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復(fù)值數(shù)據(jù)統(tǒng)計信號處理
來源:互聯(lián)網(wǎng)

《復(fù)值數(shù)據(jù)統(tǒng)計信號處理》是2014年7月國防工業(yè)出版社出版的圖書,作者是(美)施雷爾、(美)沙爾夫,譯者是王偉、李欣、王咸鵬。

內(nèi)容簡介

本書全面闡述了復(fù)值數(shù)據(jù)統(tǒng)計信號處理方面的相關(guān)知識,并對重要的數(shù)學(xué)基礎(chǔ)知識進(jìn)行了回顧。涉及的內(nèi)容包括復(fù)隨機向量和過程,復(fù)隨機向量在相關(guān)分析、參數(shù)估計、性能界限和檢測領(lǐng)域中的應(yīng)用,參數(shù)估計和檢驗,連續(xù)和離散時間復(fù)隨機過程等。

本書適合信號處理、通信、雷達(dá)、聲納、光學(xué)、電磁學(xué)、聲學(xué)、海洋科學(xué)、地球物理學(xué)和地理學(xué)等領(lǐng)域的研究人員和研究生。雖然本書的主要目的不是作為教科書,但是本書內(nèi)容可以用來作為與二年級研究生水平相當(dāng)?shù)膶n}課程。本書讀者應(yīng)熟悉概率論基礎(chǔ)、線性系統(tǒng)和線性代數(shù)方面的知識,具有一年級研究生的水平。

