隨機信號分析(高等院校信息與通信工程係列教材) pdf epub mobi txt 電子書 下載 2025

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吉淑嬌，雷艷敏著 著

圖書標籤:

• 隨機信號分析
• 信號處理
• 通信工程
• 信息工程
• 隨機過程
• 概率論
• 數學模型
• 高等教育
• 教材
• 噪聲分析

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齣版社： 清華大學齣版社

ISBN：9787302340560

商品編碼：29731128619

包裝：平裝

齣版時間：2014-01-01

基本信息

書名:隨機信號分析(高等院校信息與通信工程係列教材)

定價：22.00元

售價：16.1元,便宜5.9元,摺扣73

作者:吉淑嬌,雷艷敏著

齣版社：清華大學齣版社

齣版日期：2014-01-01

ISBN：9787302340560

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版次：1

裝幀：平裝

開本：大32開

商品重量：0.4kg

編輯推薦

內容提要

本書係統地介紹瞭*信號以及*信號通過綫性時不變係統的分析處理方法。內容涉及*變量和*過程的基本概念，平穩*過程的時頻域分析，*信號通過綫性係統的分析方法以及幾種典型*過程的分析等。
　　本書可作為普通高校電子信息類、通信類、電子類等專業的本科生教材，也可供信號處理相關領域的工程技術人員參考。

目錄

章隨機變量
1.1隨機變量概念
1.1.1隨機變量的分布律
1.1.2隨機變量的數字特徵
1.1.3隨機變量的函數變換
1.2隨機變量的特徵函數
1.2.1特徵函數的定義和性質
1.2.2特徵函數與矩函數的關係
1.3隨機變量的幾種實用分布律
1.3.1均勻分布
1.3.2高斯分布
1.3.3指數分布
1.3.4瑞利分布
習題
第2章隨機信號概論
2.1隨機信號的定義及分類
2.1.1隨機信號的定義
2.1.2隨機信號的分類
2.2隨機信號的統計特性
2.3隨機信號的數字特徵
2.3.1數學期望
2.3.2方差
2.3.3自相關函數
2.3.4互相關函數
2.3.5統計獨立、不相關和正交
2.4隨機信號的特徵函數
習題
第3章平穩隨機過程
3.1平穩隨機過程的基本概念
3.1.1嚴平穩隨機過程
3.1.2寬平穩隨機過程
3.1.3各態曆經隨機過程
3.2平穩過程相關函數分析
3.2.1自相關函數性質
3.2.2互相關函數性質
3.2.3相關係數和相關時間
3.3平穩隨機過程的功率譜密度
3.3.1功率譜密度的概念
3.3.2功率譜密度與自相關函數之間的關係
3.3.3功率譜密度的性質
3.3.4互功率譜密度及其性質
3.4白噪聲
習題
第4章綫性係統對隨機信號的響應
4.1綫性係統的基本性質
4.1.1一般綫性係統
4.1.2綫性時不變係統
4.1.3係統的穩定性與物理可實現性
4.2係統輸齣及概率分布
4.2.1係統的輸齣響應
4.2.2係統輸齣的分布律
4.3綫性係統輸齣的數字特徵
4.3.1輸齣的數學期望
4.3.2係統輸齣的相關函數
4.3.3輸齣的功率譜密度
4.3.4多個隨機信號通過綫性係統
4.4綫性係統對白噪聲的響應
4.4.1等效噪聲帶寬
4.4.2白噪聲通過理想綫性係統
習題
第5章典型隨機過程
5.1高斯隨機過程
5.2窄帶隨機過程
5.2.1希爾伯特變換和解析信號
5.2.2窄帶隨機過程的基本特點
5.2.3窄帶高斯過程分析
5.2.4餘弦信號與窄帶高斯過程之和
的概率分布
5.3復隨機過程
5.3.1復隨機變量
5.3.2復隨機過程
習題
部分習題答案
附錄
附錄A傅裏葉變換錶
附錄B常用符號對照錶

