书名:随机信号分析教程
定价:24.60元
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作者:李兵兵 等
出版社:高等教育出版社
出版日期:2012-07-01
ISBN:9787040347517
字数:
页码:235
版次:1
装帧:平装
开本:16开
商品重量:0.4kg
《随机信号分析教程》从人们对于随机现象认识的角度出发,注重概率论与随机过程之间的联系和区别,对随机过程的定义、描述方法和特性作了详细介绍。从系统的角度,对随机信号通过线性时不变系统和非线性系统的基本理论和分析处理方法进行了深入分析。为了提高读者应用理论解决实际问题的能力,详细介绍了离散随机信号特征的估计和随机信号分析实验。全书共分为互有联系而又相互独立的6章。分别是:随机过程、平稳随机过程的谱分析、随机信号通过线性系统的分析、随机信号通过非线性系统的分析、离散随机信号特征的估计、随机信号分析实验。阅读本书要求读者具备线性系统理论、傅里叶变换及工程概念等基本知识。
本书可作为高等学校电子信息工程、通信工程、信息工程和应用数学专业高年级本科生和研究生的教材,同时也对从事电子通信系统的研究、设计、开发和应用的广大工程技术人员有一定的参考价值。
章 随机过程
1.1 随机过程的基本概念及统计特性
1.1.1 随机过程的定义
1.1.2 随机过程的分类
1.1.3 随机过程的概率分布
1.1.4 随机过程的数字特征
1.2 时间连续随机过程的微分和积分
1.2.1 随机过程连续性
1.2.2 随机过程的微分及其数学期望与相关函数
1.2.3 随机过程的积分及其数学期望与相关函数
1.3 平稳随机过程和遍历性过程
1.3.1 平稳随机过程
1.3.2 平稳随机过程相关函数性质
1.3.3 遍历性随机过程
1.3.4 相关函数测量
1.4 联合平稳随机过程
1.4.1 两个随机过程的联合概率分布
1.4.2 两个随机过程的数字特征
1.4.3 复随机过程及其数字特征
1.5 离散时间随机过程
1.5.1 离散时间随机过程的概念
1.5.2 离散时间随机过程的概率分布
1.5.3 离散时间随机过程的数字特征
1.5.4 离散时间随机过程的平稳性和遍历性
1.5.5 平稳离散时间随机过程相关函数的性质
1.6 正态随机过程
1.6.1 正态随机过程的概念
1.6.2 平稳正态随机过程
1.6.3 正态随机过程的性质
1.7 离散马尔可夫过程
1.7.1 马尔可夫过程的概念
1.7.2 马尔可夫序列
1.7.3 马尔可夫链
1.8 泊松过程
1.8.1 泊松过程的一般概念
1.8.2 泊松过程的统计量
1.8.3 泊松增量
1.8.4 泊松冲激序列
1.8.5 过滤的泊松过程与散粒噪声
1.8.6 复合泊松过程
1.8.7 电报信号
1.9 习题
第2章 平稳随机过程的谱分析
2.1 随机过程的谱分析
2.1.1 确定信号的傅里叶变换
2.1.2 随机过程的功率谱密度
2.1.3 功率谱密度与复平面
2.1.4 平稳随机过程功率谱密度的性质
2.1.5 功率谱密度与自相关函数之间的关系
2.2 联合平稳随机过程的互功率谱密度
2.2.1 互谱密度
2.2.2 互谱密度与互相关函数的关系
2.2.3 互谱密度的性质
2.3 离散时间随机过程的功率谱密度
2.3.1 离散时间随机过程的功率谱密度
2.3.2 平稳随机过程的采样定理
2.3.3 功率谱密度的采样定理
2.4 噪声
2.4.1 理想白噪声
2.4.2 带限白噪声
2.4.3 色噪声
2.5 习题
第3章 随机信号通过线性系统的分析
3.1 线性系统基本理论
3.1.1 时不变线性系统
3.1.2 连续时不变线性系统的分析方法
3.1.3 离散时不变线性系统的分析方法
3.2 随机信号通过连续时间系统的分析
3.2.1 时域分析法
