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統(tǒng)計(jì)信號(hào)處理:脈沖噪聲與相位噪聲分析及處理 版權(quán)信息
- ISBN:9787121445040
- 條形碼:9787121445040 ; 978-7-121-44504-0
- 裝幀:一般膠版紙
- 冊(cè)數(shù):暫無
- 重量:暫無
- 所屬分類:>
統(tǒng)計(jì)信號(hào)處理:脈沖噪聲與相位噪聲分析及處理 內(nèi)容簡(jiǎn)介
脈沖噪聲和相位噪聲屬于非高斯分布,與一般的高斯噪聲處理相比,其處理有獨(dú)特之處。本書的內(nèi)容主要包括兩部分:一是基于統(tǒng)計(jì)信號(hào)處理理論,研究脈沖噪聲下的信號(hào)檢測(cè)問題,給出脈沖噪聲處理理論和算法,介紹脈沖噪聲實(shí)驗(yàn)和結(jié)果;二是針對(duì)復(fù)高斯白噪聲的相位域,研究萊斯相位分布及其特征,分析相位噪聲下的信號(hào)檢測(cè)方法及其性能。盡管隨機(jī)過程分析和統(tǒng)計(jì)信號(hào)處理已經(jīng)十分成熟,本書仍努力為讀者提供在所涉及研究?jī)?nèi)容和研究方法上的新信息,使讀者提高在脈沖噪聲和相位噪聲方面的認(rèn)識(shí)。本書共10章,第1章從隨機(jī)過程分析和統(tǒng)計(jì)信號(hào)處理的角度,介紹噪聲分析與檢測(cè)基礎(chǔ);第2章針對(duì)脈沖噪聲,介紹噪聲模型、參數(shù)估計(jì)和非參數(shù)估計(jì)、相關(guān)程序;第3章介紹脈沖噪聲非線性變換設(shè)計(jì)路線;第4章給出效能優(yōu)選化的非線性變換函數(shù)設(shè)計(jì)實(shí)例;第5章進(jìn)行更多問題的擴(kuò)展討論;第6章介紹相位噪聲模型與萊斯相位分布;第7章分析相位噪聲的數(shù)字特征計(jì)算與近似;第8章研究相位噪聲下的信號(hào)檢測(cè);第9章考慮實(shí)用場(chǎng)景,分析相位域的弱信號(hào)檢測(cè);第10章分析相位域的局部很優(yōu)檢測(cè)。
統(tǒng)計(jì)信號(hào)處理:脈沖噪聲與相位噪聲分析及處理 目錄
第1 章 噪聲分析與檢測(cè)基礎(chǔ) .................................................................. 003
1.1 隨機(jī)變量 .................................................................................... 003
1.1.1 隨機(jī)變量的概念 ............................................................. 004
1.1.2 隨機(jī)變量的分布 ............................................................. 005
1.1.3 隨機(jī)分布的數(shù)字特征 ..................................................... 007
1.1.4 常見的隨機(jī)分布 ............................................................. 010
1.2 隨機(jī)過程 .................................................................................... 014
1.2.1 隨機(jī)過程介紹 ................................................................. 014
1.2.2 平穩(wěn)隨機(jī)過程和廣義平穩(wěn)隨機(jī)過程 ............................. 016
1.2.3 相關(guān)函數(shù)與協(xié)方差 ......................................................... 018
1.2.4 功率譜 ............................................................................. 020
1.2.5 白噪聲與色噪聲 ............................................................. 023
1.3 信號(hào)檢測(cè)基礎(chǔ) ............................................................................ 025
1.3.1 二元檢測(cè)問題簡(jiǎn)述 ......................................................... 025
1.3.2 高斯白噪聲下的信號(hào)檢測(cè) ............................................. 028
1.3.3 高斯色噪聲下的信號(hào)檢測(cè) ............................................. 030
1.3.4 關(guān)于信噪比定義的討論 ................................................. 032
1.3.5 信噪比與檢測(cè)性能 ......................................................... 035
1.4 通信信號(hào)檢測(cè) ............................................................................ 038
1.4.1 通信信號(hào)調(diào)制方式 ......................................................... 039
1.4.2 直接序列擴(kuò)頻技術(shù) ......................................................... 042
1.4.3 直擴(kuò)MSK 信號(hào) ............................................................... 043
1.4.4 直擴(kuò)MSK 信號(hào)解調(diào) ....................................................... 045
1.4.5 AWGN 下的仿真 ............................................................ 051
1.5 電磁環(huán)境實(shí)驗(yàn) ............................................................................ 054
1.5.1 實(shí)驗(yàn)簡(jiǎn)介 ......................................................................... 054
1.5.2 實(shí)驗(yàn)環(huán)境 ......................................................................... 055
1.5.3 功率譜分析 ..................................................................... 056
1.5.4 通信仿真 ......................................................................... 061
1.5.5 實(shí)驗(yàn)總結(jié) ......................................................................... 064
參考文獻(xiàn) ............................................................................................. 065
第2 章 脈沖噪聲分布與估計(jì) .................................................................. 067
2.1 脈沖噪聲模型 ............................................................................ 067
2.1.1 S?S 分布模型 ................................................................. 068
2.1.2 Class A 模型 .................................................................... 070
2.1.3 高斯混合模型 ................................................................. 071
2.2 脈沖噪聲模型的參數(shù)估計(jì) ........................................................ 072
2.2.1 S?S 模型的參數(shù)估計(jì) ..................................................... 072
2.2.2 Class A 模型的參數(shù)估計(jì) ................................................ 074
2.2.3 高斯混合模型的參數(shù)估計(jì) ............................................. 077
