自适应信号处理(沈福民).pdf
研究生自适应信号处理课程用书 信号与信息处理专业研究生系列教材自适应信号处理沈福民编著西安电子科技大学出版社2001内容简介木书主要介绍自适应信号处理的基本理论、基本电路与系统的性能和应用以及近年来的新进展。全书共分10章,在第三、四、五、六章中,着重分析和讨论自适应基本准则和自适应主要算法;为了便于理解和掌握自适应的基本理论,在本书的第一、二章中介绍了有关自适应及自适应信号处理的基本概念,发展概况和有关的基础知识;自第七章后,特别增加了关于自适应信号处理基本电路与系统的性能和应用方面的内容。本书可作为通信、电子信息工程专业及其他相关专业大学高年级学生和研究生的教科书,也可以作为从事自适应信号处理研究领域工程技术人员的自学用书。图书在版编目CIP)数据自适应信号处理/沈福民编著.一西安:西安电子科技大学出版社,2001.3研究生系列教材ISBN7-5606-0979-11.自…Ⅱ.沈…Ⅱ.自适应通信系统一信号处理一研究生一教材Ⅳ,TN914中国版本图书馆CIP数据核字(2000第82675号责任编辑夏大平出版发行西安电子科技大学出版社(西安市太白南路2号)电话(029)8227828邮编710071http://www.xduph.comE-mail: xdupfxb@ pub. xaonline com经销新华书店印刷西安市第三印刷厂版次2001年3月第1版2001年3月第1次印刷开本787毫米×1092毫米1/16印张14.625字数341千字印数1~4000册定价16.00元ISBN7-5606-0979-1/TN·0170*如有印装问题可调换**本书封面贴有西安电子科技大学出版社的激光防你标志,无标志者不得锵售。前言随着信号处理学科领域理论与技术的迅速发展,自适应信号处理作为一门新的学科分支应运而生,并在诸如通信、雷达、工业控制、地震勘探及生物医学电子学等领戎获得愈来愈广泛的应用。近儿十年来,在自适应信号处理的理论、方法与应用技术方面的研究己取得了丰硕成果,与之相关的研究文献及论著也不断问世。然而,作为适合该学科领域研究生教学与培养专业技术人才的教科书数量甚少,特别在我国还未见到。这就很难满足实际教学及科研工作的迫切需要。本书的编写旨在弥补在自适应信号处理理论、方法与应用技术的学习及研究之中教材的不足。全书以“自适应性能测度”、“自适应算法”等基本現论的介绍分析及应用方面的讨论贯穿前后各章内容。全书共分10章,其主要内容可概括如下:1.随机信号与信号矩阵理论(第一、二章):为便于初学者入门,在本书前面增加了有关自适应信号处理理论学习必备知识方面的内容。2.性能测度与性能表面搜索(第三、四章):这是自适应信号处理全部理论的核心思想与基本出发点,由此可推导出冬种形式的自适应基本算法和相应的改进算法。3.基本自适应算法与适于不同应用情况下的自适应改进算法(第五、六章):这是本书最重要的内容,它体现了自适应信号处理理论与技术发展的方向与水平。本书除介绍较早期的研究成果和基本理论外,同玗关注近年来取得的新成果。4.自适应模拟与逆模拟,自适应于扰对消与自逅应预测滤波电路〔第七、八章):主要分析了它们的基本原理和有针对性地介绍了它们的实际应用。5.自适应阵列与自适应波束形成(第九章):较详细地介绍了阵列波束形成的一般原理、旁瓣对消器和各种自适应波束形成器及它们的应用。6.自适应控制(第十章):这涉及到一个专门的学科领域,但本书主要想使读者了解和掌握自适应信号处理理论与技术在该领域的应用情况,并不想全面深入地研究整个领域。读者应当从以下几个方面把握本书的主要特色:1.较全面地集中介绍了自适应信号处理的基本理论与方法。2.为了不使学生的学习仅仅停留在比绞抽象的理论之上,在本书中特别用较多的篇幅介绍了各种自适应算法在多个学科领域内的应用(其中包括对各种不同自适应电路与系统的分析),但主要侧重于通信、雷达及阵列信号处理等方面的实际应用。3.基于对复随机信号(或复确知信号)的自适应信号处理理论,从而使研究更具普遍性,本书的研究内容不仅针对复信号,而且也同样包含了(适合)实信号。本书是在作者参加科研工作及承担本课程的多年研究生教学工作基础上编写完成的,因而较多地考虑到了教学工作中的实际要求和一般有关专业人员的自学需要。但是,由于本学科的发展十分迅速,本书对有些近年来才获得的新成果还不能满意地介绍给大家,加之作者水平所限,书肀难免有错误与不当之处,敬请广大读者谅解并不吝赐教。淸华大学张贤达教授在百忙之中对书稿进行了认真审阅,并对书稿提出了十分宝贵的修改意见,在此深表感谢。本书的编写与出版工作得到了西安电子科技大学教材建设基金和研究生教材建设基金的专项资助,在此也特表感谢。沈福民2000年9月于西安电子科技大学目录第一章概论1.1主要研究领域1.2发展和应用………自。