In this study, the behavior of parabolic, Jacobsen, bias-corrected Jacobsen, and Quinn estimators, which are used in frequency estimation and based on three samples of discrete Fourier transform, are examined on real signals comparatively. As an alternative to these estimators, a sinc function-based frequency estimator is proposed, and the root means square errors (RMSE) of the estimator are compared by performing computer simulations. It has been observed that the proposed sinc-based estimator gives lower RMS errors in a wide part of the frequency range compared to other estimators.
1. Bergland, G.D. (1969) A guided tour of the fast Fourier Transform, IEEE Spectrum. doi: 10.1109/MSPEC.1969.5213896
2. Borkowski, J., Kania, D., Mroczka, J. (2015) Interpolated DFT-Based Fast and Accurate Frequency Estimation for the Control of Power, IEEE Transactions on Industrial Electronics vol. 61,No 12. doi: 10.1109/TIE.2014.2316225
3. Candan, Ç. (2011) A Method For Fine Resolution Frequency Estimation From Three DFT Samples, IEEE Signal Processing Letters vol. 18, No.6. doi: 10.1109/LSP.2011.2136378
4. Candan, Ç. (2013) Analysis and Further Improvement of Fine Resolution Frequency Estimation Method From Three DFT Samples, IEEE Signal Processing Letters vol. 20. doi: 10.1109/LSP.2013.2273616
5. Fu, L.,Li, H. (2006) Wavelet-based Approach for Frequency Estimation in Complex Noises, ICSP 2006 Proceedings. doi: 10.1109/ICOSP.2006.344500
6. Grandke, T. (1983) Interpolation algorithms for discrete Fourier Transforms of weighted signals, IEEE Transactions on Instrumentation and Measurement ol.32. doi: 10.1109/TIM. 1983.4315077
7. https://bigsoundbank.com/detail-0218-heart-beat.html, Erişim Tarihi: 6.11.2022, Konu: Kalp atış sinyali.
8. Hussain, A., Ivanovic, M. (2015) Electronics, Communications and Networks IV, CRC Press, volume 1.
9. Jacobsen, E., Kootsookos, P. (2007), Fast, Accurate Frequency Estimator, IEEE Signal Processing Magazine. doi: 10.1109/MSP.2007.361611
10. Nielsen, J. K., Jensen, T.L., Jensen J.R., Christensen, M.G., Jensen, S.H. Liu, S.; Wang, L. (2015) A Fast Algorithm for Maximum Likelihood-Based Fundamental Frequency Estimation, 23rd European Signal
Processing Conference. doi:10.1109/ EUSIPCO. 2015. 7362451
11. Prabhu, K.M.M. (2014) Window Functions and Their Applications, CRC Press.
12. Quinn, B.G. (1994) Estimating Frequency by Interpolation Using Fourier Coefficients, IEEE Trans. Signal Processing vol. 42. doi: 10.1109/78.295186
13. Rapuano, S., Harris F. (2007) An Introduction to FFT and Time Domain Windows, IEEE Instumentation & Measurement Magazine. doi: 10.1109/MIM.2007.4428580
14. Richard G. L. (2011) Understanding Digital Signal Processing, Prentice-Hall Third Edition.
15. Rife, D.C.; Boorstyn, R.R (1974) Fast, Single Tone Parameter Estimation for Discrete_Time Observations. IEEE Transactions on Information Theory, IT-20, 123-125.
16. Voglewede, P. (2004) Parabola approximation for peak determination, Global DSP Magazine vol 3,13-17.
17. Zhang, J.; Liu, S.; Tang, L.; Mingotti, A.; Peretto, L.; Wen, H. (2020) Analysis of White Noise on Power Frequency Estimation by DFT-Based Frequency Shifting and Filtering, IEEE Transactions on Instrumentation and Measurement vol 69, 4125-4132. doi:10.1109/TIM. 2019.2941290
REEL SİNÜSLERDE AYRIK FOURIER DÖNÜŞÜMÜNÜN ÜÇ ÖRNEĞİNE DAYALI FREKANS KESTİRİMİ
Bu çalışmada, frekans kestiriminde kullanılan ve ayrık Fourier dönüşümün üç örneğine dayanan parabolik, Jacobsen, yanlılığı düzeltilmiş Jacobsen ve Quinn kestiricilerinin reel sinyaller üzerindeki davranışları karşılaştırmalı olarak incelenmiştir. Bu kestiricilere alternatif olarak bir sinc fonksiyonu tabanlı frekans kestiricisi önerilmiş ve kestiricinin karesel ortalamalarının karekökü hataları (RMSE) bilgisayar benzetimleri yapılarak karşılaştırılmıştır. Önerilen sinc tabanlı kestirici, frekans aralığının geniş bir kısmında diğer kestiricilere göre düşük RMSE değerleri verdiği gözlenmiştir.
