随机信号分析（第6版） 课件 李晓峰 CH4 各态历经性与随机实验 -CH7马尔可夫链与泊松过程

电子科技大学通信学院1/57随机信号分析第4章各态历经性与随机实验电子科技大学通信学院2第4章各态历经性与随机实验应用的中心问题之一：由实际样本数据探测信号的统计特性。1）理论基础是信号的各态历经性理论2）几种基础参数的测量方法及其原理3）随机模拟的思想与利用Matlab实验方法。电子科技大学通信学院3第4章各态历经性与随机实验4.1各态历经性4.2参数的估计与测量方法4.3随机模拟方法与实验4.4简单随机数的产生方法电子科技大学通信学院44.1各态历经性电子科技大学通信学院54.1各态历经性电子科技大学通信学院64.1各态历经性严格各态历经：所有参数都具有各态历经性广义各态历经：均值和相关函数同时具有各态历经性各态历经性也称遍历性，应用与研究中特别关注广义各态历经性。电子科技大学通信学院74.1各态历经性电子科技大学通信学院84.1各态历经性电子科技大学通信学院94.1各态历经性物理含义为：只要观测的时间足够长，每个样本函数都将经历信号的所有状态，因此，从任一样本函数中可以计算出其均值。——“各态历经性”、“遍历”电子科技大学通信学院104.1各态历经性电子科技大学通信学院114.1各态历经性电子科技大学通信学院124.1各态历经性电子科技大学通信学院134.1各态历经性电子科技大学通信学院144.1各态历经性电子科技大学通信学院154.1各态历经性电子科技大学通信学院164.1各态历经性电子科技大学通信学院174.1各态历经性电子科技大学通信学院184.1各态历经性电子科技大学通信学院194.1各态历经性电子科技大学通信学院204.2参数的估计与测量方法电子科技大学通信学院214.2参数的估计与测量方法电子科技大学通信学院224.2参数的估计与测量方法电子科技大学通信学院234.2参数的估计与测量方法电子科技大学通信学院244.2参数的估计与测量方法电子科技大学通信学院254.2参数的估计与测量方法电子科技大学通信学院264.2参数的估计与测量方法电子科技大学通信学院274.2参数的估计与测量方法电子科技大学通信学院284.2参数的估计与测量方法电子科技大学通信学院294.2参数的估计与测量方法电子科技大学通信学院304.2参数的估计与测量方法电子科技大学通信学院314.2参数的估计与测量方法电子科技大学通信学院324.2参数的估计与测量方法电子科技大学通信学院334.2参数的估计与测量方法电子科技大学通信学院344.3随机模拟方法与实验电子科技大学通信学院354.3随机模拟方法与实验电子科技大学通信学院364.3随机模拟方法与实验电子科技大学通信学院374.3随机模拟方法与实验电子科技大学通信学院384.3随机模拟方法与实验基本思想：恰当地构造一种随机实验，使它的统计数据的某些特征数（如频率、样本均值等）正是所要求的估计值。物理的试验装置可能很困难，但利用计算机“虚拟”各种统计试验却十分容易，因此它常常与计算机结合。电子科技大学通信学院394.3随机模拟方法与实验电子科技大学通信学院404.3随机模拟方法与实验电子科技大学通信学院414.3随机模拟方法与实验-L,电子科技大学通信学院424.3随机模拟方法与实验电子科技大学通信学院434.3随机模拟方法与实验电子科技大学通信学院444.3随机模拟方法与实验电子科技大学通信学院454.3随机模拟方法与实验电子科技大学通信学院464.3随机模拟方法与实验电子科技大学通信学院474.4简单随机数的产生方法电子科技大学通信学院484.4简单随机数的产生方法电子科技大学通信学院494.4简单随机数的产生方法电子科技大学通信学院504.4简单随机数的产生方法电子科技大学通信学院514.4简单随机数的产生方法电子科技大学通信学院524.4简单随机数的产生方法电子科技大学通信学院534.4简单随机数的产生方法电子科技大学通信学院544.4简单随机数的产生方法电子科技大学通信学院554.4简单随机数的产生方法电子科技大学通信学院564.4简单随机数的产生方法电子科技大学通信学院57/81随机信号分析第5章随机信号与线性系统电子科技大学通信学院58/81第5章随机信号与线性系统

