《信息與通信工程中的隨機過程》在注重概念的數學嚴密性和知識體系的邏輯性基礎上,結合大量信息與通信工程中的問題和范例,深入淺出地介紹了信息與通信工程領域所必需的隨機數學基礎。內容包括:隨機現象的數學建模,各種隨機對象,隨機數學分析,隨機信號與線性系統,信號的統計推斷,Markov鏈,隨機對象的計算機模擬等。
《信息與通信工程中的隨機過程》可作為高等院校信息與通信工程一級學科下各專業的研究生、高年級本科生教材,也可作為信息與通信工程領域的科研人員及工程技術人員的參考書。
第三版前言
第二版前言
本書常用數學記號
第1章 隨機現象的數學建模
1.1 自然界的隨機現象
1.1.1 隨機現象的定義和例子
1.1.2 隨機現象產生的原因
1.2 隨機現象的頻率穩定性
1.2.1 樣本的頻率穩定性
1.2.2 事件的頻率
1.3 隨機現象頻率穩定性的數學建模
1.3.1 概率的概念
1.3.2 概率空間
1.3.3 條件概率和事件的獨立
1.4 本章概要和習題
1.4.1 概要
1.4.2 習題
第2章 各種隨機對象
2.1 樣本空間的標準化
2.2 隨機變量
2.2.1 概率函數
2.2.2 數字特征
2.3 隨機向量
2.3.1 概率函數
2.3.2 數字特征
2.3.3 隨機變量間的關系
2.4 隨機過程
2.4.1 用無窮維向量的觀點來看函數
2.4.2 隨機過程的定義
2.4.3 概率函數族
2.4.4 矩函數
2.4.5 常見隨機過程
2.5 其他形式的隨機對象
2.5.1 復隨機對象
2.5.2 矩陣隨機對象
2.6 概率空間和隨機對象的概念比較
2.7 本章概要和習題
2.7.1 概要
2.7.2 習題
第3章 隨機數學分析
3.1 隨機對象的函數
3.1.1 隨機變量的函數
3.1.2 隨機向量的函數
3.1.3 隨機過程的函數
3.2 二階矩過程的均方微積分
3.2.1 均方收斂
3.2.2 均方連續
3.2.3 均方導數
3.2.4 均方積分
3.3 二階矩過程的正交分解
3.3.1 二階矩過程的正交分解
3.3.2 Fourier正交分解
3.3.3 Karhunen—L06ve正交分解
3.4 二階矩過程的線性變換
3.4.1 連續時間二階矩過程的線性變換
3.4.2 離散時間二階矩過程的線性變換
3.5 二階矩過程的各態遍歷性
3.6 本章概要和習題
3.6.1 概要
3.6.2 習題
第4章 隨機信號與線性系統
4.1 隨機信號的功率譜密度
4.1.1 連續時間隨機信號的功率譜密度
4.1.2 離散時間隨機信號的功率譜密度
4.2 隨機信號的帶寬
4.3 帶限和帶通隨機信號
4.3.1 帶限隨機信號
4.3.2 帶通隨機信號
4.4 隨機信號通過線性系統
4.4.1 連續時間線性系統
4.4.2 離散時間線性系統
4.5 本章概要和習題
4.5.1 概要
4.5.2 習題
第5章 信號的統計推斷
第6章 Markov鏈
第7章 隨機對象的計算機模擬
附錄A 泛舟分析基本概念
附錄B 常用數學公式
附錄C 常見隨機變量
附錄D Fourier變換
參考文獻
索引
第1章 隨機現象的數學建模
1.2 隨機現象的頻率穩定性
由于導致隨機系統的輸出——隨機現象——的因素和這些因素間的作用機制已經超過了觀察者的認知能力,產生隨機現象的所有因素及其作用機制在觀察者面前成了一個“黑箱”。因此,觀察者無法對隨機現象進行“從因推果”式的研究。雖然觀察者無法認知“黑箱”隨機系統的內部機制,但隨機系統的輸出樣本卻是可觀察的。通過對隨機系統大量試驗的觀察,人們發現,對于同一個隨機系統,不同樣本的發生頻率具有一定的穩定性。
1.2.1 樣本的頻率穩定性
所謂樣本的頻率就是在若干次試驗中,某個樣本出現的次數占試驗總次數的比例。頻率穩定性是指當試驗的次數增加時,樣本的頻率總是在一個常數左右微小波動。以下是一些觀察頻率穩定性的實驗結果。
例1.14歷史上,曾經有人對拋硬幣試驗進行了觀察,如有人拋4040次硬幣,發現正面出現了2048次,正面出現的頻率為0.5069;又有人拋了12000次,結果發現正面出現了6019次,頻率為0.5016。人們發現,如果硬幣是均勻的,桌面是水平的,則正反面的頻率基本上穩定在1/2左右。
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