Pour estimer une densité
spectrale en disposant de plusieurs réalisations de durée finie,
on procède de la manière suivante:
on découpe chacune des réalisation en séquences de longueur
identique (quand on dispose de relativement peu de signaux il peut être
envisagé de faire une découpe du signal où les séquences se chevauchent
de 10à 20 %). Pour chacune d'entre elles on calcule le carré du module de la
transformée de Fourier après lui avoir appliqué une fenêtre
d'analyse spectrale (cf. paragraphe 6.7)
pour atténuer les effets de limitation en temps des séquences du
signal. On calcule ensuite la moyenne de ces différentes
estimations élémentaires de la densité spectrale. La précision de
cette forme d'estimation spectrale dépend du nombre de séquences
utilisées dans ce calcul de moyenne. Rappelons que d'après la loi
des grands nombres de la théorie des probabilités, l'écart-type
d'une moyenne 
de 
variables aléatoires de même loi ne
décroit que comme 
, c'est à dire très lentement.
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