[发明专利]基于DFT的正弦信号频率估计方法

摘要

本发明公开了一种基于DFT的正弦信号频率估计方法，以实现在相对频偏为任意值时，频率估计的均方根误差均接近克拉美罗下限，并且估计性能优于现有的频率估计算法。本发明通过分析Candan算法和2N点DFT算法的性能，在对原始信号进行必要的离散化预处理后，在粗估计阶段利用Candan算法估计出频率偏差，利用该频偏对原始信号进行频率修正；然后对修正后的原始信号进行2N点DFT算法精估计。本方法增加了对原始信号的频率修正步骤，发挥了Candan算法和2N点DFT算法的优点，非常适合于估计精度要求较高的应用场合。

主权项

一种基于DFT的正弦信号频率估计方法，其特征在于，包括如下步骤：（a）对信号进行预处理，以用于频率估计：将信号x(t)经过采样频率为f_s、采样点为N的采样后，得到离散化的原始信号x[n]；（b）用Candan算法对信号x[n]进行频率粗估计：对原始信号x[n]进行N点FFT变换，得到谱线最大位置k_m及相邻两点k_m‑1、k_m+1处的DFT变换值X[k_m‑1]、X[k_m]和X[k_m+1]，利用这三个值计算初始频率偏差（c）修正原始信号：利用步骤（b）得到的初始频率偏差修正原始信号x[n]，得到修正后信号x₁[n]；（d）用2N点DFT算法对信号x₁[n]进行频率精估计：对信号x₁[n]进行2N点FFT变换，得到谱线最大位置相邻两点k_m‑1、k_m+1处的DFT变换值X[k_m‑1]和X[k_m+1]，利用这两个值计算剩余频率偏差（e）频率估计计算：根据步骤（b）得到的初始频率偏差和步骤（d）得到的剩余频率偏差计算得到频率估计值