圖書目錄

第1部分簡介

第1章復(fù)信號的起源與應(yīng)用3

1.1二維信號在勒內(nèi)·笛卡爾坐標(biāo)、極坐標(biāo)復(fù)數(shù)域的表示4

1.2簡諧振蕩與相量4

1.3李薩如圖形、橢圓和電磁極化6

1.4復(fù)調(diào)制、戴維·希爾伯特變換和復(fù)解析信號8

1.4.1應(yīng)用復(fù)包絡(luò)的復(fù)調(diào)制8

1.4.2希爾伯特變換、分相器與解析信號10

1.4.3復(fù)解調(diào)12

1.4.4Bedrosian理論:積的希爾伯特變換13

1.4.5瞬時振幅、頻率與相位13

1.4.6希爾伯特變換與單邊帶調(diào)制14

1.4.7基帶的帶通濾波15

1.5高效率利用FFT的復(fù)信號16

1.5.1復(fù)離散時間傅里葉變換16

1.5.2一舉兩得:由一個復(fù)DFT得到兩個實DFT17

1.5.3一舉兩得:由一個復(fù)N點DFT得到一個實2N點DFT17

1.6二元高斯分布及其復(fù)表示18

1.6.1二元高斯分布18

1.6.2二元高斯分布的復(fù)表示19

1.6.3極坐標(biāo)與邊緣概率密度函數(shù)21

1.7極化橢圓的二階分析22

1.8數(shù)學(xué)框架23

1.9簡明應(yīng)用概述25

第2章復(fù)隨機向量與復(fù)隨機過程簡介28

2.1實描述與復(fù)描述間的聯(lián)系28

2.1.1廣義線性變換29

2.1.2點積與二次型31

2.2二階統(tǒng)計特性32

2.2.1實數(shù)域到復(fù)數(shù)域的定義擴(kuò)展33

2.2.2增廣協(xié)方差矩陣的特性34

2.2.3功率與35

2.3概率分布與概率密度36

2.3.1復(fù)高斯分布37

2.3.2條件復(fù)高斯分布39

2.3.3標(biāo)量復(fù)高斯分布40

2.3.4復(fù)橢圓分布42

2.4充分統(tǒng)計量和協(xié)方差最大似然估計量:復(fù)Wishart分布45

2.5特征函數(shù)與高階統(tǒng)計量描述47

2.5.1高斯分布與橢圓分布的特征函數(shù)48

2.5.2高階矩48

2.5.3累積量生成函數(shù)50

2.5.4圓度50

2.6復(fù)隨機過程52

2.6.1廣義平穩(wěn)過程52

2.6.2廣義線性移不變?yōu)V波器54

注釋55

第2部分復(fù)隨機向量

第3章復(fù)隨機向量的二階描述59

3.1特征值分解59

3.1.1主成分61

3.1.2降秩和變換編碼62

3.2圓度系數(shù)63

3.2.1熵65

3.2.2強不相關(guān)變換(SUT)65

3.2.3互補協(xié)方差矩陣的特性描述67

3.3失真度68

3.3.1上下界70

3.3.2增廣協(xié)方差矩陣的特征值擴(kuò)散度73

3.3.3最大失真向量74

3.4失真檢驗75

3.5獨立分量分析78

注釋81

第4章相關(guān)分析83

4.1兩復(fù)隨機向量多元聯(lián)合測量的基礎(chǔ)84

4.1.1復(fù)標(biāo)量的旋轉(zhuǎn)相關(guān)、反射相關(guān)和全相關(guān)85

4.1.2多元相關(guān)分析準(zhǔn)則89

4.1.3復(fù)向量的旋轉(zhuǎn)相關(guān)、反射相關(guān)和全相關(guān)92

4.1.4潛變量變換92

4.2不變特性94

4.2.1典型相關(guān)95

4.2.2多元線性回歸(半-典型相關(guān))97

4.2.3偏最小二乘99

4.3復(fù)向量的相關(guān)系數(shù)100

4.3.1典型相關(guān)100

4.3.2多元線性回歸(半-典型相關(guān))103

4.3.3偏最小二乘105

4.4相關(guān)擴(kuò)散度106

4.5相關(guān)結(jié)構(gòu)檢驗107

4.5.1球形108

4.5.2數(shù)據(jù)集內(nèi)的獨立性109

4.5.3數(shù)據(jù)集間的獨立性110

注釋111

第5章估計113

5.1二階隨機變量的希爾伯特-空間幾何114

5.2最小均方誤差估計116

5.3線性最小均方誤差估計117

5.3.1信號加噪聲信道模型118

5.3.2觀測量加誤差信道模型120

5.3.3濾波模型121

5.3.4非零均值123

5.3.5密集橢圓123

5.3.6特殊情形124

5.4廣義線性最小均方誤差估計125

5.4.1特殊情形127

5.4.2線性與廣義線性最小均方誤差估計性能比較127

5.5降秩廣義線性估計129

5.5.1最小化均方誤差(最小跡問題)129

5.5.2最大化互信息(最小行列式問題)131

5.6線性和廣義線性最小方差無失真響應(yīng)估計器134

5.6.1秩-1線性最小方差無失真響應(yīng)接收機134

5.6.2廣義旁瓣相消器135

5.6.3多-秩線性最小方差無失真響應(yīng)接收機137

5.6.4子空間波束形成識別和譜分析138

5.6.5擴(kuò)展至廣義線性最小方差無失真響應(yīng)接收機139

5.7廣義線性二次型估計140

5.7.1實二次型與復(fù)二次型的聯(lián)系141

5.7.2廣義線性二次型最小均方誤差估計142

注釋145

第6章參數(shù)估計的性能界147

6.1頻率理論和貝葉斯理論148

6.1.1偏差、誤差協(xié)方差和均方誤差149

6.1.2頻率理論與貝葉斯理論的聯(lián)系151

6.1.3擴(kuò)展至增廣誤差152

6.2二次頻率理論性能界153

6.2.1虛擬雙信道試驗和二次頻率理論性能界153