信息的获取、变换、传输与处理要应用各种系统，信息与信号的处理过程就是它们通过相应系统的过程。本章讨论：1）随机信号通过系统的一些基本结论；2）白噪声通过系统；低通、带通白噪声，等效噪声带宽3）信号功率谱的一些特性；信号矩形带宽4）噪声中处理信号的几种基本方法5）平稳序列通过离散系统的基本分析方法电子科技大学通信学院59/81第5章随机信号与线性系统5.1线性时不变系统5.2平稳白噪声通过LTI系统5.3信号功率谱与带宽5.4噪声中的信号处理5.5*平稳序列通过离散LTI系统5.6*MATLAB模拟举例电子科技大学通信学院60/815.1线性时不变系统电子科技大学通信学院61/815.1线性时不变系统电子科技大学通信学院62/815.1线性时不变系统电子科技大学通信学院63/815.1线性时不变系统电子科技大学通信学院64/815.1线性时不变系统电子科技大学通信学院65/815.1线性时不变系统电子科技大学通信学院66/815.1线性时不变系统电子科技大学通信学院67/815.1线性时不变系统电子科技大学通信学院68/815.1线性时不变系统电子科技大学通信学院69/815.1线性时不变系统电子科技大学通信学院70/815.1线性时不变系统电子科技大学通信学院71/815.1线性时不变系统电子科技大学通信学院72/815.1线性时不变系统电子科技大学通信学院73/815.1线性时不变系统电子科技大学通信学院74/815.1线性时不变系统电子科技大学通信学院75/815.1线性时不变系统电子科技大学通信学院76/815.1线性时不变系统电子科技大学通信学院77/815.1线性时不变系统电子科技大学通信学院78/815.1线性时不变系统电子科技大学通信学院79/815.2平稳白噪声通过LTI系统电子科技大学通信学院80/815.2平稳白噪声通过LTI系统电子科技大学通信学院81/815.2平稳白噪声通过LTI系统电子科技大学通信学院82/815.2平稳白噪声通过LTI系统电子科技大学通信学院83/815.2平稳白噪声通过LTI系统电子科技大学通信学院84/815.2平稳白噪声通过LTI系统电子科技大学通信学院85/815.2平稳白噪声通过LTI系统电子科技大学通信学院86/815.2平稳白噪声通过LTI系统电子科技大学通信学院87/815.2平稳白噪声通过LTI系统电子科技大学通信学院88/815.2平稳白噪声通过LTI系统电子科技大学通信学院89/815.2平稳白噪声通过LTI系统电子科技大学通信学院90/815.2平稳白噪声通过LTI系统电子科技大学通信学院91/815.2平稳白噪声通过LTI系统电子科技大学通信学院92/815.2平稳白噪声通过LTI系统电子科技大学通信学院93/815.2平稳白噪声通过LTI系统电子科技大学通信学院94/815.2平稳白噪声通过LTI系统电子科技大学通信学院95/815.2平稳白噪声通过LTI系统电子科技大学通信学院96/815.2平稳白噪声通过LTI系统电子科技大学通信学院97/815.2平稳白噪声通过LTI系统电子科技大学通信学院98/815.2平稳白噪声通过LTI系统电子科技大学通信学院99/815.2平稳白噪声通过LTI系统电子科技大学通信学院100/815.2平稳白噪声通过LTI系统电子科技大学通信学院101/815.3信号功率谱与带宽

