統(tǒng)計信號處理：脈沖噪聲與相位噪聲分析及處理

第1 篇 脈沖噪聲
第1 章 噪聲分析與檢測基礎(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 信號檢測基礎(chǔ) ............................................................................ 025
1.3.1 二元檢測問題簡述 ......................................................... 025
1.3.2 高斯白噪聲下的信號檢測 ............................................. 028
1.3.3 高斯色噪聲下的信號檢測 ............................................. 030
1.3.4 關(guān)于信噪比定義的討論 ................................................. 032
1.3.5 信噪比與檢測性能 ......................................................... 035
1.4 通信信號檢測 ............................................................................ 038
1.4.1 通信信號調(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 ............................................................... 043
1.4.4 直擴(kuò)MSK 信號解調(diào) ....................................................... 045
1.4.5 AWGN 下的仿真 ............................................................ 051
1.5 電磁環(huán)境實驗 ............................................................................ 054
1.5.1 實驗簡介 ......................................................................... 054
1.5.2 實驗環(huán)境 ......................................................................... 055
1.5.3 功率譜分析 ..................................................................... 056
1.5.4 通信仿真 ......................................................................... 061
1.5.5 實驗總結(jié) ......................................................................... 064
參考文獻(xiàn) ............................................................................................. 065
第2 章 脈沖噪聲分布與估計 .................................................................. 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 ........................................................ 072
2.2.1 S?S 模型的參數(shù)估計 ..................................................... 072
2.2.2 Class A 模型的參數(shù)估計 ................................................ 074
2.2.3 高斯混合模型的參數(shù)估計 ............................................. 077
2.3 非參數(shù)估計 ................................................................................ 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)的近似計算 ..................................................... 090
2.4 基于分布函數(shù)擬合的模型參數(shù)估計 ........................................ 092
2.4.1 基于PDF 擬合的模型參數(shù)估計原理 ............................ 092
2.4.2 基于PDF 擬合的模型參數(shù)估計 .................................... 093
2.4.3 基于CDF 擬合的模型參數(shù)估計 .................................... 095
2.4.4 模型檢測與參數(shù)估計方法 ............................................. 097
2.4.5 仿真驗證 ......................................................................... 097
2.5 噪聲分布與模型參數(shù)估計的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 ............................. 109
2.6 大氣噪聲實驗 ............................................................................. 111
2.6.1 實驗簡介 .......................................................................... 112
2.6.2 實驗環(huán)境 .......................................................................... 113
2.6.3 功率譜分析 ...................................................................... 115
2.6.4 PDF 分析 .......................................................................... 117
2.6.5 實驗小結(jié) .......................................................................... 118
參考文獻(xiàn) .............................................................................................. 118
第3 章 脈沖噪聲非線性變換設(shè)計路線 .................................................. 120
3.1 非線性變換的來源及檢測器 .................................................... 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)計方法與準(zhǔn)則 ........................................................................ 131
3.3.1 經(jīng)驗和分析近似方法 ..................................................... 131
3.3.2 正態(tài)變換方法 ................................................................. 133
3.3.3 最大信噪比法 ................................................................. 136
3.3.4 基于最大效能準(zhǔn)則的方法 ............................................. 140
3.4 大氣噪聲的非線性處理實驗 .................................................... 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 實驗總結(jié) ......................................................................... 145
參考文獻(xiàn) ............................................................................................. 146
第4 章 效能最大化的非線性變換函數(shù)設(shè)計實例 .................................. 150
4.1 削波器和置零器優(yōu)化設(shè)計 ........................................................ 150
4.1.1 非線性變換函數(shù)設(shè)計問題 ............................................. 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 ............................................... 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 4