·鲁音◆◆◆··鲁···4●音●·●鲁命鲁鲁·鲁非●●命21.3章节内容安排第二章信号矩阵理论2.1信号、信号向量与权向量…2.2输入信号的相关矩阵……2.3信号子空间和噪声子空间…457◆··●●鲁鲁●●●。●●鲁鲁·啁●·晋●··番·。鲁自·鲁●。。·●·●●曹春鲁鲁●·鲁布·自。。●垂●·●b曹2.4梯度运算··鲁音自·普p·自自●非●·看自鲁。鲁自●●●鲁·非奇自·晋带●··●鲁自4音●●·q●非ψ●●鲁●●·音●·●●山◆。鲁鲁●鲁●·第三章性能测量方法3.1均方误差(MSE)性能测度……………………………………………………113.2最大信噪比(MSN)性能测度……………●·●●·●●···普●命●垂●●命·自曹鲁●·鲁●音备3.3最大似然(ML)性能测度…183.4最小噪声方差(MV)性能测度19习题…………………………………………………………………21第四章性能表面的搜索4.1最速下降法梯度搜索……………………………………224.2牛顿法梯度搜索·音音鲁●。◆.鲁●···●●···命命……264,3梯度估值及其对自适应过程的影响●带●P。鲁●30习题……………ss46第五章基本自适应算法5.1LMS算法485.2序贯回归(SER)算法……………………………………563RLS算法………………625.4随机搜索算法…665.5直接矩阵求逆(DMI法…………………………………………7习题···鲁鲁鲁看··非●··甲垂●电●75第六章自适应算法的改进形式6.1约束LMS算法………………………………776.2自适应递归滤波器…………………………………816.3自适应格型滤波器…866.4用正交信号的自适应滤波…986.5解相关LMS算法…鲁●·●·自曹D曹看垂备春●咖↓◆事●4l046.6一种新的拟牛顿自适应滤波算法……………………………………106习题…………………………108第七章自适应模拟与逆模拟7.1概述………………………………………………………………………1117.2多径通信信道的自适应模拟……ss…ss1147.3FIR滤波器综合的自适应模拟……………………………………118电话信道的自适应均衡…………………………………………………1217.5雪达信道的自适应均衡………1247.6IR滤波器自适应综合125习题………130第八章自适应干扰对消8.1概述………13682单信道噪声对消器…………………………………1378.3用作陷波滤波器的自适应干扰对消器1448.4自适应预测器的几种应用…147具有多参考输入的噪声对消……………………153习题…………………………辛鲁垂●垂鲁·。·●154第九章自适应阵列与自适应波束形成9.1阵列波束形成的基本原理……………………1579.2自适应天线旁瓣对消……………………………1619.3采用引导信号的波束形成…………1689.4格里菲思LMS波束形成器………………………………………1769.5弗罗斯特自适应波束形成器…………:1789.6具有零点和极点的自适应波束形成器………1829.7杜瓦尔自适应波束形成器……………………………………1849.8跳频扩谱技术…●香●鲁鲁●鲁命p●鲁垂…ss1879.9超分辨波束形成…89习题195第十章自适应控制系统10.1白适应控制的基本概念…………………………………19910.2自适应模型控制(AMC)……………………………………,20210.3自适应逆控制…………………20410.4被控系统噪声及过滤后ⅹ-LMS算法………●●·◆····哥··。··音非自··。·。●;·●·●20710.5模型参考自适应控制●●◆鲁·◆··昏··自曹●辛●香●非●音··●●。自。鲁音非·●D●◆自····昏·番209习题…●鲁。鲁211附录附录A信号复包络表示◆…·214附录B有用的矩阵关系和施瓦茨不等式……………216附录C多变量的高斯分析………………………………….217C.1实高斯随机向量…………218C.2复高斯随机向量···●···P··。●·········:·;s··s;s·s.saa219参考文献鲁·●···章……………………………222第一章概论自适应信号处理( Adaptive Signal Processing)是近40年来发展起来的信号处理领域一个新的分支。随着人们在该领域研究的不断深入,自适应信号处理的理论和技术日趋完善,其应用的范围也愈来愈广泛通过信号和信号的传送,人们可以获取(有用)信息,而经对信号进行处理使蕴含于信号中的(有用)信息提取出来。由于信号形式及信号传送方式和传送环境的复杂性(例如信号在传送过程中受到噪声和干扰的污染等),促使信号处理理论和技术不断发展,从而使人们更有效地、最大可能地获取信息。1.1主要研究领域自适应信号处理是研究一类结构可变或可以调整的系统,它可以通过自身与外界环境的接触来改善自身对信号处理的性能。