张贤达的《高阶统计量信号处理方法》
高阶统计量分析方法是一种重要的非高斯信号分析方法，在此上传张贤达的这本书，希望对大家的学习有所帮助专题内容概述高阶统计量的定义、性质和估计155()高阶矩、高阶累积量及其谱·*·····“········““··“·(二)高阶累积量与高阶谱的性质三)高阶累积量与高阶谱的估计…......19、非最小相位系统的辨识21(一)基本问题21(二)MA系统的辨识.25(三)ARMA系统的辨识…135四、谐波恢复42()基本问题42()谐波恢复的高阶累积量方法……………·………43五、空间窄带信号源的波达方向估计()基本问题46(二)基于二阶统计量的DOA估计方法及其不足.147(三)基于高阶统计量的DOA估计方法53、概述高阶统计量( (Higher-order Statistics)是指比二阶统计量更高阶的随机变量或随机过程的统计量。二阶统计量有:〉随机变量(矢量):方差、协方差(相关矩)、二阶矩。随机过程:自相关函数、功率谱、互相关函数、互功率谱、自协方差函数等高阶统计量有:随机变量(矢量):高阶矩( Higher-order Moment),高阶累积量(Higher-order Cumulant)随机过程:高阶矩、高阶累积量、高阶谱( Higher- order Spectra,Polyspectra)。从统计学的角度,对正态分布的随机变量(矢量),用一阶和二阶统计量就可以完备地表示其统计特征。如对一个高斯分布的随机矢量,知道了其数学期望和协方差矩阵,就可以知道它的联合概率密度函数。对一个高斯随机过程,知道了均值和自相关函数(或自协方差函数),就可以知道它的概率结构,即知道它的整个统计特征。但是,对不服从髙斯分布的随机变量(矢量)或随机过程,一阶和二阶统计量不能完备地表示其统计特征。或者说,信息没有全部包含在一二阶统计量中,更高阶的统计量中也包含了大量有用的信息。高阶统计量信号处理方法,就是从非高斯信号的高阶统计量中提取信号的有用信息,特别是从一、二阶统计量中无法提取的信息的方法。从这个角度来说,高阶统计量方法不仅是对基于相关函数或功率谱的随机信号处理方法的重要补充,而且可以为二阶统计量方法无法解决的许多信号处理问题提供手段。可以亳不夸张地说,凡是使用功率谱或相关函数进行过分析与处理,而又未得到满意结果的任何问题,都值得重新试用高阶统计量方法。高阶统计量的概念于1889年提出。高阶统计量的研究始于六十年代初,主要是数学家和统计学家们在做基础理论的研究,以及针对光学、流体动力学、地球物理、信号处理等领域特定问题的应用研究。直到八十年代中、后期,在信号处理和系统理论领域才掀起了高阶统计量方法的研究热潮。标志性的事件有:1. K. S. Lii. m. rosenblatt "Deconvolution and Estimation of TransferFunction phase and Coefficients for non-Gaussian Linear processes AnnStatistcs, Vol, 10, pp. 1195-1208, 1982首次用高阶统计量解决了非最小相位系统的盲辩识问题。2.C.L. Nikias,M.R. Raghuveer的综述文章“ Bispectrum Estimation:ADigital Signal Processing Framework”在Proc.正EE发表,1987July3.1989、1991、1993、1995、1997、1999年举办了六届关于高阶统计量的信号处理专题研讨会(海军研究办公室,NSF, IEEE Control SystemSociety, IEEE ASSP Society, IEEE Geoscience and Remote sensingSociety4. IEEE Trans.onAC1990年1月专辑5. IEEE Trans, on AssP1990年7月专辑。6.J.M. Mendel的综述文章 Tutorial on Higher- Order statistics( Spectra)inSignal Processing and System Theory: Theoretical Results and SomeApplications”.Proc,正E,1991(主要是关于非最小相位系统辨识)。7.C.L. Nikias&A.P. Petropula的专著 Higher-order Spectral Analysis:ANonlinear Processing Framework,由 Prentice-Hall I1993出版。8. Signal Processing,19944月专辑。