信號(hào)、系統(tǒng)及推理

目 錄
導(dǎo)論 1
第1章 信號(hào)與系統(tǒng) 6
1．1 信號(hào)、系統(tǒng)、模型及性質(zhì) 6
1．2 線性時(shí)不變系統(tǒng) 8
1．2．1 線性時(shí)不變系統(tǒng)的沖激響應(yīng)表示 8
1．2．2 線性時(shí)不變系統(tǒng)的特征函數(shù)與變換表示 9
1．2．3 傅里葉變換 12
1．3 確定性信號(hào)及其傅里葉變換 13
1．3．1 信號(hào)類別及其傅里葉變換 13
1．3．2 Parseval恒等式、能量譜密度及確定性自相關(guān) 15
1．4 雙邊拉普拉斯變換與雙邊z變換 17
1．4．1 雙邊z變換 17
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 20
1．5．1 對(duì)連續(xù)時(shí)間信號(hào)進(jìn)行離散時(shí)間處理的基本結(jié)構(gòu) 21
1．5．2 離散時(shí)間濾波及整體連續(xù)時(shí)間響應(yīng) 22
1．5．3 非理想D/C轉(zhuǎn)換器 24
1．6 延伸閱讀 26
習(xí)題 26
第2章 幅度、相位與群時(shí)延 53
2．1 傅里葉變換的幅度和相位 53
2．2 群時(shí)延與非線性相位的影響 55
2．2．1 窄帶輸入信號(hào) 56
2．2．2 寬帶輸入信號(hào) 57
2．3 全通系統(tǒng)與最小相位系統(tǒng) 61
2．3．1 全通系統(tǒng) 61
2．3．2 最小相位系統(tǒng) 63
2．4 譜因式分解 65
2．5 延伸閱讀 66
習(xí)題 66
第3章 脈沖幅度調(diào)制 83
3．1 基帶脈沖幅度調(diào)制 83
3．1．1 傳輸信號(hào) 84
3．1．2 接收信號(hào) 85
3．1．3 頻域特征 85
3．1．4 接收器端碼間干擾 87
3．2 奈奎斯特脈沖 89
3．3 通帶脈沖幅度調(diào)制 91
3．3．1 頻移鍵控(FSK) 91
3．3．2 相移鍵控(PSK) 91
3．3．3 正交幅度調(diào)制(QAM) 93
3．4 延伸閱讀 95
習(xí)題 95
第4章 狀態(tài)空間模型 107
4．1 系統(tǒng)記憶性 107
4．2 說明性例子 107
4．3 狀態(tài)空間模型 116
4．3．1 離散時(shí)間狀態(tài)空間模型 116
4．3．2 連續(xù)時(shí)間狀態(tài)空間模型 118
4．3．3 狀態(tài)空間模型的關(guān)鍵性質(zhì) 120
4．4 基于線性時(shí)不變輸入-輸出模型的狀態(tài)空間模型 121
4．5 非線性狀態(tài)空間模型的均衡態(tài)和線性化 125
4．5．1 均衡態(tài) 125
4．5．2 線性化 128
4．6 延伸閱讀 130
習(xí)題 130
第5章 線性時(shí)不變狀態(tài)空間模型 137
5．1 離散時(shí)間模型與連續(xù)時(shí)間模型 137
5．2 零輸入響應(yīng)與模態(tài)表示 139
5．2．1 無驅(qū)動(dòng)連續(xù)時(shí)間系統(tǒng) 139
5．2．2 無驅(qū)動(dòng)離散時(shí)間系統(tǒng) 144
5．2．3 線性時(shí)不變系統(tǒng)的漸進(jìn)穩(wěn)定性 146
5．3 模態(tài)坐標(biāo)中的一般響應(yīng) 148
5．3．1 有驅(qū)動(dòng)連續(xù)時(shí)間系統(tǒng) 148
5．3．2 有驅(qū)動(dòng)離散時(shí)間系統(tǒng) 150
5．3．3 相似變換與對(duì)角化 152
5．4 傳輸函數(shù)、隱藏模態(tài)、可達(dá)性及可觀測(cè)性 157
5．4．1 連續(xù)時(shí)間系統(tǒng)的輸入-狀態(tài)-輸出結(jié)構(gòu) 157
5．4．2 離散時(shí)間系統(tǒng)的輸入-狀態(tài)-輸出結(jié)構(gòu) 163
5．5 延伸閱讀 169
習(xí)題 169
第6章 狀態(tài)觀測(cè)器與狀態(tài)反饋 182
6．1 設(shè)備與模型 182
6．2 狀態(tài)估計(jì)與觀測(cè)器 183
6．2．1 實(shí)時(shí)模擬 183
6．2．2 狀態(tài)觀測(cè)器 185
6．2．3 觀測(cè)器設(shè)計(jì) 186
6．3 狀態(tài)反饋控制 192
6．3．1 開環(huán)控制 193
6．3．2 利用線性時(shí)不變狀態(tài)前饋的閉環(huán)控制 193
6．3．3 線性時(shí)不變狀態(tài)反饋設(shè)計(jì) 194
6．4 基于觀測(cè)器的反饋控制 200
6．5 延伸閱讀 203
習(xí)題 203
第7章 概率模型 213