3.2.2 频域分析法
3.3 随机信号通过离散时间系统的分析:
3.3.1 时域分析法
3.3.2 频域分析法
3.4 白噪声通过理想线性系统、白化滤波器和色噪声产生
3.4.1 白噪声通过线性系统
3.4.2 3dB带宽
3.4.3 等效噪声带宽
3.4.4 白噪声通过理想线性系统
3.4.5 线性系统输出的概率分布
3.4.6 色噪声产生和白化滤波器
3.5 希尔伯特变换与解析过程
3.5.1 希尔伯特变换
3.5.2 解析过程及其性质
3.6 窄带随机过程表示方法
3.6.1 窄带随机过程的定义
3.6.2 窄带随机过程的表达式
3.6.3 莱斯表达式的性质
3.7 窄带随机过程包络与相位的特性
3.7.1 窄带随机过程包络与相位的慢变化特性
3.7.2 包络和相位的一维概率密度
3.7.3 窄带高斯随机过程包络平方的概率密度
3.7.4 窄带高斯随机过程包络与相位的二维概率密度函数
3.8 正弦信号与窄带随机过程之和的包络与相位特性
3.8.1 正弦信号与窄带随机过程之和的包络与相位概率密度函数
3.8.2 正弦信号与窄带随机过程之和的包络平方的概率密度函数
3.8.3 中心x2分布和非中心x2分布
3.9 习题
第4章 随机信号通过非线性系统的分析
4.1 通信中常见的非线性系统
4.2 计算输出信号统计特性的直接法
4.2.1 平方律检波器
4.2.2 线性半波检波器
4.3 计算输出信号统计特性的特征函数法
4.3.1 拉普拉斯变换简介
4.3.2 非线性系统输出端自相关函数
4.3.3 特征函数法计算线性半波检波器输出信号的相关函数
4.4 准正弦振荡信号通过非线性系统分析
4.4.1 输出信号的统计特性
4.4.2 窄带正态随机过程通过线性检波器
4.4.3 窄带正态随机过程通过平方律检波器
4.5 习题
第5章 离散随机信号特征的估计
5.1 随机信号数字特征的估计
5.1.1 均值的估计
5.1.2 方差的估计
5.2 自相关函数的非参数估计
5.2.1 直接估计法
5.2.2 其他相关函数的估计
5.2.3 相关技术的应用
……
第6章 随机信号分析实验
参考文献
章 随机过程
1.1 随机过程的基本概念及统计特性
1.1.1 随机过程的定义
1.1.2 随机过程的分类
1.1.3 随机过程的概率分布
1.1.4 随机过程的数字特征
1.2 时间连续随机过程的微分和积分
1.2.1 随机过程连续性
1.2.2 随机过程的微分及其数学期望与相关函数
1.2.3 随机过程的积分及其数学期望与相关函数
1.3 平稳随机过程和遍历性过程
1.3.1 平稳随机过程
1.3.2 平稳随机过程相关函数性质
1.3.3 遍历性随机过程
1.3.4 相关函数测量
1.4 联合平稳随机过程
1.4.1 两个随机过程的联合概率分布
1.4.2 两个随机过程的数字特征
1.4.3 复随机过程及其数字特征
1.5 离散时间随机过程
1.5.1 离散时间随机过程的概念
1.5.2 离散时间随机过程的概率分布
1.5.3 离散时间随机过程的数字特征
1.5.4 离散时间随机过程的平稳性和遍历性
1.5.5 平稳离散时间随机过程相关函数的性质
1.6 正态随机过程
1.6.1 正态随机过程的概念
1.6.2 平稳正态随机过程
1.6.3 正态随机过程的性质
1.7 离散马尔可夫过程
1.7.1 马尔可夫过程的概念
1.7.2 马尔可夫序列
1.7.3 马尔可夫链
1.8 泊松过程
1.8.1 泊松过程的一般概念
1.8.2 泊松过程的统计量
1.8.3 泊松增量
1.8.4 泊松冲激序列
1.8.5 过滤的泊松过程与散粒噪声
1.8.6 复合泊松过程
1.8.7 电报信号
1.9 习题
第2章 平稳随机过程的谱分析
2.1 随机过程的谱分析
2.1.1 确定信号的傅里叶变换
2.1.2 随机过程的功率谱密度