作者介紹

文摘

序言

《隨機信號分析》 一、 概述 《隨機信號分析》是一門研究隨機現象及其在工程領域應用的學科。隨機信號是工程和科學中普遍存在的現象，例如通信信號的噪聲、測量過程中的誤差、市場價格的波動、以及生物係統的生理信號等。理解和分析這些隨機信號，對於設計高效的係統、準確地預測未來趨勢、以及深入地認識自然界至關重要。本書旨在為讀者提供一個係統、深入的隨機信號分析框架，涵蓋從基礎理論到實際應用的廣泛內容，特彆側重於信息與通信工程領域的專業需求。 本書的編寫遵循由淺入深、循序漸進的原則，力求理論嚴謹性與工程實踐性的有機結閤。我們不僅會介紹隨機信號分析的核心數學工具和概念，還會通過大量的實例分析和習題，幫助讀者掌握這些工具的實際應用方法。全書內容涵蓋瞭隨機變量、隨機過程、相關性分析、譜分析、以及卡爾曼濾波等一係列關鍵主題，並最終引申到隨機信號在通信係統、信號處理等核心領域的應用。 二、 理論基礎 1. 概率論與數理統計迴顧 概率論基礎: 本章將對概率論的基本概念進行迴顧和梳理，包括樣本空間、事件、概率的公理化定義、條件概率、獨立性等。我們將深入探討常見的概率分布，如二項分布、泊鬆分布、均勻分布、指數分布、正態分布等，並介紹它們的性質和應用場景。對於連續型和離散型隨機變量的概率密度函數（PDF）和纍積分布函數（CDF）也將進行詳細闡述。 多維隨機變量: 擴展到多維隨機變量，介紹聯閤概率分布、邊緣概率分布、條件概率分布以及隨機變量的獨立性。同時，我們將深入討論協方差矩陣和相關係數，它們是衡量隨機變量之間綫性關係的度量。 隨機變量的數字特徵: 詳細講解期望值、方差、標準差、矩（原點矩和中心矩）等基本統計量，以及它們在描述隨機變量分布特性中的作用。 2. 隨機變量的特性 數學期望: 深入理解數學期望的定義及其性質，包括綫性性質、期望的期望等。我們將探討如何在不同分布下計算數學期望，以及它在平均值預測方麵的意義。 方差與標準差: 詳細解釋方差和標準差的概念，以及它們如何衡量隨機變量的離散程度。理解方差在信號功率和噪聲強度度量中的作用。 高階矩: 介紹三階矩（偏度）和四階矩（峰度）的概念，以及它們如何提供關於概率分布形狀的更詳細信息。 3. 隨機過程 隨機過程的定義與分類: 引入隨機過程的概念，將其定義為時間的函數，其值是隨機的。我們將介紹隨機過程的分類，例如離散時間隨機過程和連續時間隨機過程，以及離散狀態隨機過程和連續狀態隨機過程。 隨機過程的統計特性: 深入研究隨機過程的統計特性，包括一維分布、二維分布等。重點關注均值函數、自相關函數（ACF）和自協方差函數，它們是描述隨機過程統計特性的關鍵工具。 平穩性: 詳細介紹寬平穩（二階平穩）和嚴平穩的概念。寬平穩是隨機信號分析中的核心概念，其統計特性不隨時間漂移。我們將討論如何檢驗平穩性，以及平穩過程的性質。 獨立增量過程: 介紹獨立增量過程的概念，如泊鬆過程和維納過程（布朗運動），並探討它們的概率分布和應用。 馬爾可夫過程: 介紹馬爾可夫過程及其重要性質，包括馬爾可夫性。我們將探討離散時間馬爾可夫鏈和連續時間馬爾可夫過程，以及它們在狀態轉移模型中的應用。 4. 相關性分析 自相關函數 (ACF): 詳細講解自相關函數的定義、性質和幾何意義。我們將探討自相關函數如何揭示隨機信號內部的依賴關係和周期性。 互相關函數 (CCF): 介紹互相關函數的概念，以及它如何衡量兩個不同隨機信號之間的綫性依賴關係。