2.3 非參數(shù)估計(jì) ................................................................................ 082
2.3.1 Parzen 窗方法和直方圖法.............................................. 082
2.3.2 KDE 方法 ........................................................................ 088
2.3.3 PDF 導(dǎo)數(shù)的近似計(jì)算 ..................................................... 090
2.4 基于分布函數(shù)擬合的模型參數(shù)估計(jì) ........................................ 092
2.4.1 基于PDF 擬合的模型參數(shù)估計(jì)原理 ............................ 092
2.4.2 基于PDF 擬合的模型參數(shù)估計(jì) .................................... 093
2.4.3 基于CDF 擬合的模型參數(shù)估計(jì) .................................... 095
2.4.4 模型檢測(cè)與參數(shù)估計(jì)方法 ............................................. 097
2.4.5 仿真驗(yàn)證 ......................................................................... 097
2.5 噪聲分布與模型參數(shù)估計(jì)的MATLAB 程序 .......................... 099
2.5.1 S?S 分布模型 ................................................................. 100
2.5.2 Class A 模型 .................................................................... 103
2.5.3 GM 模型 .......................................................................... 106
2.5.4 基于分布函數(shù)擬合的模型參數(shù)估計(jì) ............................. 109
2.6 大氣噪聲實(shí)驗(yàn) ............................................................................. 111
2.6.1 實(shí)驗(yàn)簡(jiǎn)介 .......................................................................... 112
2.6.2 實(shí)驗(yàn)環(huán)境 .......................................................................... 113
2.6.3 功率譜分析 ...................................................................... 115
2.6.4 PDF 分析 .......................................................................... 117
2.6.5 實(shí)驗(yàn)小結(jié) .......................................................................... 118
參考文獻(xiàn) .............................................................................................. 118
第3 章 脈沖噪聲非線性變換設(shè)計(jì)路線 .................................................. 120
3.1 非線性變換的來源及檢測(cè)器 .................................................... 120
3.2 非線性變換函數(shù) ........................................................................ 122
3.2.1 削波與置零 ..................................................................... 123
3.2.2 多區(qū)域組合非線性變換函數(shù) ......................................... 124
3.2.3 特定非線性變換函數(shù) ..................................................... 126
3.2.4 可變衰減拖尾非線性變換函數(shù) ..................................... 128
3.3 設(shè)計(jì)方法與準(zhǔn)則 ........................................................................ 131
3.3.1 經(jīng)驗(yàn)和分析近似方法 ..................................................... 131
3.3.2 正態(tài)變換方法 ................................................................. 133
3.3.3 *大信噪比法 ................................................................. 136
3.3.4 基于*大效能準(zhǔn)則的方法 ............................................. 140
3.4 大氣噪聲的非線性處理實(shí)驗(yàn) .................................................... 143
3.4.1 非線性變換后的PDF ..................................................... 143
3.4.2 誤碼率仿真 ..................................................................... 144
3.4.3 實(shí)驗(yàn)總結(jié) ......................................................................... 145
參考文獻(xiàn) ............................................................................................. 146
第4 章 效能*大化的非線性變換函數(shù)設(shè)計(jì)實(shí)例 .................................. 150
4.1 削波器和置零器優(yōu)化設(shè)計(jì) ........................................................ 150
4.1.1 非線性變換函數(shù)設(shè)計(jì)問題 ............................................. 150
4.1.2 目標(biāo)函數(shù)特性分析 ......................................................... 151
4.1.3 基于一維尋優(yōu)的求解方法 ............................................. 152
4.2 冪律拖尾ZMNL 變換函數(shù)設(shè)計(jì) ............................................... 153
4.2.1 冪律拖尾ZMNL 變換函數(shù)的性質(zhì) ................................ 154
4.2.2 優(yōu)化問題及其性質(zhì) ......................................................... 155
4.2.3 基于NMS 法的數(shù)值尋優(yōu) ............................................... 161
4.3 指數(shù)拖尾ZMNL 變換函數(shù)設(shè)計(jì) ............................................... 162
4.3.1 指數(shù)拖尾ZMNL 變換函數(shù)構(gòu)造 .................................... 162
4.3.2 優(yōu)化問題及其性質(zhì) ......................................................... 163
4.3.3 基于NMS 法的數(shù)值尋優(yōu) ............................................... 165
4.3.4 非線性設(shè)計(jì)的性能討論 ................................................. 166
