信號(hào)、系統(tǒng)及推理（英文版）

第1章　信號(hào)與系統(tǒng)1

1.1　信號(hào)、系統(tǒng)、模型及性質(zhì)1

1.2　線性時(shí)不變系統(tǒng)5

1.2.1　LTI系統(tǒng)的沖激響應(yīng)表示5

1.2.2　LTI系統(tǒng)的特征函數(shù)和變換表示6

1.2.3　傅里葉變換10

1.3　確定性信號(hào)及其傅里葉變換11

1.3.1　信號(hào)種類及其傅里葉變換11

1.3.2　Parseval恒等式、能量譜密度以及確定性自相關(guān)14

1.4　雙邊z變換和雙邊拉普拉斯變換16

1.4.1　雙邊z變換16

1.4.2　雙邊拉普拉斯變換20

1.5　連續(xù)時(shí)間信號(hào)的離散時(shí)間處理21

1.5.1　CT信號(hào)的DT處理過程的基本結(jié)構(gòu)22

1.5.2　DT濾波以及全局CT響應(yīng)24

1.5.3　非理想的D/C轉(zhuǎn)換器26

1.6　延伸閱讀28

習(xí)題29

第2章　幅度、相位和群延遲62

2.1　傅里葉變換的幅度和相位62

2.2　群延遲和非線性相位的影響66

2.2.1　窄帶輸入信號(hào)66

2.2.2　寬帶輸入信號(hào)68

2.3　全通系統(tǒng)與最小相位系統(tǒng)73

2.3.1　全通系統(tǒng)73

2.3.2　最小相位系統(tǒng)75

2.4　譜因式分解78

2.5　延伸閱讀80

習(xí)題80

第3章　脈沖幅度調(diào)制102

3.1　基帶脈沖幅度調(diào)制103

3.1.1　發(fā)送信號(hào)103

3.1.2　接收信號(hào)105

3.1.3　頻域特性105

3.1.4　接收機(jī)處的碼間干擾108

3.2　奈奎斯特脈沖110

3.3　通帶脈沖幅度調(diào)制113

3.3.1　頻移鍵控114

3.3.2　相移鍵控114

3.3.3　正交幅度調(diào)制116

3.4　延伸閱讀118

習(xí)題119

第4章　狀態(tài)空間模型133

4.1　系統(tǒng)記憶性133

4.2　舉例說明134

4.3　狀態(tài)空間模型146

4.3.1　DT狀態(tài)空間模型146

4.3.2　CT狀態(tài)空間模型149

4.3.3　狀態(tài)空間模型的典型性質(zhì)151

4.4　基于LTI輸入輸出模型的狀態(tài)空間模型153

4.5　非線性狀態(tài)空間模型的平衡狀態(tài)和線性化158

4.5.1　平衡狀態(tài)158

4.5.2　線性化161

4.6　延伸閱讀164

習(xí)題165

第5章　LTI狀態(tài)空間模型174

5.1　連續(xù)時(shí)間和離散時(shí)間LTI模型174

5.2　零輸入響應(yīng)和模態(tài)表示177

5.2.1　未驅(qū)動(dòng)的CT系統(tǒng)177

5.2.2　未驅(qū)動(dòng)的DT系統(tǒng)185

5.2.3　LTI系統(tǒng)的漸進(jìn)穩(wěn)定性187

5.3　模態(tài)坐標(biāo)下的通用響應(yīng)191

5.3.1　被驅(qū)動(dòng)的CT系統(tǒng)191

5.3.2　被驅(qū)動(dòng)的DT系統(tǒng)194

5.3.3　相似變換和對(duì)角化196

5.4　傳遞函數(shù)、隱藏模式、可達(dá)性和可觀測(cè)性202

5.4.1　CT系統(tǒng)的輸入–狀態(tài)–輸出結(jié)構(gòu)202

5.4.2　DT系統(tǒng)的輸入–狀態(tài)–輸出結(jié)構(gòu)210

5.5　延伸閱讀219

習(xí)題220

第6章　狀態(tài)觀測(cè)器和狀態(tài)反饋236

6.1　設(shè)備和模型237

6.2　狀態(tài)估計(jì)和觀測(cè)器239

6.2.1　實(shí)時(shí)仿真239

6.2.2　狀態(tài)觀測(cè)器241

6.2.3　觀測(cè)器設(shè)計(jì)243

6.3　狀態(tài)反饋控制252

6.3.1　開環(huán)控制252

