《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2N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
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
8.4.5兩個信號的聯(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 >