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针对MFSK信号相关峰的周期性会影响时差估计精度的问题，在分析相关峰周期性形成原因的基础上，提出了广义互相关与希尔伯特变换的差值加窗方法来提高时差估计的精度，并和相关滤波、加窗搜索的方法进行了对比。仿真结果表明，提出的方法能有效提高时差估计的精度，在一定条件下利用先验信息通过加窗限定时差搜索范围还能突破传统的时差估计理论下界。