信號、系統(tǒng)及推理（英文版）

第1章　信號與系統(tǒng)1

1.1　信號、系統(tǒng)、模型及性質(zhì)1

1.2　線性時不變系統(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　確定性信號及其傅里葉變換11

1.3.1　信號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)時間信號的離散時間處理21

1.5.1　CT信號的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66

2.2.2　寬帶輸入信號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103

3.1.2　接收信號105

3.1.3　頻域特性105

3.1.4　接收機處的碼間干擾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

習題165

第5章　LTI狀態(tài)空間模型174

5.1　連續(xù)時間和離散時間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)動的CT系統(tǒng)177

5.2.2　未驅(qū)動的DT系統(tǒng)185

5.2.3　LTI系統(tǒng)的漸進穩(wěn)定性187

5.3　模態(tài)坐標下的通用響應(yīng)191

5.3.1　被驅(qū)動的CT系統(tǒng)191

5.3.2　被驅(qū)動的DT系統(tǒng)194

5.3.3　相似變換和對角化196

5.4　傳遞函數(shù)、隱藏模式、可達性和可觀測性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

習題220

第6章　狀態(tài)觀測器和狀態(tài)反饋236

6.1　設(shè)備和模型237

6.2　狀態(tài)估計和觀測器239

6.2.1　實時仿真239

6.2.2　狀態(tài)觀測器241

6.2.3　觀測器設(shè)計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254

6.4　基于觀測器的反饋控制262

6.5　延伸閱讀267

習題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立性280

7.3　隨機變量283

7.4　概率分布283

7.5　聯(lián)合分布的隨機變量285

7.6　期望、矩和方差287

7.7　二元隨機變量的相關(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

習題297

第8章　估計算法306

8.1　單個連續(xù)隨機變量的估計307

8.2　從估計到估計器312

8.3　線性最小方均誤差估計318

8.3.1　從一個隨機變量的單次量測中線性估計另一個隨機變量318

8.3.2　多重量測323

8.4　延伸閱讀327

習題328

第9章　假設(shè)檢驗343

9.1　噪聲中的二進制脈沖幅度調(diào)制343

9.2　最小錯誤概率下的假設(shè)檢驗345

9.2.1　最小錯誤條件概率的判決346

9.2.2　最小化總體錯誤概率的MAP判決準則347

9.2.3　編碼數(shù)字通信中的假設(shè)檢驗350

9.3　二元假設(shè)檢驗353

9.3.1　虛警、漏警和檢測354

9.3.2　似然比檢驗356

9.3.3　紐曼–皮爾遜判決準則和接收者操作特性357

9.4　最小風險判決361

9.5　延伸閱讀363

習題363

第10章　隨機過程380

10.1　隨機過程的定義和舉例380

10.2　隨機過程的一階矩和二階矩特性385

10.3　平穩(wěn)性386

10.3.1　嚴格平穩(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　隨機過程的線性估計392

10.5.1　線性預(yù)測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

習題401

第11章　功率譜密度421

11.1　瞬時功率期望的頻譜分布422

11.1.1　功率譜密度422

11.1.2　波動譜密度426

11.1.3　互譜密度431

11.2　時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　帶限隨機過程的采樣444

11.4　延伸閱讀444

習題445

第12章　信號估計464

12.1　隨機變量的LMMSE估計465

12.2　FIR維納濾波器467

12.3　無約束的離散時間維納濾波472

12.4　離散時間的因果維納濾波480

12.5　最佳觀測器和卡爾曼濾波487

12.5.1　受加性噪聲干擾的信號的因果維納濾波487

12.5.2　維納濾波器的觀測器實現(xiàn)489

12.5.3　最佳狀態(tài)估計和卡爾曼濾波491

12.6　CT信號的估計492

12.7　延伸閱讀493

習題493

第13章　信號檢測511

13.1　基于多重量測的假設(shè)檢驗512

13.2　獨立同分布高斯噪聲中已知信號的檢測514