9. Circuits, Systems, and Signal Processing,1994.6月专辑。高阶统计量方法已在雷达、声纳、通信、海洋学、电磁学、等离子体物理、结晶学、地球物理、生物医学、故障诊断、振动分析、流体动力学等领域的信号处理问题中获得应用。典型的信号处理应用包括系统辨识与时间序列分析建模、自适应估计与滤波、信号重构、信号检测、谐波恢复、图像处理、阵列信号处理、盲反卷积与盲均衡等。在信号处理中使用高阶统计量的主要动机可以归纳成四点1、抑制未知功率谱的加性有色噪声的影响。2、辨识非最小相位系统或重构非最小相位信号。自相关函数或功率谱是相盲的,即不包含信号或系统的相位信息。仅当系统或信号是最小相位时,二阶统计量的方法才能获得正确的结果。相反,高阶统计量既包含了幅度信息,又保留了信号的相位信息,因而可以用来解决非最小相位系统的辨识或非最小相位信号的重构问题。3、提取由于高斯性偏离带来的各种信息对于非高斯信号,其高阶统计量中也包含了大量的信息。对模式识别、信号检测、分类等问题,有可能从高阶统计量获得信号的显著分类特征,4、检测和表征信号中的非线性以及辨识非线性系统。如用来解决非线性引起的二次、三次相位耦合问题。参考资料:1、张贤达,《时间序列分析一高阶统计量方法》,清华大学出版社,1996。2、沈凤麟等,《生物医学随机信号处理》(第9章),中国科学技术大学出版社,1999。3 J M. Mendel. "Tutorial on Higher-order Statistics(Spectra) in SignalProcessing and Systems Theory: Theoretical Results and SomeApplications. Proc. IEEE, Vol. 79, pp. 278-305, 19914, C. L. Nikias A. P, Petropulu. Higher-order Spectral Analysis: ANonlinear Processing Framework. Prentice-Hall. 19935 C L. Nikias J. M. Mendel.Signal Processing with Higher-orderSpectra. IEEE Signal Processing Magazine, Vol 10, July, pp 10-37, 19936 C. L Nikias M. R Raghuveer." Bispectrum Estimation: A DigitalSignal Processing Firamewoork". Proc. IEEE, Vol. 75, pp. 869-891, 19877 P. A. Delaney d. O. Walsh. " A Bibliography of Higher-Order Spectraand Cumulants". IEEE Signal Processing Magazine, Vol 11 July, pp. 61-7019948、J.A. Cadzow.“ Blind Deconvolution via Cumulant Extrema”.IEEESignal Processing Magazine, Vol 13, No 3, pp 24-42, 1996www.ant,uni-bremen.edu.de/hoshome二、高阶统计量的定义、性质和估计(一)高阶矩、高阶累积量及其谱从随机变量→随机矢量→随机过程)1、随机变量的特征函数与累积量定义:设随机变量x具有概率密度fx),其特征函数定义为(s)=f()edx=Eel其中s为特征函数的参数。(可看作八x)的拉普拉斯变换)特征函数Φ(s)只是参数s的函数。对Φ)求k次导数,可得Φ^(s)=Exe因此(O)=E}=m也就是说)在原点阶导数等孩x阶筹k。因此,Φ(s)也称作矩生成函数(又叫第一特征函数)。矩生成函数可以唯一地、完全地确定一个概率分布。这可由矩生成函数唯一性定理阐明:定理:设F(x)和G(x)是具有相同矩生成函数的分布函数,即:e dF (x)= esdG(x)则F(x)=G(x)由矩生成函数可以定义随机变量κ的累积量生成函数(又叫第二特征函数)及累积量。定义:设随机变量x的矩生成函数为Φ(s),则函数H(s)=nΦ(s)称为x的累积量生成函数,而v()在原点的k阶导数dky(s)ds k0称为x的k阶累积量如果将s)和v展开成 Taylor级数,根据以上定义,就会有①(s)=1+m1S+m2S2+…+,,mkS+…k!