电子科技大学通信学院102/815.3信号功率谱与带宽电子科技大学通信学院103/815.3信号功率谱与带宽电子科技大学通信学院104/815.3信号功率谱与带宽电子科技大学通信学院105/815.3信号功率谱与带宽电子科技大学通信学院106/815.3信号功率谱与带宽电子科技大学通信学院107/815.3信号功率谱与带宽电子科技大学通信学院108/815.3信号功率谱与带宽电子科技大学通信学院109/815.4噪声中的信号处理电子科技大学通信学院110/815.4噪声中的信号处理电子科技大学通信学院111/815.4噪声中的信号处理电子科技大学通信学院112/815.4噪声中的信号处理电子科技大学通信学院113/815.4噪声中的信号处理电子科技大学通信学院114/815.4噪声中的信号处理电子科技大学通信学院115/815.4噪声中的信号处理电子科技大学通信学院116/815.4噪声中的信号处理电子科技大学通信学院117/815.4噪声中的信号处理电子科技大学通信学院118/815.4噪声中的信号处理电子科技大学通信学院119/815.4噪声中的信号处理电子科技大学通信学院120/815.4噪声中的信号处理电子科技大学通信学院121/815.4噪声中的信号处理电子科技大学通信学院122/815.4噪声中的信号处理电子科技大学通信学院123/815.4噪声中的信号处理电子科技大学通信学院124/815.4噪声中的信号处理电子科技大学通信学院125/815.4噪声中的信号处理电子科技大学通信学院126/815.5*平稳序列通过离散LTI系统电子科技大学通信学院127/815.5*平稳序列通过离散LTI系统电子科技大学通信学院128/815.5*平稳序列通过离散LTI系统电子科技大学通信学院129/815.5*平稳序列通过离散LTI系统电子科技大学通信学院130/815.5*平稳序列通过离散LTI系统电子科技大学通信学院131/815.5*平稳序列通过离散LTI系统电子科技大学通信学院132/815.5*平稳序列通过离散LTI系统电子科技大学通信学院133/815.5*平稳序列通过离散LTI系统电子科技大学通信学院134/815.5*平稳序列通过离散LTI系统电子科技大学通信学院135/815.5*平稳序列通过离散LTI系统电子科技大学通信学院136/815.5*平稳序列通过离散LTI系统电子科技大学通信学院137/815.5*平稳序列通过离散LTI系统电子科技大学通信学院138/815.5*平稳序列通过离散LTI系统电子科技大学通信学院139/815.5*平稳序列通过离散LTI系统电子科技大学通信学院140/815.6*MATLAB模拟举例电子科技大学通信学院141/815.6*MATLAB模拟举例解：电子科技大学通信学院142/815.6*MATLAB模拟举例电子科技大学通信学院143/815.6*MATLAB模拟举例电子科技大学通信学院144/815.6*MATLAB模拟举例电子科技大学通信学院145/815.6*MATLAB模拟举例电子科技大学通信学院146/815.6*MATLAB模拟举例电子科技大学通信学院147/815.6*MATLAB模拟举例电子科技大学通信学院148/815.6*MATLAB模拟举例电子科技大学通信学院149/815.6*MATLAB模拟举例电子科技大学通信学院150/815.6*MATLAB模拟举例电子科技大学通信学院151/815.6*MATLAB模拟举例电子科技大学通信学院152/815.6*MATLAB模拟举例电子科技大学通信学院153/815.6*MATLAB模拟举例电子科技大学通信学院154/815.6*MATLAB模拟举例电子科技大学通信学院155/815.6*MATLAB模拟举例电子科技大学通信学院156随机信号分析第6章带通随机信号电子科技大学通信学院157/74第6章带通随机信号

