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通訊與控制中的隨機過程

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課程大綱

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1. 機率論回顧:集合論,機率公理,條件機率,獨立性,隨機變數,離散和連續隨機變數,累積分佈函式(CDF),機率質量函式(PMF),機率密度函式(PDF),條件 PMF/PDF,期望值,方差,隨機變數的函式,匯出隨機變數的期望值,多個隨機變數(離散和連續),聯合 CDF/PMF/PDF,邊際 PMF/PDF,多個隨機變數的函式,多個隨機變數的多個函式,獨立隨機變數,不相關隨機變數。


2. 隨機變數之和,矩生成函式,隨機變數的隨機和。


3. MMSE 估計:盲估計,線性估計,無約束 MMSE 估計器,高斯情況,正交性原理,創新序列。


4. 樣本均值,大數定律,中心極限定理,隨機變數序列的收斂性。


5. 隨機過程簡介,隨機過程的描述,n 階聯合 PDF,獨立增量,平穩增量,馬爾可夫性質。


6. 高斯過程,泊松過程和布朗運動。


7. 隨機過程的均值和相關性,平穩,廣義平穩,遍歷過程。


8. 均方連續性,均方導數。


9. 隨機訊號處理:隨機過程作為線性時不變系統的輸入,功率譜密度,高斯過程作為 LTI 系統的輸入,白噪聲。


10. 隨機過程的 MMSE 估計:白化濾波器,預測,平滑,尤爾-沃克方程,維納-霍夫方程,卡爾曼濾波。


11. 離散時間馬爾可夫鏈:狀態和 n 步轉移機率,查普曼-柯爾莫哥羅夫方程,首次透過機率,狀態分類,極限狀態機率。


12. 連續時間馬爾可夫鏈。


13. 卡魯南-洛夫展開。

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