信号、系统及推理（英文版）

　　本书全面系统地论述了信号与系统分析的基本理论和方法。内容包括：信号与系统、线性时不变系统、周期信号的傅里叶级数表示、连续和离散时间傅里叶变换、信号与系统的时域和频域特性、通信系统、拉普拉斯和z变换以及线性反馈系统。

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第1章　信号与系统1

1.1　信号、系统、模型及性质1

1.2　线性时不变系统5

1.2.1　LTI系统的冲激响应表示5

1.2.2　LTI系统的特征函数和变换表示6

1.2.3　傅里叶变换10

1.3　确定性信号及其傅里叶变换11

1.3.1　信号种类及其傅里叶变换11

1.3.2　Parseval恒等式、能量谱密度以及确定性自相关14

1.4　双边z变换和双边拉普拉斯变换16

1.4.1　双边z变换16

1.4.2　双边拉普拉斯变换20

1.5　连续时间信号的离散时间处理21

1.5.1　CT信号的DT处理过程的基本结构22

1.5.2　DT滤波以及全局CT响应24

1.5.3　非理想的D/C转换器26

1.6　延伸阅读28

习题29

第2章　幅度、相位和群延迟62

2.1　傅里叶变换的幅度和相位62

2.2　群延迟和非线性相位的影响66

2.2.1　窄带输入信号66

2.2.2　宽带输入信号68

2.3　全通系统与最小相位系统73

2.3.1　全通系统73

2.3.2　最小相位系统75

2.4　谱因式分解78

2.5　延伸阅读80

习题80

第3章　脉冲幅度调制102

3.1　基带脉冲幅度调制103

3.1.1　发送信号103

3.1.2　接收信号105

3.1.3　频域特性105

3.1.4　接收机处的码间干扰108

3.2　奈奎斯特脉冲110

3.3　通带脉冲幅度调制113

3.3.1　频移键控114

3.3.2　相移键控114

3.3.3　正交幅度调制116

3.4　延伸阅读118

习题119

第4章　状态空间模型133

4.1　系统记忆性133

4.2　举例说明134

4.3　状态空间模型146

4.3.1　DT状态空间模型146

4.3.2　CT状态空间模型149

4.3.3　状态空间模型的典型性质151

4.4　基于LTI输入输出模型的状态空间模型153

4.5　非线性状态空间模型的平衡状态和线性化158

4.5.1　平衡状态158

4.5.2　线性化161

4.6　延伸阅读164

习题165

第5章　LTI状态空间模型174

5.1　连续时间和离散时间LTI模型174

5.2　零输入响应和模态表示177

5.2.1　未驱动的CT系统177

5.2.2　未驱动的DT系统185

5.2.3　LTI系统的渐进稳定性187

5.3　模态坐标下的通用响应191

5.3.1　被驱动的CT系统191

5.3.2　被驱动的DT系统194

5.3.3　相似变换和对角化196

5.4　传递函数、隐藏模式、可达性和可观测性202

5.4.1　CT系统的输入–状态–输出结构202

5.4.2　DT系统的输入–状态–输出结构210

5.5　延伸阅读219

习题220

第6章　状态观测器和状态反馈236

6.1　设备和模型237

6.2　状态估计和观测器239

6.2.1　实时仿真239

6.2.2　状态观测器241

6.2.3　观测器设计243

6.3　状态反馈控制252

6.3.1　开环控制252

6.3.2　经由LIT状态反馈的闭环控制253

6.3.3　LTI状态反馈设计254

6.4　基于观测器的反馈控制262

6.5　延伸阅读267

习题267

第7章　概率模型279

7.1　基本概率模型279

7.2　条件概率、贝叶斯法则和事件的独立性280

7.3　随机变量283

7.4　概率分布283

7.5　联合分布的随机变量285

7.6　期望、矩和方差287

7.7　二元随机变量的相关性和协方差290

7.8　向量空间中的相关性质294

7.9　延伸阅读296

习题297

第8章　估计算法306

8.1　单个连续随机变量的估计307

8.2　从估计到估计器312

8.3　线性最小方均误差估计318

8.3.1　从一个随机变量的单次量测中线性估计另一个随机变量318

8.3.2　多重量测323

8.4　延伸阅读327

习题328

第9章　假设检验343

9.1　噪声中的二进制脉冲幅度调制343

9.2　最小错误概率下的假设检验345

9.2.1　最小错误条件概率的判决346

9.2.2　最小化总体错误概率的MAP判决准则347

9.2.3　编码数字通信中的假设检验350

9.3　二元假设检验353

9.3.1　虚警、漏警和检测354

9.3.2　似然比检验356

9.3.3　纽曼–皮尔逊判决准则和接收者操作特性357

9.4　最小风险判决361

9.5　延伸阅读363

习题363

第10章　随机过程380

10.1　随机过程的定义和举例380

10.2　随机过程的一阶矩和二阶矩特性385

10.3　平稳性386

10.3.1　严格平稳性386

10.3.2　广义平稳性386

10.3.3　WSS相关函数和协方差函数的性质388

10.4　各态历经性391

10.5　随机过程的线性估计392

10.5.1　线性预测392

10.5.2　线性FIR滤波394

10.6　WSS过程的LTI滤波395

10.7　延伸阅读 401

习题401

第11章　功率谱密度421

11.1　瞬时功率期望的频谱分布422

11.1.1　功率谱密度422

11.1.2　波动谱密度426

11.1.3　互谱密度431

11.2　时间平均的功率谱期望和爱因斯坦–维纳–辛钦理论432

11.3　应用437

11.3.1　揭示循环分量437

11.3.2　模型滤波器439

11.3.3　白化滤波器443

11.3.4　带限随机过程的采样444

11.4　延伸阅读444

习题445

第12章　信号估计464

12.1　随机变量的LMMSE估计465

12.2　FIR维纳滤波器467

12.3　无约束的离散时间维纳滤波472

12.4　离散时间的因果维纳滤波480

12.5　最佳观测器和卡尔曼滤波487

12.5.1　受加性噪声干扰的信号的因果维纳滤波487

12.5.2　维纳滤波器的观测器实现489

12.5.3　最佳状态估计和卡尔曼滤波491

12.6　CT信号的估计492

12.7　延伸阅读493

习题493

第13章　信号检测511

13.1　基于多重量测的假设检验512

13.2　独立同分布高斯噪声中已知信号的检测514