6.3.2　經(jīng)由LIT狀態(tài)反饋的閉環(huán)控制253

6.3.3　LTI狀態(tài)反饋設(shè)計(jì)254

6.4　基于觀測(cè)器的反饋控制262

6.5　延伸閱讀267

習(xí)題267

第7章　概率模型279

7.1　基本概率模型279

7.2　條件概率、貝葉斯法則和事件的獨(dú)立性280

7.3　隨機(jī)變量283

7.4　概率分布283

7.5　聯(lián)合分布的隨機(jī)變量285

7.6　期望、矩和方差287

7.7　二元隨機(jī)變量的相關(guān)性和協(xié)方差290

7.8　向量空間中的相關(guān)性質(zhì)294

7.9　延伸閱讀296

習(xí)題297

第8章　估計(jì)算法306

8.1　單個(gè)連續(xù)隨機(jī)變量的估計(jì)307

8.2　從估計(jì)到估計(jì)器312

8.3　線性最小方均誤差估計(jì)318

8.3.1　從一個(gè)隨機(jī)變量的單次量測(cè)中線性估計(jì)另一個(gè)隨機(jī)變量318

8.3.2　多重量測(cè)323

8.4　延伸閱讀327

習(xí)題328

第9章　假設(shè)檢驗(yàn)343

9.1　噪聲中的二進(jìn)制脈沖幅度調(diào)制343

9.2　最小錯(cuò)誤概率下的假設(shè)檢驗(yàn)345

9.2.1　最小錯(cuò)誤條件概率的判決346

9.2.2　最小化總體錯(cuò)誤概率的MAP判決準(zhǔn)則347

9.2.3　編碼數(shù)字通信中的假設(shè)檢驗(yàn)350

9.3　二元假設(shè)檢驗(yàn)353

9.3.1　虛警、漏警和檢測(cè)354

9.3.2　似然比檢驗(yàn)356

9.3.3　紐曼–皮爾遜判決準(zhǔn)則和接收者操作特性357

9.4　最小風(fēng)險(xiǎn)判決361

9.5　延伸閱讀363

習(xí)題363

第10章　隨機(jī)過程380

10.1　隨機(jī)過程的定義和舉例380

10.2　隨機(jī)過程的一階矩和二階矩特性385

10.3　平穩(wěn)性386

10.3.1　嚴(yán)格平穩(wěn)性386

10.3.2　廣義平穩(wěn)性386

10.3.3　WSS相關(guān)函數(shù)和協(xié)方差函數(shù)的性質(zhì)388

10.4　各態(tài)歷經(jīng)性391

10.5　隨機(jī)過程的線性估計(jì)392

10.5.1　線性預(yù)測(cè)392

10.5.2　線性FIR濾波394

10.6　WSS過程的LTI濾波395

10.7　延伸閱讀 401

習(xí)題401

第11章　功率譜密度421

11.1　瞬時(shí)功率期望的頻譜分布422

11.1.1　功率譜密度422

11.1.2　波動(dòng)譜密度426

11.1.3　互譜密度431

11.2　時(shí)間平均的功率譜期望和愛因斯坦–維納–辛欽理論432

11.3　應(yīng)用437

11.3.1　揭示循環(huán)分量437

11.3.2　模型濾波器439

11.3.3　白化濾波器443

11.3.4　帶限隨機(jī)過程的采樣444

11.4　延伸閱讀444

習(xí)題445

第12章　信號(hào)估計(jì)464

12.1　隨機(jī)變量的LMMSE估計(jì)465

12.2　FIR維納濾波器467

12.3　無約束的離散時(shí)間維納濾波472

12.4　離散時(shí)間的因果維納濾波480

12.5　最佳觀測(cè)器和卡爾曼濾波487

12.5.1　受加性噪聲干擾的信號(hào)的因果維納濾波487

12.5.2　維納濾波器的觀測(cè)器實(shí)現(xiàn)489

12.5.3　最佳狀態(tài)估計(jì)和卡爾曼濾波491

12.6　CT信號(hào)的估計(jì)492

12.7　延伸閱讀493

習(xí)題493

第13章　信號(hào)檢測(cè)511

13.1　基于多重量測(cè)的假設(shè)檢驗(yàn)512

13.2　獨(dú)立同分布高斯噪聲中已知信號(hào)的檢測(cè)514