4.4 GZMNL 變換函數(shù)設(shè)計(jì) ............................................................. 169
4.4.1 GZMNL 變換函數(shù)介紹 .................................................. 169
4.4.2 目標(biāo)函數(shù)及其性質(zhì) ......................................................... 170
4.4.3 GZMNL 變換函數(shù)的參數(shù)尋優(yōu) ...................................... 171
4.5 非線性設(shè)計(jì)及處理實(shí)驗(yàn) ............................................................ 172
參考文獻(xiàn) ............................................................................................. 178
第5 章 更多問題的擴(kuò)展討論 .................................................................. 179
5.1 效能函數(shù)的變形和簡(jiǎn)化 ............................................................ 179
5.1.1 效能函數(shù)的變形 ............................................................. 179
5.1.2 效能函數(shù)的簡(jiǎn)化 ............................................................. 180
5.2 未知噪聲分布的非線性設(shè)計(jì) .................................................... 183
5.2.1 非線性設(shè)計(jì)方案 ............................................................. 184
5.2.2 未知噪聲分布的限幅器設(shè)計(jì) ......................................... 185
5.2.3 多項(xiàng)式近似估計(jì)的嘗試 ................................................. 187
5.3 已知噪聲分布的快速設(shè)計(jì) ........................................................ 189
5.3.1 快速設(shè)計(jì)方案 ................................................................. 190
5.3.2 S?S 分布下的GZMNL 變換函數(shù)快速設(shè)計(jì) ................. 191
5.3.3 Class A 分布下的GZMNL 變換函數(shù)快速設(shè)計(jì) ............ 194
5.4 同頻干擾聯(lián)合抑制 .................................................................... 196
5.4.1 干擾噪聲聯(lián)合抑制方案 ................................................. 197
5.4.2 子空間濾波器 ................................................................. 198
5.4.3 大氣噪聲處理實(shí)驗(yàn) ......................................................... 200
參考文獻(xiàn) ............................................................................................. 201
第2 篇 相位噪聲
第6 章 相位噪聲模型與萊斯相位分布 .................................................. 205
6.1 概述 ............................................................................................ 205
6.1.1 有用信號(hào)在相位域 ......................................................... 205
6.1.2 萊斯分布的研究歷史 ..................................................... 207
6.1.3 理解Phase Wrapping ...................................................... 210
6.2 復(fù)信號(hào)模型與相位噪聲模型 .................................................... 212
6.2.1 復(fù)信號(hào)模型 ..................................................................... 212
6.2.2 相位噪聲模型 ................................................................. 212
6.3 無模糊相位噪聲的分布函數(shù) .................................................... 214
6.3.1 無模糊相位噪聲的PDF ................................................. 214
6.3.2 無模糊相位噪聲的CDF ................................................. 216
6.3.3 在較大的復(fù)信噪比下的近似高斯分布.......................... 217
6.4 模糊相位噪聲的分布函數(shù) ........................................................ 218
6.4.1 模糊相位噪聲的PDF ..................................................... 218
6.4.2 模糊相位噪聲的CDF ..................................................... 220
6.5 相關(guān)MATLAB 程序 .................................................................. 221
6.5.1 無模糊相位噪聲的PDF 與CDF ................................... 221
6.5.2 模糊相位噪聲的PDF 與CDF ....................................... 225
參考文獻(xiàn) ............................................................................................. 228
第7 章 相位噪聲的數(shù)字特征計(jì)算與近似 .............................................. 231
7.1 數(shù)字特征的理論表達(dá)式 ............................................................ 231
7.1.1 無模糊相位噪聲的均值和方差 ..................................... 231
7.1.2 模糊相位噪聲的均值和方差 ......................................... 232
7.2 數(shù)字特征的近似計(jì)算 ................................................................ 235
7.2.1 無模糊相位噪聲的方差近似 ......................................... 235
7.2.2 模糊相位噪聲的均值、能量和方差近似 ...................... 237
7.3 自適應(yīng)數(shù)值積分 ........................................................................ 240
7.3.1 傳統(tǒng)數(shù)值積分方法 ......................................................... 240
7.3.2 自適應(yīng)Simpson 積分計(jì)算 ............................................. 243
7.3.3 仿真分析 ......................................................................... 244
7.4 相關(guān)MATLAB 程序 .................................................................. 246
7.4.1 模糊相位噪聲的數(shù)字特征 ............................................. 246