通常这类系统是时变的非线性系统,可以自动适应(即“自适应”)信号传送变化的环境和要求,无须详细知道信号的结构和信号的实际知识无须精确设计信号处理系统本身。自适应系统( Adaptive System)的非线性特性主要是由系统对不同信号环境实现自身调整确定的。假如一个自适应滤波器( Adaptive Filter)的输入仅为有用信号,那么,它可以是个全通滤波器,但若输入为有用信号加噪声(或干扰),则可成为一个带通或带阻滤波器。自适应系统的时变特性主要是由其自适应响应(自适应“学习”)过程确定的。当自适应过程结束,系统调整不再进行时,有一类自适应系统可成为线性系统,并称为“线性自适应系统”( Linear Adaptive system)。因便于设计并易于作数学处理,这类自适应系统特别有用。自适应系统和一般系统类似,可以分为开环自适应和闭环自适应两种类型。开环自适应系统的工作主要为:对输入信号或信号环境进行测量,并用测量得到的信息形成公式或算法( Algorithm),用以调整自适应系统自身;而闭环自适应系统还利用系统调整所得纬果的有关知识去优化系统某种性能,即该类系统是一种带“性能反馈”的自适应系统。图1.1(a)表示一个开环自适应系统,控制该系统的自适应算法仅由输入确定。图1.1(b)则表示一个闭环自适应系统,控制该系统相应的自适应算法除取决于输入外,同时还依赖于系统输出的结果自适应信号处理所研究的信号既可以是随机平稳信号,也可以是局部平稳的随机信号。在大量的工程应用和研究中,又将信号在频率域分成窄带和宽带两种,在两种情况下研究或处理的方法及自适应系统的结构也不同。信号的统计量极其重要。人们最常用的统
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Linux枕边书
Linux枕边书,主要是讲LINUX的前世今生、应用以及架构分析的,最后顺带介绍了一下Gentoo的生平事迹致谢Eric Steven Raymond编写的 < The Art of Unia Programming i让我意识到了UNIX哲学是如此的重要。我对Iinu知识的进步都得益于阅读此书后明白」UNIX的哲学。书中为介绍UNIX的哲学而摘录的名言警句我也同样应用到了我的书中。在此对 Eric Steven Raymond大师表示感谢为了编写本书,查阅了大量相关资料。再此对这些资料的提供者表小感谢。它们是维基百科(英文),维基百科(中文),IEEE标准文档,ISO标准文档,RFC标准文档。对 Gentoo的viki表示感谢,没有它我就不可能学会 Gentoo,更不用说编写本身的过程中我再三查阅 Gentoo的wik确保自己记忆沒有出错。编写“Shel基础”这一小节参考了GNU官方网站的BASH文档。编写网终基础这一章节的时候,参考了《通信基础》,和《TCP/IP详解》三卷书的内容。目录致谢3第0章序1301为什么又写本书140.2UNIX的史前文明0.3UNIX的故事180.3.1UNX混乱和分裂0.32统一的UNX和 POSIX标准0.4GNU的故事210.4.1认识自由的含义0.4.2为了自由2204.3以 Copyright保护 Copyleft23第1章UNIX哲学251.1一切都是文件2512鼓励程序间协作261.3一个程序只做一件事情并把它做好281.4使用文木流,因为这个是通用的协议291.5懒惰原贝311.6UNIX和非UNIX32第2章黑客和 Linux3521从UNX到 Linux362.2 Linux诞生3622.1被UNIX忽略的PC222386BSD、Minⅸ催生 Linux.392.2.3以GPL开源39目录第3章初识 Linux4130.4使用 Linux内核的操作系统——发行版423.1发行版的意义1232包管理和软件仓库4332.1包管理43322软件仓厍45第4章安装 Linux4941安装准备5042shel快速入门534.3引导管理器574.4init系统选择605分区规划6445.1分区基础知识64452为磁盘分区674.5.3文件系统结构标准(FHS)45.4文件系统选择7246开始安装4.6.1正式开始安装过程7346.2 emerge用法754.6.3配置make.conf4.6.4内核编译4.6.5系统初步配置一重启前配置4.6.6安装基础系统9946.7配置引导程序10247重启后安装103第5章 Linux的日常1055.1某日常的man-pages1055.2UNIX权限基础1075.2.1用户和组1075.22文件操作权限1095.3 Shell常应用1105.3.1bash名称的道听途说1105.32shel字符串展开5.3.3shel变量和环境变量112目录53.4shel和文件管理1135.3.5管道和重定向1155.3.6bash是门编程语言1164文件编辑器1215.4.1编辑器之神vim.,1215.42神之编辑器 