7．1 基本概率模型 213
7．2 條件概率、貝葉斯法則及獨(dú)立性 214
7．3 隨機(jī)變量 215
7．4 概率分布 216
7．5 聯(lián)合分布隨機(jī)變量 217
7．6 期望、矩和方差 219
7．7 二元隨機(jī)變量的相關(guān)性和協(xié)方差 221
7．8 相關(guān)性質(zhì)的向量空間解釋 224
7．9 延伸閱讀 225
習(xí)題 226
第8章 估計(jì)方法 233
8．1 連續(xù)隨機(jī)變量的估計(jì) 233
8．2 從估計(jì)值到估計(jì)器 237
8．3 線性最小均方誤差估計(jì) 241
8．3．1 通過對(duì)一個(gè)隨機(jī)變量的單獨(dú)測(cè)量來線性地估計(jì)另一個(gè)隨機(jī)變量 241
8．3．2 多元測(cè)量值 245
8．4 延伸閱讀 248
習(xí)題 248
第9章 假設(shè)檢驗(yàn) 260
9．1 噪聲中的二元脈沖幅度調(diào)制 260
9．2 最小差錯(cuò)概率假設(shè)檢驗(yàn) 261
9．2．1 利用最小條件差錯(cuò)概率做出判定 262
9．2．2 最小總體差錯(cuò)概率的MAP判定規(guī)則 262
9．2．3 數(shù)字通信中編碼的假設(shè)檢驗(yàn) 264
9．3 二元假設(shè)檢驗(yàn) 267
9．3．1 誤報(bào)、漏報(bào)與檢測(cè) 267
9．3．2 似然比檢驗(yàn) 268
9．3．3 Neyman-Pearson判定規(guī)則與接收器工作特性 269
9．4 最小風(fēng)險(xiǎn)判定 272
9．5 延伸閱讀 273
習(xí)題 274
第10章 隨機(jī)過程 288
10．1 隨機(jī)過程的定義及實(shí)例 288
10．2 隨機(jī)過程的一階矩和二階矩表征 291
10．3 平穩(wěn)性 292
10．3．1 嚴(yán)格意義上的平穩(wěn)性 292
10．3．2 廣義平穩(wěn)性 292
10．3．3 廣義平穩(wěn)相關(guān)函數(shù)和協(xié)方差函數(shù)的某些性質(zhì) 293
10．4 各態(tài)歷經(jīng)性 295
10．5 隨機(jī)過程的線性估計(jì) 296
10．5．1 線性預(yù)測(cè) 296
10．5．2 線性FIR濾波 297
10．6 廣義平穩(wěn)隨機(jī)過程的線性時(shí)不變?yōu)V波 298
10．7 延伸閱讀 302
習(xí)題 303
第11章 功率譜密度 319
11．1 期望瞬時(shí)功率的頻譜分布 319
11．1．1 功率譜密度 319
11．1．2 波動(dòng)譜密度 322
11．1．3 互譜密度 326
11．2 時(shí)間平均功率譜密度期望及Einstein-Wiener-Khinchin定理 327
11．3 應(yīng)用 331
11．3．1 揭示周期性分量 331
11．3．2 建模濾波器 332
11．3．3 白化濾波器 334
11．3．4 采樣帶限隨機(jī)過程 336
11．4 延伸閱讀 336
習(xí)題 336
第12章 信號(hào)估計(jì) 351
12．1 隨機(jī)變量的LMMSE估計(jì) 351
12．2 FIR 維納濾波器 353
12．3 無約束離散時(shí)間維納濾波器 357
12．4 因果離散時(shí)間維納濾波 363
12．5 最優(yōu)觀測(cè)器與卡爾曼濾波 368
12．5．1 加性噪聲干擾信號(hào)的因果維納濾波 368
12．5．2 維納濾波器的觀測(cè)器實(shí)現(xiàn) 370
12．5．3 最優(yōu)狀態(tài)估計(jì)與卡爾曼濾波 371
12．6 連續(xù)時(shí)間信號(hào)估計(jì) 372
12．7 延伸閱讀 372
習(xí)題 372
第13章 信號(hào)檢測(cè) 387
13．1 多元測(cè)量假設(shè)檢驗(yàn) 387
13．2 獨(dú)立同分布高斯噪聲中的已知信號(hào)檢測(cè) 389
13．2．1 最優(yōu)解 389
13．2．2 性能表征 391
13．2．3 匹配濾波 393
13．3 匹配濾波器檢測(cè)的擴(kuò)展 394
13．3．1 持續(xù)時(shí)間無限的有限能量信號(hào) 394
13．3．2 白噪聲中信號(hào)檢測(cè)的信噪比最大化 395
13．3．3 有色噪聲中的檢測(cè) 397
13．3．4 連續(xù)時(shí)間匹配濾波器 398
13．3．5 匹配濾波與奈奎斯特脈沖設(shè)計(jì) 399
13．3．6 未知到達(dá)時(shí)刻與脈沖壓縮 400
13．4 獨(dú)立同分布高斯噪聲中的信號(hào)識(shí)別 401
13．5 延伸閱讀 406
習(xí)題 406
參考文獻(xiàn) 420
中英文對(duì)照表 425