(2+4+x12cmk!k1也就是说,x的k阶矩和累积量分别是其矩生成函数和累积量生成函数的Taylor级数展开中s项的系数。2、随机矢量的特征函数与累积量定义:令x=[x,x2,…,x是一随机矢量,且s=s,s2,…,sr,则随机矢量x的矩生成函数定义为Φ(S1SES11+2x2+…+Skxkl52为Ex的累积量生成函数定义为(S1,S2,…,Sk)=lnΦ(s1,x的(vy2…,w)阶矩和累积量分别定义为矩生成函数和累积量生成函数的Iayr级数展开中S1S2…S项的函数,即0Φ(S1,s2;…,s)ExVIS"Y(1521512skas1Os2…ask其中vko对v=V2=…=认=1的特殊情况,记随机矢量x的矩和累积量分别为mom(,,cum(Y1X我们下面将用它们来定义随机过程的高阶矩和累积量。3、随机过程的高阶矩和高阶累积量定义:设{x(n)}为k阶平稳随机过程,则该过程的k阶矩定义为ma(z1,z2,…,k-)=mom{x(n),x(n+),…,x(n+xk-1)}而k阶累积量定义为cs(1,z2,…,k-)=cum{x(m),x(nt+),…,x(n+tk1)}根据这一定义,平稳随机过程的k阶矩和k阶累积量实质上就是取x1=x(n),x2=x(n+a),…,x=x(n+k)之后的随机矢量[(n),x(n+z),…,
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(光芒104)铁路电力远动设备及系统传输规约_20110727
与铁总运[2015]88号中国铁路总公司关于印发《铁路供电远动系统（SCADA）主站暂行技术条件》的通知.pdf一致成都交大光芒实业有限公司目录目求前范围市市·············,····,·······中·············,,··2规范性引用文件…….83帧格式应用规约数据单元信息定义交长定长应用规约控制信息的定义应用服务数据单元()的结构类型标识可变结构限定词传送原因应用服务数据单元公共地止信息对象地址信息元素错误!未定义书签。4互操作性一选择的参数22系统定义网络配置物理层链路层应用层位用数据的传输模式传送原因数据长度的选集类型标识形作输原因分配4.6基本应用功能5对象定义35在监视方向上的过程信息在控制方向上的过程信息在监视方向上的系统命令在控制方向上的系统命令在控制方向上的参数命令文件传输6特定应用数据单元(ASDU的定义和表示39在监视方向上的应用服务数据单元(过程信息不带时标的单点信息不带时标的双点信息不带时标的步位置信息测量值规一化值测量值标度化值测量值短浮点数计量带时标的单点信息带时标的双点信息情时标的步位置信息测量值带时标的规一化值测量值带时标的标度化值客运专线综合系统远动设备及系统传输规约详细描述本文件版权归成都交大光芑实业有限公司所有。未经授权,请勿复制或传播。成都交大光芒实业有限公司测量值带时标的短浮点数带相对时标的故障报告带相对时标的事件报告系统命令初始化结束在控制方向上的应用服务数据单元()过程信息带时标的双命令带时标的步调节命令系统命召唤命令计数量召唤命令时钟同步命令文作传输文件准备就绪节准备就绪召唤日录选择文件召唤文件召唤节最后的节最后的段认可文件认可节传送段传送目录参数命令继保装置整定值命令多点参数设定命令多点参数设定命令多点参数设定命令7基本应用功能05站初始化过程应用层报文站总召唤过程应用层报文累计量传输过程应用层报文时钟同步过程应用层报文突发传送更新测量值过程应用层报文史新开关量过程应用层报文故停报片过程应用层报文寡件报告过程应用层报文命令传输以双命令方式发送遥控选择执行命令过程应用层报文以双命令方式发送递控执行命令过程客运专线综合系统远动设备及系统传输规约详细描述本文件版权归成都交大光芑实业有限公司所有。未经授权,请勿复制或传播。成都交大光芒实业有限公司应用层报文以积命令方式发送递控进择撤销阶令过程应用层报文以双命令方式发送福控微销命令销误!未定义书签过程错误!未定义书签应用层报文错误!未定义书签。发送步位凋艿命令过程应用层报文列放障报告过程应用层报文召扰动数据过程应用层报文参数装载继保护装置定值过程应用层报文参教设定过程应用层报文文件传输过程应用层报文8ASDU优先级定义1669多控制站的链路冗余………………,………,16710信息对象地址及组号分配········.······::::····················::·······.·············::····:·.···········168信息对象地址组号分配客运专线综合系统远动设备及系统传输规约详细描述本文件版权归成都交大光芑实业有限公司所有。未经授权,请勿复制或传播。成都交大光芒实业有限公司前言国际电工委员会年出版系列标准以来,得到了广泛应用,为适应网终传输,年出版了。