《信息与通信工程中的随机过程》在注重概念的数学严密性和知识体系的逻辑性基础上,结合大量信息与通信工程中的问题和范例,深入浅出地介绍了信息与通信工程领域所必需的随机数学基础。内容包括:随机现象的数学建模,各种随机对象,随机数学分析,随机信号与线性系统,信号的统计推断,Markov链,随机对象的计算机模拟等。
《信息与通信工程中的随机过程》可作为高等院校信息与通信工程一级学科下各专业的研究生、高年级本科生教材,也可作为信息与通信工程领域的科研人员及工程技术人员的参考书。
第三版前言
第二版前言
本书常用数学记号
第1章 随机现象的数学建模
1.1 自然界的随机现象
1.1.1 随机现象的定义和例子
1.1.2 随机现象产生的原因
1.2 随机现象的频率稳定性
1.2.1 样本的频率稳定性
1.2.2 事件的频率
1.3 随机现象频率稳定性的数学建模
1.3.1 概率的概念
1.3.2 概率空间
1.3.3 条件概率和事件的独立
1.4 本章概要和习题
1.4.1 概要
1.4.2 习题
第2章 各种随机对象
2.1 样本空间的标准化
2.2 随机变量
2.2.1 概率函数
2.2.2 数字特征
2.3 随机向量
2.3.1 概率函数
2.3.2 数字特征
2.3.3 随机变量间的关系
2.4 随机过程
2.4.1 用无穷维向量的观点来看函数
2.4.2 随机过程的定义
2.4.3 概率函数族
2.4.4 矩函数
2.4.5 常见随机过程
2.5 其他形式的随机对象
2.5.1 复随机对象
2.5.2 矩阵随机对象
2.6 概率空间和随机对象的概念比较
2.7 本章概要和习题
2.7.1 概要
2.7.2 习题
第3章 随机数学分析
3.1 随机对象的函数
3.1.1 随机变量的函数
3.1.2 随机向量的函数
3.1.3 随机过程的函数
3.2 二阶矩过程的均方微积分
3.2.1 均方收敛
3.2.2 均方连续
3.2.3 均方导数
3.2.4 均方积分
3.3 二阶矩过程的正交分解
3.3.1 二阶矩过程的正交分解
3.3.2 Fourier正交分解
3.3.3 Karhunen—L06ve正交分解
3.4 二阶矩过程的线性变换
3.4.1 连续时间二阶矩过程的线性变换
3.4.2 离散时间二阶矩过程的线性变换
3.5 二阶矩过程的各态遍历性
3.6 本章概要和习题
3.6.1 概要
3.6.2 习题
第4章 随机信号与线性系统
4.1 随机信号的功率谱密度
4.1.1 连续时间随机信号的功率谱密度
4.1.2 离散时间随机信号的功率谱密度
4.2 随机信号的带宽
4.3 带限和带通随机信号
4.3.1 带限随机信号
4.3.2 带通随机信号
4.4 随机信号通过线性系统
4.4.1 连续时间线性系统
4.4.2 离散时间线性系统
4.5 本章概要和习题
4.5.1 概要
4.5.2 习题
第5章 信号的统计推断
第6章 Markov链
第7章 随机对象的计算机模拟
附录A 泛舟分析基本概念
附录B 常用数学公式
附录C 常见随机变量
附录D Fourier变换
参考文献
索引
第1章 随机现象的数学建模
1.2 随机现象的频率稳定性
由于导致随机系统的输出——随机现象——的因素和这些因素间的作用机制已经超过了观察者的认知能力,产生随机现象的所有因素及其作用机制在观察者面前成了一个“黑箱”。因此,观察者无法对随机现象进行“从因推果”式的研究。虽然观察者无法认知“黑箱”随机系统的内部机制,但随机系统的输出样本却是可观察的。通过对随机系统大量试验的观察,人们发现,对于同一个随机系统,不同样本的发生频率具有一定的稳定性。
1.2.1 样本的频率稳定性
所谓样本的频率就是在若干次试验中,某个样本出现的次数占试验总次数的比例。频率稳定性是指当试验的次数增加时,样本的频率总是在一个常数左右微小波动。以下是一些观察频率稳定性的实验结果。
例1.14历史上,曾经有人对抛硬币试验进行了观察,如有人抛4040次硬币,发现正面出现了2048次,正面出现的频率为0.5069;又有人抛了12000次,结果发现正面出现了6019次,频率为0.5016。人们发现,如果硬币是均匀的,桌面是水平的,则正反面的频率基本上稳定在1/2左右。
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