2.1.3 功率谱密度与复平面
2.1.4 平稳随机过程功率谱密度的性质
2.1.5 功率谱密度与自相关函数之间的关系
2.2 联合平稳随机过程的互功率谱密度
2.2.1 互谱密度
2.2.2 互谱密度与互相关函数的关系
2.2.3 互谱密度的性质
2.3 离散时间随机过程的功率谱密度
2.3.1 离散时间随机过程的功率谱密度
2.3.2 平稳随机过程的采样定理
2.3.3 功率谱密度的采样定理
2.4 噪声
2.4.1 理想白噪声
2.4.2 带限白噪声
2.4.3 色噪声
2.5 习题
第3章 随机信号通过线性系统的分析
3.1 线性系统基本理论
3.1.1 时不变线性系统
3.1.2 连续时不变线性系统的分析方法
3.1.3 离散时不变线性系统的分析方法
3.2 随机信号通过连续时间系统的分析
3.2.1 时域分析法
3.2.2 频域分析法
3.3 随机信号通过离散时间系统的分析:
3.3.1 时域分析法
3.3.2 频域分析法
3.4 白噪声通过理想线性系统、白化滤波器和色噪声产生
3.4.1 白噪声通过线性系统
3.4.2 3dB带宽
3.4.3 等效噪声带宽
3.4.4 白噪声通过理想线性系统
3.4.5 线性系统输出的概率分布
3.4.6 色噪声产生和白化滤波器
3.5 希尔伯特变换与解析过程
3.5.1 希尔伯特变换
3.5.2 解析过程及其性质
3.6 窄带随机过程表示方法
3.6.1 窄带随机过程的定义
3.6.2 窄带随机过程的表达式
3.6.3 莱斯表达式的性质
3.7 窄带随机过程包络与相位的特性
3.7.1 窄带随机过程包络与相位的慢变化特性
3.7.2 包络和相位的一维概率密度
3.7.3 窄带高斯随机过程包络平方的概率密度
3.7.4 窄带高斯随机过程包络与相位的二维概率密度函数
3.8 正弦信号与窄带随机过程之和的包络与相位特性
3.8.1 正弦信号与窄带随机过程之和的包络与相位概率密度函数
3.8.2 正弦信号与窄带随机过程之和的包络平方的概率密度函数
3.8.3 中心x2分布和非中心x2分布
3.9 习题
第4章 随机信号通过非线性系统的分析
4.1 通信中常见的非线性系统
4.2 计算输出信号统计特性的直接法
4.2.1 平方律检波器
4.2.2 线性半波检波器
4.3 计算输出信号统计特性的特征函数法
4.3.1 拉普拉斯变换简介
4.3.2 非线性系统输出端自相关函数
4.3.3 特征函数法计算线性半波检波器输出信号的相关函数
4.4 准正弦振荡信号通过非线性系统分析
4.4.1 输出信号的统计特性
4.4.2 窄带正态随机过程通过线性检波器
4.4.3 窄带正态随机过程通过平方律检波器
4.5 习题
第5章 离散随机信号特征的估计
5.1 随机信号数字特征的估计
5.1.1 均值的估计
5.1.2 方差的估计
5.2 自相关函数的非参数估计
5.2.1 直接估计法
5.2.2 其他相关函数的估计
5.2.3 相关技术的应用
……
第6章 随机信号分析实验
参考文献
从整体结构上看,这本书的逻辑层次感非常强,章节间的衔接自然流畅,仿佛是在讲述一个连续的故事。从确定性信号分析的基础(傅里叶)过渡到随机信号的概率描述,再到时间域和频域下的处理方法,每一步都有理有据。它成功地建立起“信号是随机的”这个前提后,如何应用已知的工具去分析和预测其未来行为的完整框架。不过,在收尾部分,关于最优估计和检测理论的介绍略显仓促。例如,对于最大似然估计在随机信号中的应用,以及如何将这些估计理论与现代通信中的盲均衡技术挂钩,这些前沿且实用的内容如果能有更详细的展开,将会使全书的价值得到质的飞跃。这本书无疑是一部扎实的理论基石,但如果能在最后的应用章节中,体现出更多的“前瞻性”和“时代感”,介绍一些近年来在人工智能、深度学习等领域中随机信号分析的新兴应用方向,那它就不只是一本优秀的教材,更会成为一本引领思考的参考手册。