1. Bergland, G.D. (1969) A guided tour of the fast Fourier Transform, IEEE Spectrum. doi: 10.1109/MSPEC.1969.5213896
2. Borkowski, J., Kania, D., Mroczka, J. (2015) Interpolated DFT-Based Fast and Accurate Frequency Estimation for the Control of Power, IEEE Transactions on Industrial Electronics vol. 61,No 12. doi: 10.1109/TIE.2014.2316225
3. Candan, Ç. (2011) A Method For Fine Resolution Frequency Estimation From Three DFT Samples, IEEE Signal Processing Letters vol. 18, No.6. doi: 10.1109/LSP.2011.2136378
4. Candan, Ç. (2013) Analysis and Further Improvement of Fine Resolution Frequency Estimation Method From Three DFT Samples, IEEE Signal Processing Letters vol. 20. doi: 10.1109/LSP.2013.2273616
5. Fu, L.,Li, H. (2006) Wavelet-based Approach for Frequency Estimation in Complex Noises, ICSP 2006 Proceedings. doi: 10.1109/ICOSP.2006.344500
6. Grandke, T. (1983) Interpolation algorithms for discrete Fourier Transforms of weighted signals, IEEE Transactions on Instrumentation and Measurement ol.32. doi: 10.1109/TIM. 1983.4315077
7. https://bigsoundbank.com/detail-0218-heart-beat.html, Erişim Tarihi: 6.11.2022, Konu: Kalp atış sinyali.
8. Hussain, A., Ivanovic, M. (2015) Electronics, Communications and Networks IV, CRC Press, volume 1.
9. Jacobsen, E., Kootsookos, P. (2007), Fast, Accurate Frequency Estimator, IEEE Signal Processing Magazine. doi: 10.1109/MSP.2007.361611
10. Nielsen, J. K., Jensen, T.L., Jensen J.R., Christensen, M.G., Jensen, S.H. Liu, S.; Wang, L. (2015) A Fast Algorithm for Maximum Likelihood-Based Fundamental Frequency Estimation, 23rd European Signal
Processing Conference. doi:10.1109/ EUSIPCO. 2015. 7362451
11. Prabhu, K.M.M. (2014) Window Functions and Their Applications, CRC Press.
12. Quinn, B.G. (1994) Estimating Frequency by Interpolation Using Fourier Coefficients, IEEE Trans. Signal Processing vol. 42. doi: 10.1109/78.295186
13. Rapuano, S., Harris F. (2007) An Introduction to FFT and Time Domain Windows, IEEE Instumentation & Measurement Magazine. doi: 10.1109/MIM.2007.4428580
14. Richard G. L. (2011) Understanding Digital Signal Processing, Prentice-Hall Third Edition.
15. Rife, D.C.; Boorstyn, R.R (1974) Fast, Single Tone Parameter Estimation for Discrete_Time Observations. IEEE Transactions on Information Theory, IT-20, 123-125.
16. Voglewede, P. (2004) Parabola approximation for peak determination, Global DSP Magazine vol 3,13-17.
17. Zhang, J.; Liu, S.; Tang, L.; Mingotti, A.; Peretto, L.; Wen, H. (2020) Analysis of White Noise on Power Frequency Estimation by DFT-Based Frequency Shifting and Filtering, IEEE Transactions on Instrumentation and Measurement vol 69, 4125-4132. doi:10.1109/TIM. 2019.2941290
There are 17 citations in total.
