矩阵代数基础
典型物理模型多个信号观测模型
x(n)=As(n)+v(n)
书写规范
大写字母下加两线:矩阵
加一线:向量
不加:变量
矩阵代数基本性质
\begin{array}{l}
(A+B)^*=A^*+B^*
\\
(A+B)^T=A^T+B^T
\\
(A+B)^H=A^H+B^H
\\
(AB)^T=B^TA^T
\\
(AB)^H=B^HA^H
\\
(AB)^{-1}=B^{-1}A^{-1}
\\
(A^*)^{-1}=(A^{-1})^T
\\
(A^H)^{-1}=(A^{-1})^H
\end{array}对于任意矩阵A,矩阵$B=A^HA$都是Hermitndian
导数积分
\frac{dA}{dt}=
\begin{bmatrix}
\frac{da_{11}}{dt}&...&\frac{da_{1n}}{dt}\\
...&...&...\\
\frac{da_{m1}}{dt}&...&\frac{da_{mn}}{dt}
\end{bmatrix}
指数矩阵函数
exp(At)=I+At+\frac{A^2t^2}{2!}...\frac{A^nt^n}{n ...
矩阵方程求解&最小二乘法
矩阵方程的求解主要分为三类
超定矩阵方程,m>n,A,b已知
盲矩阵方程:b已知,A未知
欠定稀疏矩阵方程:m<n,A,b已知但x未知且稀疏
最小二乘法(LS)普通最小二乘考虑超定矩阵方程Ax=b,m>n,为了抵制误差对矩阵方程求解的影响,引入一校正向量△b,并用它去“扰动”有误差的数据向量b。我们的目标是,使校正项△b“尽可能小”
Ax=bm>n时为超定方程
b=b_0+e
b+\Delta b\to b_0问题可以理解为使
||\Delta b||^2\to min的优化问题
Ax=b+\Delta b
L(x)=||Ax-b||_2^2
=(Ax-b)^H(Ax-b)
\frac{\partial L(x)}{\partial x^*}=A^HAx-A^Hb=0
\to x_{LS}=(A^HA)^{-1}A^Hb对于秩亏缺$(rank(A)<n)$的超定方程,最小二乘解为
\to x_{LS}=(A^HA)^{\dagger}A^Hb高斯马尔可夫定理在参数估计理论中,称参数向量$\theta$的估计$\hat{\theta}$为无偏 ...
矩阵特征分析
特征值求解方法如果
L[u]=\lambda u
u =\not 0则$\lambda$称为线性算子L的特征值,u为特征向量
特征值求解
Au=\lambda u
\to det(A-\lambda I)=0如果A为Hermitian矩阵,则
A=U\Sigma U^H
U=[u_1...u_n]^T
\Sigma=diag(\lambda_1...\lambda_2)特征值的基本概念
称A的特征值入具有代数多重度(algebraic multiplicity) u,若$\lambda$是特征多项式det(A - zI)=0的u重根。
若特征值$\lambda$的代数多重度为1,则称该特征值为单特征值(simple eigenvalue)。非单的特征值称为多重特征值(multiple eigenvalue)。
称A的特征值入具有几何多重度(geometric multiplicity)~,若与入对应的线性无关特征向量的个数为$\gamma$。换言之,几何多重度,是特征空间Null(A -入I)的维数。
矩阵A称为减次矩阵(derogatory matrix),若至少有一个特征值的 ...
奇异值SVD
数值的稳定性与条件数当输入d受到扰动时,输出f(d) 的扰动情况目的:解决病态问题
条件数
A 数据矩阵 n*n
b 数据向量 n*1
x 未知向量 n*1
在这里我们研究x受A,或者b扰动的影响
A(x+\delta x)=b+\delta b
A\delta x=\delta b
\delta x=A^{-1}\delta b由
||AB||
Beam Alignment and Tracking for Millimeter Wave Communications via Bandit Learning
AbstractMillimeter wave (mmwave) communications have attracted increasing attention thanks to the abundant spectrum resource. The short wave-length of mmwave signals facilitates exploiting large antenna arrays to achieve large array gains and combat the large path-loss. However, the use of large antenna arrays along with narrow beams leads to a large overhead in beam training for obtaining channel state information, especially in dynamic environments. To reduce the overhead of beam training, in ...