6.2.2二次頻率理論界的投影算子和積分算子表示154

6.2.3二次頻率理論界擴(kuò)展至失真誤差和品質(zhì)156

6.3Fisher 品質(zhì)和Cramér-Rao 界157

6.3.1多余參數(shù)159

6.3.2真多元高斯模型的Cramér-Rao 界159

6.3.3可分線性統(tǒng)計模型和Cramér-Rao 界幾何構(gòu)型160

6.3.4Fisher 品質(zhì)和Cramér-Rao 界擴(kuò)展至失真誤差和品質(zhì)162

6.3.5失真多元高斯模型的Cramér-Rao 界163

6.3.6參數(shù)函數(shù)的Fisher 品質(zhì)和Cramér-Rao 界163

6.4二次托馬斯·貝葉斯界165

6.5Fisher-貝葉斯品質(zhì)和Fisher-貝葉斯界166

6.5.1Fisher-貝葉斯品質(zhì)和信息166

6.5.2Fisher-貝葉斯界168

6.6各性能界的聯(lián)系與排序168

注釋169

第7章檢測171

7.1二元假設(shè)檢驗172

7.1.1Neyman-Pearson 引理172

7.1.2貝葉斯檢測器173

7.1.3自適應(yīng)Neyman-Pearson 與經(jīng)驗貝葉斯檢測器174

7.2充分性和不變性174

7.3接收機操作特性175

7.4失真gaussian模型下的簡單假設(shè)檢驗176

7.4.1非公共均值與公共協(xié)方差176

7.4.2公共均值與非公共協(xié)方差178

7.4.3線性檢測與廣義線性檢測的比較179

7.5復(fù)合假設(shè)檢驗與Karlin-Rubin 定理181

7.6假設(shè)檢驗的不變性183

7.6.1匹配子空間檢測器183

7.6.2CFAR匹配子空間檢測器186

注釋187

第3部分復(fù)隨機過程

第8章廣義平穩(wěn)過程191

8.1譜表示和功率譜密度191

8.2濾波器194

8.2.1解析信號和復(fù)基帶信號195

8.2.2非因果維納濾波器196

8.3因果維納濾波器197

8.3.1譜分解197

8.3.2因果合成、解析、維納濾波器199

8.4旋轉(zhuǎn)分量和極化分析200

8.4.1旋轉(zhuǎn)分量200

8.4.2隨機信號的旋轉(zhuǎn)分量202

8.4.3極化和相干205

8.4.4喬治·斯托克斯向量和瓊斯向量207

8.4.5兩個信號的聯(lián)合分析210

8.5高階譜211

8.5.1矩譜和主域211

8.5.2解析信號213

注釋215

第9章非平穩(wěn)過程217

9.1Karhunen-Loève展開217

9.1.1估計221

9.1.2檢測223

9.2Cramér-Loève譜表示224

9.2.1四角圖示225

9.2.2能量譜密度和功率譜密度226

9.2.3解析信號228

9.2.4離散時間信號229

9.3Rihaczek時間頻率表示230

9.3.1解釋231

9.3.2核估計器233

9.4旋轉(zhuǎn)分量和極化分析235

9.4.1橢圓特性236

9.4.2解析信號238

9.5高階統(tǒng)計量240

注釋241

第10章周期平穩(wěn)過程243

10.1特性描述和譜特性243

10.1.1周期功率譜密度244

10.1.2周期譜相干246

10.1.3周期功率譜密度估計247

10.2線性調(diào)制數(shù)字通信信號248

10.2.1符號速率相關(guān)周期平穩(wěn)248

10.2.2載波頻率相關(guān)周期平穩(wěn)250

10.2.3頻率分集周期平穩(wěn)251

10.3周期維納濾波器253

10.4周期維納濾波器的因果濾波器組實現(xiàn)254

10.4.1標(biāo)量周期平穩(wěn)過程和向量廣義平穩(wěn)過程之間的聯(lián)系255

10.4.2滑動窗濾波器組256

10.4.3等價FRESH濾波器258

10.4.4因果近似259

注釋260

附錄1矩陣分析基礎(chǔ)262

A1.1矩陣分解262

A1.1.1分塊矩陣262

A1.1.2特征值分解262

A1.1.3奇異值分解263

A1.2正定矩陣264

A1.2.1矩陣平方根與Cholesky分解264

A1.2.2更新Grammian矩陣的Cholesky因子264

A1.2.3偏序265

A1.2.4不等式265

A1.3矩陣的逆266

A1.3.1分塊矩陣266

A1.3.2M-P(Moore-Penrose)偽逆266

A1.3.3投影267

附錄2復(fù)微積分(Wirtinger微積分)268

A2.1復(fù)梯度268

A2.1.1全純函數(shù)270

A2.1.2復(fù)梯度和雅克比行列式271

A2.1.3Wirtinger導(dǎo)數(shù)的特性271

A22特殊情況272

A2.3復(fù)Hessian函數(shù)273

A2.3.1特性275

A2.3.2擴(kuò)展至復(fù)值函數(shù)275

附錄3優(yōu)化簡介277

A3.1基本定義278

A3.1.1優(yōu)化278

A3.1.2Schur-凸函數(shù)279

A3.2Schur-凸性檢驗279

A3.2.1特殊檢驗280

A3.2.2內(nèi)定義的函數(shù)281

A3.3特征值與奇異值282

A3.3.1對角元素與特征值282

A3.3.2對角元素和奇異值283

A3.3.3分塊矩陣284

參考文獻(xiàn)285

參考資料 >

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