统计信号处理：脉冲噪声与相位噪声分析及处理

第1 篇 脉冲噪声
第1 章 噪声分析与检测基础 .................................................................. 003
1.1 随机变量 .................................................................................... 003
1.1.1 随机变量的概念 ............................................................. 004
1.1.2 随机变量的分布 ............................................................. 005
1.1.3 随机分布的数字特征 ..................................................... 007
1.1.4 常见的随机分布 ............................................................. 010
1.2 随机过程 .................................................................................... 014
1.2.1 随机过程介绍 ................................................................. 014
1.2.2 平稳随机过程和广义平稳随机过程 ............................. 016
1.2.3 相关函数与协方差 ......................................................... 018
1.2.4 功率谱 ............................................................................. 020
1.2.5 白噪声与色噪声 ............................................................. 023
1.3 信号检测基础 ............................................................................ 025
1.3.1 二元检测问题简述 ......................................................... 025
1.3.2 高斯白噪声下的信号检测 ............................................. 028
1.3.3 高斯色噪声下的信号检测 ............................................. 030
1.3.4 关于信噪比定义的讨论 ................................................. 032
1.3.5 信噪比与检测性能 ......................................................... 035
1.4 通信信号检测 ............................................................................ 038
1.4.1 通信信号调制方式 ......................................................... 039
1.4.2 直接序列扩频技术 ......................................................... 042
1.4.3 直扩MSK 信号 ............................................................... 043
1.4.4 直扩MSK 信号解调 ....................................................... 045
1.4.5 AWGN 下的仿真 ............................................................ 051
1.5 电磁环境实验 ............................................................................ 054
1.5.1 实验简介 ......................................................................... 054
1.5.2 实验环境 ......................................................................... 055
1.5.3 功率谱分析 ..................................................................... 056
1.5.4 通信仿真 ......................................................................... 061
1.5.5 实验总结 ......................................................................... 064
参考文献 ............................................................................................. 065
第2 章 脉冲噪声分布与估计 .................................................................. 067
2.1 脉冲噪声模型 ............................................................................ 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 脉冲噪声模型的参数估计 ........................................................ 072
2.2.1 S?S 模型的参数估计 ..................................................... 072
2.2.2 Class A 模型的参数估计 ................................................ 074
2.2.3 高斯混合模型的参数估计 ............................................. 077
2.3 非参数估计 ................................................................................ 082
2.3.1 Parzen 窗方法和直方图法.............................................. 082
2.3.2 KDE 方法 ........................................................................ 088
2.3.3 PDF 导数的近似计算 ..................................................... 090
2.4 基于分布函数拟合的模型参数估计 ........................................ 092
2.4.1 基于PDF 拟合的模型参数估计原理 ............................ 092
2.4.2 基于PDF 拟合的模型参数估计 .................................... 093
2.4.3 基于CDF 拟合的模型参数估计 .................................... 095
2.4.4 模型检测与参数估计方法 ............................................. 097
2.4.5 仿真验证 ......................................................................... 097
2.5 噪声分布与模型参数估计的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 基于分布函数拟合的模型参数估计 ............................. 109
2.6 大气噪声实验 ............................................................................. 111
2.6.1 实验简介 .......................................................................... 112
2.6.2 实验环境 .......................................................................... 113
2.6.3 功率谱分析 ...................................................................... 115
2.6.4 PDF 分析 .......................................................................... 117
2.6.5 实验小结 .......................................................................... 118
参考文献 .............................................................................................. 118
第3 章 脉冲噪声非线性变换设计路线 .................................................. 120
3.1 非线性变换的来源及检测器 .................................................... 120
3.2 非线性变换函数 ........................................................................ 122
3.2.1 削波与置零 ..................................................................... 123
3.2.2 多区域组合非线性变换函数 ......................................... 124
3.2.3 特定非线性变换函数 ..................................................... 126
3.2.4 可变衰减拖尾非线性变换函数 ..................................... 128
3.3 设计方法与准则 ........................................................................ 131
3.3.1 经验和分析近似方法 ..................................................... 131
3.3.2 正态变换方法 ................................................................. 133
3.3.3 最大信噪比法 ................................................................. 136
3.3.4 基于最大效能准则的方法 ............................................. 140
3.4 大气噪声的非线性处理实验 .................................................... 143
3.4.1 非线性变换后的PDF ..................................................... 143
3.4.2 误码率仿真 ..................................................................... 144
3.4.3 实验总结 ......................................................................... 145
参考文献 ............................................................................................. 146
第4 章 效能最大化的非线性变换函数设计实例 .................................. 150
4.1 削波器和置零器优化设计 ........................................................ 150
4.1.1 非线性变换函数设计问题 ............................................. 150
4.1.2 目标函数特性分析 ......................................................... 151
4.1.3 基于一维寻优的求解方法 ............................................. 152
4.2 幂律拖尾ZMNL 变换函数设计 ............................................... 153
4.2.1 幂律拖尾ZMNL 变换函数的性质 ................................ 154
4.2.2 优化问题及其性质 ......................................................... 155
4.2.3 4