我們將討論互相關函數在信號檢測、同步和估計中的應用。 相關性和平穩性: 深入分析自相關函數和互相關函數與平穩性之間的聯係，以及如何利用它們來判斷隨機過程的平穩性。 5. 譜分析 功率譜密度 (PSD): 引入功率譜密度的概念，將其定義為隨機信號功率在頻率域上的分布。我們將詳細闡述維納-辛欽定理，它建立瞭自相關函數和功率譜密度之間的傅裏葉變換關係。 譜密度分析的意義: 解釋功率譜密度如何幫助我們理解信號的頻率成分、噪聲的頻譜特性，以及係統對不同頻率信號的處理能力。 周期信號的功率譜: 分析周期信號的傅裏葉級數與功率譜的關係。 隨機信號的功率譜: 深入研究平穩隨機信號的功率譜密度，並討論其性質。 頻譜分析的應用: 講解如何在實際工程中估計功率譜密度，以及它在通信係統、濾波設計、信號去噪等方麵的應用。 6. 綫性係統與隨機信號 綫性時不變（LTI）係統: 迴顧綫性時不變係統的基本概念，包括係統函數、衝激響應、捲積等。 LTI係統對隨機信號的響應: 分析LTI係統如何處理隨機信號。我們將推導係統的輸齣均值、輸齣方差，以及輸齣信號的自相關函數和功率譜密度。 白噪聲: 重點介紹白噪聲的概念，它在所有頻率上具有恒定功率譜密度。我們將分析白噪聲通過LTI係統後的特性。 濾波器設計: 探討如何利用隨機信號的統計特性來設計最優濾波器，例如維納濾波器，以達到信號增強或噪聲抑製的目的。 7. 高斯過程 高斯過程的定義: 介紹高斯過程的概念，其所有階的聯閤概率分布都是高斯分布。我們將強調高斯過程的唯一性由其均值函數和協方差函數完全決定。 高斯過程的性質: 討論高斯過程的平穩性、獨立性等性質，以及它們在統計建模中的重要性。 高斯過程在通信中的應用: 探討高斯過程在建模信道噪聲、調製信號等方麵的應用。 8. 隨機信號在信息與通信工程中的應用 通信係統中的噪聲: 詳細分析各種類型的噪聲，如熱噪聲、散彈噪聲、閃爍噪聲等，以及它們在通信鏈路中的影響。 信道建模: 探討如何使用隨機過程來描述通信信道，例如加性高斯白噪聲（AWGN）信道、衰落信道等。 信號檢測: 介紹基於統計判決的信號檢測理論，例如最大似然檢測、最小均方誤差估計等，以在噪聲乾擾下區分信號和噪聲。 信號估計: 講解如何估計未知信號的參數或信號本身，例如最小均方誤差（MMSE）估計，以及卡爾曼濾波在狀態估計中的應用。 調製與解調: 探討隨機信號理論在設計和分析各種調製方式（如ASK, FSK, PSK, QAM）中的作用，以及它們在噪聲環境下的性能。 信息論基礎: 簡要介紹香農信息論中的一些基本概念，如信息量、熵、信道容量等，並探討它們與隨機信號分析的關係。 三、 案例研究與實踐 本書將穿插大量的實際案例分析，涵蓋通信係統中的誤碼率分析、雷達信號處理中的目標檢測、圖像處理中的去噪算法、以及金融領域的時序數據分析等。這些案例將幫助讀者將所學理論應用於解決實際工程問題。 四、 目標讀者 本書適用於高等院校信息與通信工程、電子工程、自動化、計算機科學等專業的本科生和研究生，也適閤從事相關領域研究和工程開發的專業技術人員。 五、 學習建議 學習本書，建議讀者具備一定的微積分、綫性代數、概率論與數理統計基礎。在學習過程中，應注重理論與實踐相結閤，多做習題，理解隨機信號分析的直觀意義，並嘗試將其應用於解決實際問題。 結語 隨機信號分析是理解和設計現代工程係統不可或缺的工具。通過深入學習本書，讀者將能夠掌握分析和處理隨機信號的能力，為進一步的專業學習和工程實踐打下堅實的基礎。

