基于FFT的高精度频率估计算法研究

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1、摘要频率估计是数字信号处理的重要内容，快速高精度频率估计已经应用于通信、军事、生物医学、地震监测等众多领域，引起越来越多的学者的关注和重视。因此，研究频率估计具有重要的理论意义和应用价值。论文首先介绍了频率估计方差的重要参考克拉美．罗下限，介绍了FFT的“栅栏”效应以及常用的用于信号平滑的窗函数。论文介绍了基于FFT的频谱细化测频算法、插值校正测频算法以及周期图的极大似然测频算法，包括FFT与CZT联合测频算法和Zoom．FFT复调制算法，幅度比值的插值校正算法和相位差的插值校正算法，详细分析算法原理并作出MATLAB仿真分析。论文在总结现有

2、算法的基础上，提出一种综合算法，综合算法融合了多种算法的优点，并使用窗函数对信号进行平滑处理，经过MATLAB仿真验证，本综合算法提高了频率估计精度。关键词：频率估计频谱细化插值校正极大似然AbstractFrequencyestimationisallimportantpartofdigitalsignalprocessing；rapidandhigh．precisionfrequencyestimationhasfoundwideuseintelecommunication，military,biomedical，earthquakemo

3、nitoringandmanyotherareas，drawingmoreandmoreattentionfromscholars．Therefore，therearesignificanttheoreticalsignificanceandapplicationvaluetostudyfrequencyestimation．Animportantparameteroffrequencyestimationvariance·-······Cramer-Raolowerbound．FFT”fence”effect,勰wellasthewindo

4、wfunctioncommonlyusedforsignalsmoothingareintroducedinthispaper．ThispaperpresentsthealgorithmsoftheFFT-basedspectrumzoomfrequencymeasurement,oftheinterpolatedcompensationfrequencymeasurementandthemaximumlikelihoodfrequencymeasurementofperiodgram，includingFFTandCZTjointfrequ

5、encymeasurementalgorithms，Zoom—FFTcomplexmodulationalgorithm，andtheinterpolatedcompensationalgorithmsofamplituderatioandphasedifference·AdetailedalgorithmtheoryanalysisandaMATLABsimulationanalysisalemadeinthispaper．Basedontheexistingalgorithms，thispaperproposesasynthesisalg

6、orithmthatcombinestheadvantagesofavarietyofalgorithms，andsmoothesthesignalbyusingwindowfunction．ThroughMATLABsimulation，thesynthesisalgorithmimprovesthefrequencyestimationaccuracy．Keywords：frequencyestimatealgorithmSpectrumrefinementInterpolationCorrectionMaximumLikelihood西

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