为了规范上述标准在国内的应用,全国电力系统控制及其通信标准化技术委员会指定并颁布了相应的电力行业标准。近年米,上述标准在铁路牵引供电远动系统电力配电远动系统得到了广泛应用,但鉴于上述标准在自定义数据传输上仅定义了指导原则,在铁路电丿远动系统中仍然存在自定义数据传输不规范的问题,因此针对铁路电力远动系统的应用业务,特制定此规范标准客运专线综合系统远动设备及系统传输规约详细描述本文件版权归成都交大光芑实业有限公司所有。未经授权,请勿复制或传播。成都交大光芒实业有限公司范围本标准适用亍具冇网络接凵传输的远动设备和系统,用以对地理广`域过程的监视和控制。制定本远动配套标准的日的是使兼容的铁路牵引供电和电力配电远动设备之间达到互操作木配套标准利用了国际标准的系列文件,木标准规定了的应用层与提供的传输功能的结合。在框架内,可以运用不同的网络类型,包括帧中继异步传输模式、(同步数字体系)和综合服务数据网络。根据相同的定义,不同的包括全部配套标准例如所定义的可以与相结合本标准规定了铁路牵引供电和电力配电远动设备屮主站和子站远动终端之间以平衡方式进行数据传输的规约结构、帧格式、选取、互操作性定义、对象定义、应用功能、链路冗氽、多控制站冗余切机制。客运专线综合系统远动设备及系统传输规约详细描述本文件版权归成都交大光芑实业有限公司所有。未经授权,请勿复制或传播。成都交大光芒实业有限公司规范性引用文件下列标准所包含的条文,通过在本标准中引用而构成本标准的条文。本标准出版吋,所示版本均为有效。所有标准都会被修订,使用本标准的各方应探讨使用下列标准最新版本的可能性远动设备与系统—第部分传输规约一第篇:应用数据的一般结构远动设备与系统—第部分传输规约一第篇:应用信息元素的定义和编码远动设备与系统—第部分传输规约一第篇:基本应用功能远动设备与系统一第部分传输规约一第篇:基本远动任务的配套标准远动设备与系统一第部分传输规约一第篇:电力系统电能累计量传输规约的配套标准建议,数据终端设备与数据通信设备的接口,用于工作在包模式下,以及通过专用电路与共用数据网相连接的终端信息技术电讯与系统间信息交换局域网与城域网特殊要求第部分载波侦听与冲突检测访问方法与物理层规范互联网协议,评判请求,传输控制协议,评判请求,以太网上的互联网协议,点对点协议帧上的,赋值,评判请求,互联网正式协议标准集,评判请求客运专线综合系统远动设备及系统传输规约详细描述本文件版权归成都交大光芑实业有限公司所有。未经授权,请勿复制或传播。成都交大光芒实业有限公司帧格式应用规约数据单元信息定义以下使用的缩略语在和中有详细描述::应用规约控制信息:应用服务数据单元:应用规约数据单元变长帧起动字符长度最大,控制域八位位组控制域八位位组控制域八位位组长度控制域八位位组和定义的图应用梯约数据单元格式定长帧起动字符长度控制域八位位组控制域八位位组长度控制域八位位组控制域八位位组图应用规约控制信息格式客运专线综合系统远动设备及系统传输规约详细描述本文件版权归成都交大光芑实业有限公司所有。未经授权,请勿复制或传播。成都交大光芒实业有限公司启动字符定义了数据流中的起点。的长度域定义了体的长度,它包括的四个控制域八位位组和个被计数的八位位组是控制域的第一个八位位组,最后一个被计数的八位位组是个八位位组。的最人长度限制在以内,因为域的最人长度是(第后最的最大值减去启动和长度八位位组),控制域的长度是个八位位组。控制域定义了保护报文不至丟失和重复传送的控制信息,报文传输启动停止,以及传输连接的监视等。控制域的计数器机制是根据标准屮推荐的至来定义的。应用规约控制信息的定义三科类型的控制域格式用于编号的信息传输格式,编号的监视功能格式和未编号的控制功能格式。编号的信息传输格式类犁格式变长帧控制域第一个八位位组的第一位比特定义了格式,格式的常常包含一个。格式的控制信息如图所示比特发送序列号八位位组发送序列号八位位组接收序列号八位位组接收序列号八位位组图编导的信息传物格式类型(格式)的控制城编号的监视功能类型格式定长唢控制域第一个八位位组的第一位比特并且第二位比特定义了格式格式的只包括格式的控制信息如图所示比特八位位组八位位组接收序列号八位位组接收序列号八位位组图编号的监视功胎类型(格式)的控制城未编号的控制功能类型格式定长帧控制域第一个八位位组的第一位比特并且第二位比特定义了格式。格式的只包括格式的控制信息如图所示。在同吋刻,或中只有一个功能可以被激活客运专线综合系统远动设备及系统传输规约详细描述本文件版权归成都交大光芑实业有限公司所有。未经授权,请勿复制或传播。
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