带通信号：功率谱集中在某个非零频率处。应用背景：通信、雷达和无线电技术。本章讨论：

1）希尔伯特变换与复随机信号的分析方法；

2）带通信号的基本特性、表示方法与重要关系、以及频谱搬移的原理；

3）三种带通信号的几种基本概率分布。窄带高斯信号、窄带高斯噪声、窄带高斯噪声中的高频正弦信号。符号注意：小写字母也表示随机信号。电子科技大学通信学院158/74第6章带通随机信号6.1希尔伯特变换与解析信号6.2（复值）随机信号6.3带通信号与调制6.4窄带高斯信号6.5窄带高斯噪声中的高频信号6.6*MATLAB模拟举例电子科技大学通信学院159/746.1希尔伯特变换与解析信号电子科技大学通信学院160/746.1希尔伯特变换与解析信号电子科技大学通信学院161/746.1希尔伯特变换与解析信号解析信号本质上是原信号的正频率部分，是实信号的一种“简练”形式。电子科技大学通信学院162/746.1希尔伯特变换与解析信号确定信号的解析信号是确定的。平稳随机信号的解析信号是随机的，它们联合平稳。电子科技大学通信学院163/746.1希尔伯特变换与解析信号电子科技大学通信学院164/746.1希尔伯特变换与解析信号（1）电子科技大学通信学院165/746.1希尔伯特变换与解析信号（2）电子科技大学通信学院166/746.1希尔伯特变换与解析信号电子科技大学通信学院167/746.1希尔伯特变换与解析信号（3）电子科技大学通信学院168/746.1希尔伯特变换与解析信号（4）电子科技大学通信学院169/746.2复（值）随机信号电子科技大学通信学院170/746.2复（值）随机信号电子科技大学通信学院171/746.2复（值）随机信号电子科技大学通信学院172/746.2复（值）随机信号电子科技大学通信学院173/746.2复（值）随机信号电子科技大学通信学院174/746.2复（值）随机信号电子科技大学通信学院175/746.2复（值）随机信号电子科技大学通信学院176/746.2复（值）随机信号电子科技大学通信学院177/746.2复（值）随机信号电子科技大学通信学院178/746.2复（值）随机信号2电子科技大学通信学院179/746.2复（值）随机信号电子科技大学通信学院180/746.3带通信号与调制电子科技大学通信学院181/746.3带通信号与调制带通系统是处理带通信号的系统。频率响应的非零区间应该对准信号的非零区域，可见，这类系统的冲激响应也是带通的。讨论多个带通信号与系统时，总是考虑它们具有相同的频率区间，即有着相同或相近的中心频率与带宽。电子科技大学通信学院182/746.3带通信号与调制电子科技大学通信学院183/746.3带通信号与调制电子科技大学通信学院184/746.3带通信号与调制电子科技大学通信学院185/746.3带通信号与调制电子科技大学通信学院186/746.3带通信号与调制2电子科技大学通信学院187/746.3带通信号与调制电子科技大学通信学院188/746.3带通信号与调制电子科技大学通信学院189/746.3带通信号与调制电子科技大学通信学院190/746.3带通信号与调制电子科技大学通信学院191/746.3带通信号与调制电子科技大学通信学院192/746.3带通信号与调制电子科技大学通信学院193/746.3带通信号与调制电子科技大学通信学院194/746.3带通信号与调制电子科技大学通信学院195/746.3带通信号与调制电子科技大学通信学院196/746.3带通信号与调制电子科技大学通信学院197/746.3带通信号与调制电子科技大学通信学院198/746.3带通信号与调制电子科技大学通信学院199/746.3带通信号与调制（a）（b）电子科技大学通信学院200/746.3带通信号与调制证明:电子科技大学通信学院201/746.3带通信号与调制4电子科技大学通信学院202/746.3带通信号与调制电子科技大学通信学院203/746.3带通信号与调制电子科技大学通信学院204/746.4窄带高斯信号电子科技大学通信学院205/746.4窄带高斯信号电子科技大学通信学院206/746.4窄带高斯信号电子科技大学通信学院207/746.4窄带高斯信号5电子科技大学通信学院208/746.4窄带高斯信号电子科技大学通信学院209/746.4窄带高斯信号6电子科技大学通信学院210/746.4窄带高斯信号电子科技大学通信学院211/746.4窄带高斯信号电子科技大学通信学院212/746.4窄带高斯信号电子科技大学通信学院213/746.4窄带高斯信号电子科技大学通信学院214/746.4窄带高斯信号电子科技大学通信学院215/746.5窄带高斯噪声中的高频信号电子科技大学通信学院216/746.5窄带高斯噪声中的高频信号电子科技大学通信学院217/746.5窄带高斯噪声中的高频信号电子科技大学通信学院218/746.5窄带高斯噪声中的高频信号电子科技大学通信学院219/746.5窄带高斯噪声中的高频信号电子科技大学通信学院220/746.5窄带高斯噪声中的高频信号电子科技大学通信学院221/746.5窄带高斯噪声中的高频信号电子科技大学通信学院222/746.5窄带高斯噪声中的高频信号电子科技大学通信学院223/746.5窄带高斯噪声中的高频信号电子科技大学通信学院224/746.5窄带高斯噪声中的高频信号电子科技大学通信学院225/746.5窄带高斯噪声中的高频信号电子科技大学通信学院226/746.5窄带高斯噪声中的高频信号电子科技大学通信学院227/746.5窄带高斯噪声中的高频信号电子科技大学通信学院228/746.5窄带高斯噪声中的高频信号电子科技大学通信学院229/746.5窄带高斯噪声中的高频信号7电子科技大学通信学院230/746.5窄带高斯噪声中的高频信号电子科技大学通信学院231/746.6*MATLAB模拟举例电子科技大学通信学院232/746.6*MATLAB模拟举例电子科技大学通信学院233/746.6*MATLAB模拟举例电子科技大学通信学院234/746.6*MATLAB模拟举例电子科技大学通信学院235/746.6*MATLAB模拟举例电子科技大学通信学院236/746.6*MATLAB模拟举例电子科技大学通信学院237/746.6*MATLAB模拟举例电子科技大学通信学院238/746.6*MATLAB模拟举例电子科技大学通信学院239/746.6*MATLAB模拟举例电子科技大学通信学院240/746.6*MATLAB模拟举例电子科技大学通信学院241/746.6*MATLAB模拟举例电子科技大学通信学院242/746.6*MATLAB模拟举例电子科技大学通信学院243/746.6*MATLAB模拟举例电子科技大学通信学院244/746.6*MATLAB模拟举例电子科技大学通信学院245/746.6*MATLAB模拟举例电子科技大学通信学院246随机信号分析第7章马尔可夫链与泊松过程电子科技大学通信学院247/94第7章马尔可夫链与泊松过程

