波形估計

波形估計

波形估計,估計理論中對未知波形的估計。被估計的波形通常是隨機過程的實樣,並且受到噪聲干擾。波形估計可用於模擬通信系統、火炮控制系統、雷達和具有時變特性的模式識別。

波形估計

正文

  對於兩個相關的隨機過程y(t)和z(t),可以用第二個過程的某些觀測值z(ζ)來對第一個過程y(t)(一般稱為信號)的各種參量進行估計。如果用g(t)表示被估計的量,則g(t)可能是y(t)、(t)或y(t+α)等等。根據z(t)在時間軸上某一集合 I(從-∞到t中的一些離散點或一個區間)的觀測值,尋找一個合適的數據變換T,使它成為g(t)的最好估計波形估計(t)。即

波形估計(t)=T【z(ζ),ζ∈I】

當 g(t)=y(t+α)(α>0)
時,就是所謂預測問題。當

g(t)=y(t)

時,就是所謂過濾問題。當

g(t)=y(t+α)(α<0,t∈【t0,tf】)

時,就是所謂平滑(或叫內插)問題。所謂最好的估計,是指這一估計所付出的“平均代價”最小。有各種不同的“代價”函式,如均方誤差代價(E{(g(t)-波形估計(t))2})或平均絕對誤差代價(E{│g(t)-波形估計(t)│})等 (E{ }為求數學期望的符號)。如果z(t)是正態過程,對於均方誤差代價最好的估計T是線性的。對於非正態過程,則線性估計不一定最好。但是,由於線性估計比較簡單,所以常常被採用。對於平穩隨機過程,最好的線性波形估計就是著名的維納濾波。對於非平穩隨機過程,可以採用所謂卡爾曼濾波進行估計。

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