评分阅读这本书的过程中,我最大的感受是它在理论深度上的平衡把握得相当到位。它没有一味地追求数学上的极致严谨而使读者望而却步,但同时也绝不流于表面,那些核心定理的证明过程虽然略显繁复,但逻辑链条是清晰可见的。比如,在讲解维纳-霍夫方程那部分,我特意去对照了其他几本国外经典教材,发现这本书在推导的步骤上似乎做了更多的简化和优化,让非数学专业的读者也能较快地跟上思路。不过,我个人感觉,如果能在随机过程的稳定性、遍历性等性质的讨论中,多穿插一些实际工程中的例子,或许能进一步提升阅读体验。目前来看,例题的选择偏向于理论验证,虽然严谨,但在“用”这个层面上略显不足。我希望作者能够增加一些关于现代通信系统、雷达信号处理中如何应用这些随机过程模型的案例分析,比如如何利用功率谱密度来设计滤波器,或者如何用卡尔曼滤波来估计状态变量,这些实战经验的融入,对于我这样需要将理论应用于实际工作的人来说,价值会高出许多。
评分这本书的封面设计实在太吸引人了,那种深邃的蓝色背景配上抽象的信号波形图,一看就知道是本硬核的专业教材。我当初就是冲着这个感觉买的,希望能找到一本既系统又深入的信号处理入门读物。拿到手里掂量了一下,厚度适中,纸张的质感也挺好,拿在手上很有分量感,感觉内容肯定非常充实。迫不及待地翻开目录,看到那些熟悉的章节标题——傅里叶变换、拉普拉斯变换、Z变换……这些都是构建随机信号分析大厦的基石。我尤其期待能看到对概率论与随机过程基础的梳理,因为我知道,没有扎实的概率基础,后面的随机信号分析无从谈起。希望这本书能在这些基础概念的阐述上做到清晰明了,尤其是在数学推导的每一步都能有详尽的注释,这样对于初学者来说会友好很多。我感觉,好的教材不光是知识的堆砌,更重要的是思维逻辑的引导,能否把复杂的概念用直观的方式呈现出来,是衡量其价值的关键。我非常看重作者在引入新概念时所采用的类比和实例,希望能从那些具体的应用场景中找到理论的影子,从而真正地“理解”而不是“记住”公式。
评分坦白说,这本书的难度曲线设置得有些陡峭,尤其是在中后期的马尔可夫过程和谱分析章节。作者似乎默认读者已经对高等概率论和线性代数有非常扎实的掌握。对于我这种需要经常回顾和复习的在职人员来说,在跳过一些基础的概率回顾后,直接进入高阶随机过程的推导时,还是感到吃力。我发现自己不得不频繁地停下来,查阅其他参考书来巩固背景知识。这也许是随机信号分析本身的复杂性决定的,但一个好的教程应该能更好地引导读者跨越这些鸿沟。我非常期待作者能在未来修订版中,为那些数学推导特别密集的段落增加“背景知识回顾”或“关键数学工具”的侧边栏注解,用更口语化、更聚焦于信号处理应用的角度去解释那些深奥的数学定理,而不是仅仅停留在纯数学的表述上。这种“扶持”对于那些渴望深入学习,但又缺乏完美学术背景的自学者来说,是极其宝贵的。
评分这本书的排版和图示设计可以说达到了教科书级别的标准。清晰的字体,合理的行间距,使得长时间阅读也不会感到眼睛疲劳。特别是那些用来解释复杂变换关系的图示,线条干净利落,关键点标识明确。我特别喜欢它在描述采样定理和量化噪声时所使用的对比图,那种直观上的冲击力远胜于纯文字的描述。然而,在软件实现和仿真验证这一块,我希望能看到更进一步的拓展。虽然书中提到了离散时间系统分析,但对于如何利用MATLAB或Python等工具箱来快速验证这些随机信号模型的特性,缺乏直接的指导。毕竟在当代的工程教育中,仿真能力几乎与理论理解同等重要。如果能在每章的末尾,附带一些基于主流软件的仿真脚本或关键代码片段的讲解,哪怕是伪代码的形式,都会让这本书的实用价值倍增。理论和实践的桥梁如果能搭建得更坚固一些,这本书的受众面和影响力无疑会更广。
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