emacs..1245.5系统管理基础1255.5.1进程管理12555.2系统服务管理125第6章软件管理1276.1软件的分发.1276.2软件的编译1276.2.1 Makefile1286.2.2 autotools..1296.2.3 cmake1306.3发行版的包管理..1316.3.1软件仓库1316.3.2 portage/Emerge1326.33有关SLOT,Ⅴ irtual,分支,体系结构和 Profile.1356.34当 Portage抱怨的时候1366.4理解 portage142641文件和目录142642附加工具1446.5使用 overlay扩展 portage145第7章图形界面1477.1图形、字体和窗口1477.2X窗口系统.1507.2.1窗口管理1527.22混合窗冂管理器154723Open(江L和Mea.15772.4内核模式设置(KMS)1597.3安装基础Ⅹ环境l607.4桌面环境1637.4.1KDE.164目录7.4.2 GNOME-Shell17075办公和打印1727.5.1 LibreOffice1727.52使用CUPS打印文档1727.6声音的那些事1727.6.1声音的数字编码1737.6.2ALSA高级 Linux声音架构174763 Pulseaudio优秀的声音服务器1767.64对 PC HiFi的一些建议..1777.7 Wayland178771X的局限和扩展1797.72渲染库和静态链接18177.3混合18377.4窗口管理器做为 Display server怎么样184第8章网终基础1878.1层次协议网络.18781.1网络接口层189812网络层:IP协议195813传输层:TCP和UDP9881.4应用层.2018.2网络地址配置205821 Linux网络设备命名20582.2图形环境下的工具206823命令行配置工具2088.24网络自动配置和DHCP2088.2.5 ifconfig20883网络攻击和防火墙209831网络攻击类型和检测2098.3,2 iptables防火墙209第9章文件系统2119.1磁盘文件系统2119.1.1硬盘结构,21291.2非日志文件系统21391.3日志文件系统214目录9.2虚拟文件系统.....215921内核信息窗口/proc和/sys215922/dv设备文件系统和udev.21592.3虚拟内存盘 tmpfs.2179.3网络文件系统2179.3.1NFS2179.32 Windows网上邻居:CIFS2199.4其他的文件系统,,,222941 Lived的最爱—压缩文件系统 squashfs222942为Fash芯片设计的文件系统..223第10章架设服务器22510.1搭建HTTP服务器2251011安装 Apache22510.12添加开机自启动 Apache2261013php支持.22610.2数据库..22710.3文件共享—FTP和 Samba..22810.3.1F①P,...22810.3.2 Samba22910.4共享打印机23010.41使用CUPS共亨打印机23010.42使用 Samba共享打印机..232第11章压榨机器的性能23511.1编泽优化.23711.1.1编译期优化237111.2链接时优化(LTO, Link Time Optimization)240111.3PGO241附录AFAQ243什么是 LiveCD?.2如何使用 LiveCd。2433UEFI和BIOS是什么?2434什么是API?。.2435 Shell是什么?2410目录6什么是进程和线程?244什么是内存分页?2448如何不重新登录切换到roo帐号?2449对称多处理器24410 Initramfs是什么24411抢占式多任务24512内核参数24613交换分区和交换文件24614汉化man手册24615符号链接24616内存映射 IO-MMIC24717内核枧频模式设置-KMS24818CISC和RISC24819 RPC24820INI文件格式..248附录Bman手册251B.1第一部分:UNX用户于册..251B. 1.1 test2251B.1.2 test251B 1.3 test3251B.2第二部分:系统调用251B.3第三部分:库函数251B.4第四部分:设备和特殊文件251B 4.1 null. zero251附录C名称缩写252附录D图片索引255附录 E Gentoo的前身今世259Gentoo的前世今生,第一部259E.1 Gentoo linux发行版的诞生259E.11我和inux.259E.1.2 Linux的潜能260E.1.3 Linux的人文艺术260
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