马尔可夫过程是研究信号多级传输、分子的布朗运动、顾客服务、计算机网络流量等等诸多问题时使用的经典模型。本章讨论：1）马尔可夫过程的基本概念2）转移概率与C-K方程3）状态分类及极限特性4）独立增量过程定义及性质5）泊松过程定义及相关问题电子科技大学通信学院248/94第7章马尔可夫链与泊松过程7.1马尔可夫链7.2马尔可夫链的状态分类7.3独立增量过程7.4泊松过程电子科技大学通信学院249/947.1马尔可夫链电子科技大学通信学院250/947.1马尔可夫链电子科技大学通信学院251/947.1马尔可夫链电子科技大学通信学院252/947.1马尔可夫链电子科技大学通信学院253/947.1马尔可夫链电子科技大学通信学院254/947.1马尔可夫链电子科技大学通信学院255/947.1马尔可夫链电子科技大学通信学院256/947.1马尔可夫链电子科技大学通信学院257/947.1马尔可夫链电子科技大学通信学院258/947.1马尔可夫链电子科技大学通信学院259/947.1马尔可夫链电子科技大学通信学院260/947.1马尔可夫链电子科技大学通信学院261/947.1马尔可夫链电子科技大学通信学院262/947.1马尔可夫链电子科技大学通信学院263/947.1马尔可夫链电子科技大学通信学院264/947.1马尔可夫链电子科技大学通信学院265/947.1马尔可夫链电子科技大学通信学院266/947.1马尔可夫链电子科技大学通信学院267/947.1马尔可夫链电子科技大学通信学院268/947.1马尔可夫链电子科技大学通信学院269/947.1马尔可夫链电子科技大学通信学院270/947.1马尔可夫链电子科技大学通信学院271/947.1马尔可夫链电子科技大学通信学院272/947.1马尔可夫链(3)电子科技大学通信学院273/947.1马尔可夫链电子科技大学通信学院274/947.1马尔可夫链电子科技大学通信学院275/947.1马尔可夫链电子科技大学通信学院276/947.1马尔可夫链电子科技大学通信学院277/947.1马尔可夫链电子科技大学通信学院278/947.1马尔可夫链电子科技大学通信学院279/947.1马尔可夫链电子科技大学通信学院280/947.1马尔可夫链电子科技大学通信学院281/947.1马尔可夫链电子科技大学通信学院282/947.1马尔可夫链电子科技大学通信学院283/947.1马尔可夫链电子科技大学通信学院284/947.2马尔可夫链的状态分类

电子科技大学通信学院285/947.2马尔可夫链的状态分类

电子科技大学通信学院286/947.2马尔可夫链的状态分类电子科技大学通信学院287/947.2马尔可夫链的状态分类电子科技大学通信学院288/947.2马尔可夫链的状态分类电子科技大学通信学院289/947.2马尔可夫链的状态分类电子科技大学通信学院290/947.2马尔可夫链的状态分类电子科技大学通信学院291/947.2马尔可夫链的状态分类电子科技大学通信学院292/947.2马尔可夫链的状态分类电子科技大学通信学院293/947.2马尔可夫链的状态分类电子科技大学通信学院294/947.2马尔可夫链的状态分类电子科技大学通信学院295/947.2马尔可夫链的状态分类电子科技大学通信学院296/947.2马尔可夫链的状态分类马尔可夫链的状态分类电子科技大学通信学院297/947.2马尔可夫链的状态分类电子科技大学通信学院298/947.2马尔可夫链的状态分类电子科技大学通信