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- W2040552823 abstract "This paper deals with lower bounds on frequency estimation errors of a complex multitone random signal (i.e., a sum of complex exponentials with random amplitudes) in additive Gaussian noise from discrete time samples. We present simple closed-form expressions for lower bounds on the errors of an arbitrary estimator of the frequencies for any number of tones with unknown spectral levels. The bounds are expressed in terms of physical quantities from which some insight on the inherent limitations of the estimation problem is exploited. In particular, the contribution of the presence of other tones to the estimation error of the frequency of a certain tone is shown to be a function of the difference between the frequencies via the frequency response of the sampling window and its first derivative at these differences. For large amount of data (or large signal-to-noise ratio) the presented bound converges to the Cramer-Rao lower bound (CRLB) on the same estimation problem. Dieser Beitrag beschäftigt sich mit der unteren Schranke für den Fehler bei der Frequenzschätzung eines komplexen Multiton-Zufallssignals (d.h., einer Summe von Sinoidalsignalen mit stochastischen Amplitudenwerten) aus diskreten Abtastwerten bei additivem gauβverteiltem Rauschen. Für die untere Schranke des Fehlers bei der Frequenzschätzung einer beliebigen Anzahl von Einzeltönen mit unbekanntem spektralen Pegel mit Hilfe eines willkürlich gewählten Schätzverfahrens geben wir einfache Ausdrücke in geschlossener Form an. Die Schranke wird durch solche physikalischer Gröβen ausgedrückt, aus denen sich einige Einsicht über die inhärenten Grenzen der Schätzungsaufgabe gewinnen läβt. Wie insbesondere gezeigt wird, ist der Beitrag der Präsenz anderer Töne zum Schätzfehler für einen bestimmten Ton eine Funktion der Differenzen der jeweiligen Frequenzen und hängt darüber hinaus vom Frequenzgang des Abtastfensters und seiner ersten Ableitung bei diesen Differenzen ab. Für groβe Datenmengen (oder einen hohen Signal-Rauschabstand) geht die hier vorgestellte Schranke in die untere Schranke nach Cramer und- Rao (CRLB) für das gleiche Schätzproblem über. Ce texte est consacré aux bornes inférieures d'erreurs sur l'estimation des fréquences d'un signal aléatoire complexe multiton (c.a.d. une somme d'exponentielles compleces d'amplitude aléatoire) noyé dans un bruit gaussien additif, ceci à partir d'échantillons. Nous présentons des expressions simples de ces bornes d'erreur pour un estimateur arbitraire des fréquencess dans le cas d'un nombre quelconque d'exponentielles complexes ayant de fr'equences inconnues. Ces bornes sont exprimées à l'aide de quantités physiques desquelles peuvent être tirées des informations sur les limitations inhérentes au probléme d'estimation posé. En particulier nous montrons que la contribution d'autres exponentielles complexes à l'erreur d'estimation d'une fréquence particulière est fonction des différences de fréquences via la réponse en fréquence de la fenêtre d'analyse et de sa dérivée première pour ces différences. Dans le cas d'un grand nombre de données (ou d'un rapport signal sur bruit élevé) les bornes présentées converge vers la borne inférieure de Cramer-Rao (en anglais: Cramer-Rao lower bound-CRLB)." @default.
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