Строите быстрое преобразование фурье и ищете в нем максимум. Это будет частотой повторения f. Далее ищете точку, которая вам нравится (экстремум, например) и с периодом 1/f разделяете данные. Еще можно через автокорреляцию, но по сути дела она в быстром исполнении сведется к тому же самому.