7.4.2 數(shù)字特征的近似計(jì)算 ..................................................... 247
7.4.3 自適應(yīng)數(shù)值積分 ............................................................. 250
參考文獻(xiàn) ............................................................................................. 253
第8 章 相位噪聲下的信號(hào)檢測(cè) .............................................................. 254
8.1 信號(hào)模型 .................................................................................... 254
8.2 匹配濾波器 ................................................................................ 255
8.3 無模糊相位噪聲下的信號(hào)檢測(cè) ................................................ 256
8.3.1 檢測(cè)統(tǒng)計(jì)量的分布 ......................................................... 257
8.3.2 檢測(cè)信噪比 ..................................................................... 258
8.3.3 誤碼率分析 ..................................................................... 259
8.4 模糊相位噪聲下的信號(hào)檢測(cè) .................................................... 261
8.4.1 檢測(cè)統(tǒng)計(jì)量的分布 ......................................................... 261
8.4.2 檢測(cè)信噪比 ..................................................................... 262
8.4.3 誤碼率分析 ..................................................................... 264
8.5 相關(guān)MATLAB 程序 .................................................................. 265
8.5.1 檢測(cè)統(tǒng)計(jì)量 ..................................................................... 265
8.5.2 誤碼率 ............................................................................. 269
參考文獻(xiàn) ............................................................................................. 272
第9 章 相位域的弱信號(hào)檢測(cè) .................................................................. 274
9.1 弱信號(hào)模型 ................................................................................ 274
9.2 弱信號(hào)檢測(cè)的分析 .................................................................... 275
9.2.1 檢測(cè)統(tǒng)計(jì)量的分析 ......................................................... 276
9.2.2 檢測(cè)信噪比的近似 ......................................................... 279
9.3 瑞利衰落信道的分析 ................................................................ 281
9.3.1 平均檢測(cè)信噪比 ............................................................. 282
9.3.2 誤碼率 ............................................................................. 282
9.4 仿真分析 .................................................................................... 284
9.4.1 檢測(cè)信噪比仿真分析 ..................................................... 284
9.4.2 誤碼率仿真分析 ............................................................. 286
9.5 相關(guān)MATLAB 程序 .................................................................. 287
9.5.1 檢測(cè)統(tǒng)計(jì)量近似 ............................................................. 287
9.5.2 平坦衰落信道 ................................................................. 289
9.5.3 瑞利衰落信道 ................................................................. 291
參考文獻(xiàn) ............................................................................................. 294
第10 章 相位域的局部*優(yōu)檢測(cè) ............................................................ 295
10.1 無模糊相位噪聲下的*大似然檢測(cè) ...................................... 295
10.1.1 關(guān)于邊界的討論 ........................................................... 296
10.1.2 發(fā)生零似然函數(shù)事件的概率 ....................................... 297
10.1.3 非零似然函數(shù)事件下的檢測(cè) ....................................... 299
10.1.4 誤碼率 ........................................................................... 301
10.2 無模糊相位噪聲下的非線性變換函數(shù)與效能函數(shù) ............... 303
10.2.1 非線性變換函數(shù) ........................................................... 303
10.2.2 效能函數(shù) ....................................................................... 305
10.2.3 效能函數(shù)近似 ............................................................... 307
10.2.4 誤碼率 ........................................................................... 308
10.3 模糊相位噪聲下的效能函數(shù) ................................................... 311
10.3.1 效能函數(shù) ........................................................................ 311
10.3.2 效能函數(shù)近似 ............................................................... 313
10.3.3 誤碼率 ........................................................................... 314
10.4 相關(guān)MATLAB 程序 ................................................................ 315
參考文獻(xiàn) ............................................................................................. 324
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