使得一台计算机设备（可以是个人计算机，服务器，或者网络设备等）执行本发明各个实施例所述方法的全部或部分步骤。而前述的存储介质包括：U盘、移动硬盘、只读存储器（ROM，Read-Only Memory）、随机存取存储器（RAM，Random Access Memory）、磁碟或者光盘等各种可以存储程序代码的介质。

对所公开的实施例的上述说明，使本领域专业技术人员能够实现或使用本发明。对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本发明的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本发明将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。

Claims (8)

1.一种信号码元速率估计方法，其特征在于，应用于包括多个监测单元和中心处理单元的传感器网络电磁频谱监测系统，所述方法包括：

所述监测单元对传感器网络监测的同一信号按设定的采样频率进行采样，得到采样信号；

所述监测单元计算所述采样信号的信噪比估计值和包含信号码元速率信息的变换谱；

所述中心处理单元通过各个所述监测单元计算得到的信噪比估计值确定与各个监测单元对应的权值，并通过所述各个监测单元计算得到的变换谱，以及所述与各个监测单元对应的权值计算合成谱；

所述中心处理单元从所述合成谱中提取出代表信号码元速率的特征谱线，通过所述特征谱线计算码元速率估计值；

其中，所述中心处理单元从所述合成谱中提取出代表信号码元速率的特征谱线，通过所述特征谱线计算码元速率估计值，包括：

从所述合成谱中提取出代表信号码元速率的特征谱线；

将所述特征谱线分段，确定每段特征谱线的最大值和最大值位置数据；

对于每段特征谱线，以最大值位置为中心，对以最大值位置数据为长度的范围内的数据求取平均值；

计算与每段特征谱线对应的峰均比，所述峰均比为每段特征谱线的最大值与平均值的比值；

确定与最大的峰均比对应的最大值位置数据；

用所述设定的采样频率除以确定出的最大值位置数据，得到所述码元速率估计值。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述监测单元计算所述采样信号的变换谱，包括：

对所述采样信号取模求平方；

依据下式对取模求平方后的信号计算变换谱：

$I_i\left(m\right)=\underset{n=0}{\overset{N-1}{\Σ}}{X}_i\left(n\right)e^{-j2\mathrm{\π}\frac{n}{m}}$

其中，m为所计算的变换谱的下标变量，m的取值范围为3～(F_s/R_smin+20)，F_s为所述设定的采样频率，R_smin为系统监测信号码元速率范围的最小值，X_i(n)为取模求平方后得到的信号，N为信号采样点数，I_i(m)为与监测单元i对应的变换谱。

3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述中心处理单元通过各个所述监测单元计算得到的信噪比估计值确定与各个监测单元对应的权值，包括：

所述中心处理单元通过所述各个监测单元计算得到的信噪比估计值，利用下式计算与各个监测单元对应的权值：

$w_i={\mathrm{SNR}}_i/\underset{j=1}{\overset{M}{\Σ}}{\mathrm{SNR}}_j$

其中，M为监测单元的个数，SNR_i为监测单元i的信噪比估计值，w_i为与监测单元i对应的权值。

4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，所述中心处理单元通过所述各个监测单元计算得到的变换谱，以及所述与各个监测单元对应的权值计算合成谱，包括：

通过所述各个监测单元计算得到的变换谱，以及所述与各个监测单元对应的权值利用下式计算所述合成谱：

$I\left(m\right)=\underset{i=1}{\overset{M}{\Σ}}\[I_i\left(m\right)*w_i\]$

其中，I(m)为合成谱，I_i(m)为与监测单元i对应的变换谱，M为监测单元的个数，w_i为与监测单元i对应的权值。

5.一种传感器网络电磁频谱监测系统，其特征在于，包括：多个监测单元和中心处理单元；

所述监测单元，用于对传感器网络监测的同一信号按设定的采样频率进行采样，得到采样信号，并计算所述采样信号的信噪比估计值和包含信号码元速率信息的变换谱；

所述中心处理单元，用于通过各个所述监测单元计算得到的信噪比估计值确定与各个监测单元对应的权值，通过所述各个监测单元计算得到的变换谱以及所述与各个监测单元对应的权值计算合成谱，从所述合成谱中提取出代表信号码元速率的特征谱线，通过所述特征谱线计算码元速率估计值；

其中，所述中心处理单元包括：谱线提取单元和码元速率计算单元；

所述谱线提取单元，用于从所述合成谱中提取出代表信号码元速率的特征谱线；

所述码元速率计算单元，用于将所述特征谱线分段，确定每段特征谱线的最大值和最大值位置数据；对于每段特征谱线，以最大值位置为中心，对以最大值位置数据为长度的范围内的数据求取平均值；计算与每段特征谱线对应的峰均比，所述峰均比为每段特征谱线的最大值与平均值的比值；确定与最大的峰均比对应的最大值位置数据；用所述设定的采样频率除以确定出的最大值位置数据，得到所述码元速率估计值。

6.根据权利要求5所述的系统，其特征在于，所述监测单元包括：模平方单元和谱计算单元；

所述模平方单元，用于对所述采样信号取模求平方；

所述谱计算单元，用于依据下式对取模求平方后的信号计算变换谱：

$I_i\left(m\right)=\underset{n=0}{\overset{N-1}{\Σ}}{X}_i\left(n\right)e^{-j2\mathrm{\π}\frac{n}{m}}$

其中，m为所计算的变换谱的下标变量，m的取值范围为3～(F_s/R_smin+20)，F_s为所述设定的采样频率，R_smin为系统监测信号码元速率范围的最小值，X_i(n)为取模求平方后得到的信号，N为信号采样点数，I_i(m)为与监测单元i对应的变换谱。

7.根据权利要求6所述的系统，其特征在于，所述中心处理单元包括：所述权值计算单元；

权值计算单元，用于通过所述各个监测单元计算得到的信噪比估计值，利用下式计算与各个监测单元对应的权值：

$w_i={\mathrm{SNR}}_i/\underset{j=1}{\overset{M}{\Σ}}{\mathrm{SNR}}_j$

其中，M为监测单元的个数，SNR_i为监测单元i的信噪比估计值，w_i为与监测单元i对应的权值。

8.根据权利要求7所述的系统，其特征在于，所述中心处理单元包括：合成谱计算单元；

所述合成谱计算单元，用于通过所述各个监测单元计算得到的变换谱，以及所述与各个监测单元对应的权值利用下式计算所述合成谱：

$I\left(m\right)=\underset{i=1}{\overset{M}{\Σ}}\[I_i\left(m\right)*w_i\]$

其中，I(m)为合成谱，I_i(m)为与监测单元i对应的变换谱，M为监测单元的个数，w_i为与监测单元i对应的权值。