信号谱分析:理论与方法

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"《现代信号谱分析》是Petre Stoica和Randolph Moses合著的一本专业书籍,详细探讨了信号谱分析的各种方法和技术。本书分为六个主要章节,涵盖从基本概念到高级分析技术,包括非参数化方法、有理谱估计的参数化方法、线谱估计的参数化方法、滤波器组方法以及空域方法。此外,书中还包含三个附录,提供线性代数、Cramer-Rao界分析工具和模型阶数选择方法等辅助知识。" 本书首先介绍了信号谱分析的基本概念,包括确定信号的能量谱密度和随机信号的功率谱密度,以及它们的性质。谱估计问题作为核心内容,书中详细阐述了如何进行谱估计,并给出了补充内容和习题以供深入学习。 在非参数化方法章节,作者讲解了周期图和相关图法,利用快速傅里叶变换(FFT)计算周期图,并讨论了Blackman-Tukey方法及窗函数设计的重要问题。此外,还介绍了一些改进的周期图方法,帮助读者理解这些方法的优缺点。 有理谱估计的参数化方法章节主要围绕ARMA过程展开,包括AR和MA信号的处理,如Yule-Walker方程的阶递推解法。同时,扩展到了多变量ARMA信号,提供了丰富的理论和实践应用。 线谱估计的参数化方法章节聚焦于噪声环境中的正弦信号模型,探讨了非线性最小二乘方法,以及高阶Yule-Walker方法、Pisarenko和MUSIC方法、最小模方法和ESPRIT方法等,这些方法在信号分离和频率估计中有着广泛的应用。 滤波器组方法章节讨论了如何使用滤波器组来解释和改进周期图,提到了Capon方法,并进一步解释了滤波器组在周期图分析中的作用。 空域方法章节则涉及阵列信号处理,介绍了阵列模型,非参数化和参数化方法,这在多天线通信和雷达系统中具有重要意义。 附录部分提供了线性代数和矩阵分析、Cramer-Rao界分析以及模型阶数选择方法的基础知识,有助于读者深入理解正文中的理论和算法。 《现代信号谱分析》是一本全面而深入的教材,适合对信号处理、通信工程和相关领域感兴趣的读者,为理解和应用现代谱分析技术提供了坚实的基础。