信号谱分析：理论与方法

"《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。