評分☆☆☆☆☆

這本書的講解風格可以說是獨樹一幟，它沒有采用那種過於枯燥的教科書式敘述，而是更像是一位經驗豐富的教授在麵對麵授課。在介紹隨機過程的平穩性概念時，作者並沒有直接拋齣復雜的數學定義，而是先通過一些生活中的例子，比如溫度的變化、股票的波動等，來引導我們理解“隨機”和“平穩”這兩個核心概念的內在聯係。這種“情景引入—理論闡述—案例分析”的模式，極大地激發瞭我的學習興趣。我特彆喜歡它在習題設計上的巧妙安排。習題的難度梯度設置得非常閤理，從基礎的概率計算到復雜的鞅序列分析，層層遞進。完成這些習題後，我感覺自己不僅僅是掌握瞭知識點，更是培養瞭一種麵對不確定性問題時，運用數學工具進行係統化建模和分析的能力。這本書的價值，真的不隻是在於知識的傳遞，更在於思維方式的塑造。

評分☆☆☆☆☆

坦白說，剛開始翻閱這本書時，我對其中一些涉及高階矩和譜密度的章節感到有些吃力。可能是我對概率論的基礎掌握還不夠紮實。但是，這本書的一個亮點是它的附錄部分做得極其齣色。附錄裏不僅對預備知識進行瞭簡潔的迴顧，更重要的是，它提供瞭一份非常詳盡的參考文獻列錶，並對每一本推薦讀物的主要特點進行瞭簡要評價。這對我後續的自我學習起到瞭至關重要的導嚮作用。我根據書中的推薦，去查閱瞭幾本關於測度論和隨機微分方程的進階書籍，這極大地彌補瞭我知識體係上的短闆。所以，這本書的價值是多維度的，它不僅傳授瞭核心知識，更重要的是，它教會瞭我如何構建一個持續學習和自我提升的知識網絡。

評分☆☆☆☆☆

閱讀這本書的過程中，我最大的感受是它對於數學嚴謹性和工程實用性的完美平衡。很多信號處理的書籍要麼過於偏嚮數學理論的推導，讀起來晦澀難懂，讓人感覺脫離實際；要麼就是過於注重應用層麵的工具講解，缺乏對底層原理的深入剖析。而這本教材似乎找到瞭一個絕佳的“黃金分割點”。比如，在討論維納-霍夫方程時，它不僅清晰地推導瞭方程的解法，還配上瞭大量關於最優濾波器的圖示，直觀地展示瞭預測誤差最小化的幾何意義。這種深度與廣度的結閤，使得我即使在麵對一些復雜的通信係統設計問題時，也能夠迅速迴溯到最基本的隨機過程理論上去尋找解決方案的根源。對我來說，這本教材已經不僅僅是參考書，更像是一本工具箱，裏麵裝滿瞭解決實際工程難題的精密儀器。

評分☆☆☆☆☆

這本書的裝幀和印刷質量給我留下瞭深刻的印象。我這本是精裝版，紙張選用的非常考究，即便是反復翻閱和在公式旁做筆記，紙張也不會輕易起皺或者墨水洇開。更重要的是，書中的插圖和圖錶，尤其是那些描述隨機信號軌跡和概率密度函數形狀變化的圖形，綫條都極其清晰銳利，色彩過渡自然，這對於理解那些抽象的動態過程至關重要。我記得有一次我在研究馬爾可夫鏈的穩態分布時，書上那個動態收斂的示意圖，用非常巧妙的視覺方式展示瞭係統熵的減少過程，讓我一下子豁然開朗。一本好的教材，細節之處纔能體現齣作者和齣版方對讀者的尊重，這本書在這方麵做得無可挑剔，這使得長時間的深度閱讀也變成瞭一種享受，而不是負擔。

評分☆☆☆☆☆

這本書的封麵設計得非常簡潔，純白色的背景，隻有書名和作者信息用黑色字體印刷在上麵，給人一種非常專業和嚴肅的感覺。我是在圖書館偶然翻到它的，當時正準備找一本關於基礎電路分析的書，結果被這本教材的厚度給吸引住瞭。打開書本後，我發現內容排版也十分清晰，公式和圖錶的展示非常規範，不像有些教材那樣把公式擠在一團，閱讀起來非常費力。特彆是第一章對傅裏葉級數和傅裏葉變換的介紹，作者用瞭大量的篇幅來解釋其物理意義和數學推導過程，對於初學者來說，這種循序漸進的方式無疑是降低瞭學習門檻的。我記得作者還特彆強調瞭頻譜分析在實際工程中的應用，而不是單純地停留在理論層麵，這讓我對後續的學習充滿瞭期待。雖然我之前接觸過一些信號處理的基礎知識，但這本書在係統性和深度上還是給瞭我很大的啓發，感覺就像是為我未來的研究生學習打下瞭一個堅實的基礎。