Details
Primary Language
Turkish
Subjects
Communication and Media Studies, Electrical Engineering
Bayazit, H., & Dilaveroğlu, E. (2022). REEL SİNÜSLERDE AYRIK FOURIER DÖNÜŞÜMÜNÜN ÜÇ ÖRNEĞİNE DAYALI FREKANS KESTİRİMİ. Uludağ Üniversitesi Mühendislik Fakültesi Dergisi, 27(3), 911-926. https://doi.org/10.17482/uumfd.1150894
AMA
Bayazit H, Dilaveroğlu E. REEL SİNÜSLERDE AYRIK FOURIER DÖNÜŞÜMÜNÜN ÜÇ ÖRNEĞİNE DAYALI FREKANS KESTİRİMİ. UUJFE. December 2022;27(3):911-926. doi:10.17482/uumfd.1150894
Chicago
Bayazit, Hasan, and Erdoğan Dilaveroğlu. “REEL SİNÜSLERDE AYRIK FOURIER DÖNÜŞÜMÜNÜN ÜÇ ÖRNEĞİNE DAYALI FREKANS KESTİRİMİ”. Uludağ Üniversitesi Mühendislik Fakültesi Dergisi 27, no. 3 (December 2022): 911-26. https://doi.org/10.17482/uumfd.1150894.
EndNote
Bayazit H, Dilaveroğlu E (December 1, 2022) REEL SİNÜSLERDE AYRIK FOURIER DÖNÜŞÜMÜNÜN ÜÇ ÖRNEĞİNE DAYALI FREKANS KESTİRİMİ. Uludağ Üniversitesi Mühendislik Fakültesi Dergisi 27 3 911–926.
IEEE
H. Bayazit and E. Dilaveroğlu, “REEL SİNÜSLERDE AYRIK FOURIER DÖNÜŞÜMÜNÜN ÜÇ ÖRNEĞİNE DAYALI FREKANS KESTİRİMİ”, UUJFE, vol. 27, no. 3, pp. 911–926, 2022, doi: 10.17482/uumfd.1150894.
ISNAD
Bayazit, Hasan - Dilaveroğlu, Erdoğan. “REEL SİNÜSLERDE AYRIK FOURIER DÖNÜŞÜMÜNÜN ÜÇ ÖRNEĞİNE DAYALI FREKANS KESTİRİMİ”. Uludağ Üniversitesi Mühendislik Fakültesi Dergisi 27/3 (December 2022), 911-926. https://doi.org/10.17482/uumfd.1150894.
JAMA
Bayazit H, Dilaveroğlu E. REEL SİNÜSLERDE AYRIK FOURIER DÖNÜŞÜMÜNÜN ÜÇ ÖRNEĞİNE DAYALI FREKANS KESTİRİMİ. UUJFE. 2022;27:911–926.
MLA
Bayazit, Hasan and Erdoğan Dilaveroğlu. “REEL SİNÜSLERDE AYRIK FOURIER DÖNÜŞÜMÜNÜN ÜÇ ÖRNEĞİNE DAYALI FREKANS KESTİRİMİ”. Uludağ Üniversitesi Mühendislik Fakültesi Dergisi, vol. 27, no. 3, 2022, pp. 911-26, doi:10.17482/uumfd.1150894.
Vancouver
Bayazit H, Dilaveroğlu E. REEL SİNÜSLERDE AYRIK FOURIER DÖNÜŞÜMÜNÜN ÜÇ ÖRNEĞİNE DAYALI FREKANS KESTİRİMİ. UUJFE. 2022;27(3):911-26.
30.03.2021- Nisan 2021 (26/1) sayımızdan itibaren TR-Dizin yeni kuralları gereği, dergimizde basılacak makalelerde, ilk gönderim aşamasında Telif Hakkı Formu yanısıra, Çıkar Çatışması Bildirim Formu ve Yazar Katkısı Bildirim Formu da tüm yazarlarca imzalanarak gönderilmelidir. Yayınlanacak makalelerde de makale metni içinde "Çıkar Çatışması" ve "Yazar Katkısı" bölümleri yer alacaktır. İlk gönderim aşamasında doldurulması gereken yeni formlara "Yazım Kuralları" ve "Makale Gönderim Süreci" sayfalarımızdan ulaşılabilir. (Değerlendirme süreci bu tarihten önce tamamlanıp basımı bekleyen makalelerin yanısıra değerlendirme süreci devam eden makaleler için, yazarlar tarafından ilgili formlar doldurularak sisteme yüklenmelidir). Makale şablonları da, bu değişiklik doğrultusunda güncellenmiştir. Tüm yazarlarımıza önemle duyurulur.
Bursa Uludağ Üniversitesi, Mühendislik Fakültesi Dekanlığı, Görükle Kampüsü, Nilüfer, 16059 Bursa. Tel: (224) 294 1907, Faks: (224) 294 1903, e-posta: mmfd@uludag.edu.tr