信息熵
信息的基本分类
语法信息
语义信息
语用信息
符号系统
X,Y:随机变量
$x_k,y_j$ 变量取值
$a_k,b_j$变量取值
$\chi={x_k;k=1,2…K},\gamma={y_j;j=1,2…,J}$
事件:$X=x_k$
$q_k=Pr{X=x_k}$
事件自信息我们将特定事件$X=x_k$发生后给外界带来的信息量定义为事件的自信息
I(X=x_k)=I(x_k)=-\log q(x_k)a=2的单位为比特
a=e的单位为奈特
事件自信息的本质既是事件对外界提供的信息,也是外界观察心信息付出的代价,通常认为概率越小的事件的信息量越大
条件自信息
I(x_k|y_j)=-\log_ap(x_k|y_j)
事件Y=yj发生后X=xk发生给外界带来的信息
联合自信息
I(x_k,y_j)=-\log_ap(x_k,y_j)
X=xk,Y=yj一起发生的信息量
事件互信息
I(x_k;y_j)=\log_a\frac{p(x_k|y_j)}{q(x_k)}
互信息的本质为事件Y=yj中包含的有关事件X=xk信息量,即可以是事件X发生的信息量减去事件Y发生后事件X还 ...
数字电路笔记
逻辑运算基本公式
基本定理代入定理反演定理
逻辑函数表示方法
真值表
逻辑式
将输入/输出之间的逻辑关系用与/或/非的运算式表示 就得到逻辑式
逻辑图
波形图
卡诺图
标准形式
最小项之和
利用公式:A=(B’+B)A
A’B’C’=000=m0
最大项之积
A+B+C=000=M0
A’+B’+C’=111=M7转化方式
Y=\sum m_i
\to Y'=\sum_{k=\not i} m_k
\to Y=(\sum_{k=\not i} m_k)'
\to Y=\prod_{i=\not k}m_k'=\prod_{i=\not k}M_k'
逻辑函数化简公式法
AB+A’C+BC=AB+A’C
A+AB=A卡诺图
用卡诺图表示逻辑函数
找出可合并的最小项
化简后的乘积项相加
约束项在逻辑函数中,对输入变量取值的 限制,在这些取值下为1的最小项称 为约束项
任意项在输入变量某些取值下,函数值为1或 为0不影响逻辑电路的功能,在这些取 值下为1的最小项称为任意项
常用编码补码反码反码
(N)_{1NV}=
\begin{cases}
N&N>0\\
2^ ...
z变换
意义傅里叶变换的推广
针对离散信号
双边z变换选择合适的指数信号$r^{-n}$,使得,可以进行傅里叶变换
假设r使X(z)收敛
x[n]r^{-n}=F^{-1}\{X(re^{iw})\}
x[n]=r^{n}F^{-1}\{X(re^{iw})\}
x[n]=\frac{1}{2\pi}\int_{2\pi} X(re^{iw})(re^{jw})^ndw
令z=re^{jw}
\to
x[n]=\frac{1}{2\pi j}\oint_{2\pi} X(z)z^{n-1}dz
X(z)=\sum_{n=-\infty}^{\infty}x[n]z^{-n}
$\oint$围线积分,以原点为中心,逆时针的线积分
==z变换需要明确收敛域==
常见离散信号z变换
单边指数信号
x[n]=u[n]a^n
X(z)=\frac{z}{z-a}
(|z|>|a|)
x[n]=-u[-n-1]a^n
X(z)=\frac{z}{z-a}
(|z|1)
x[n]=r^ncos[w_0n]u[n]
X(z)=\frac{1-z^{-1}[rcosw_0]}{1-2z^{-1}[2rc ...
拉普拉斯变换
拉普拉斯变换作用:不是所有的信号可以进行傅里叶变换,引入衰减因子$e^{-\sigma t}$,使$x(t)e^{-\sigma t}$的傅里叶变换收敛
F\{x(t)e^{-\sigma t}\}=\int_{-\infty}^{\infty}x(t)e^{-\sigma t}e^{-jwt}dt=\int_{-\infty}^{\infty}x(t)e^{-t(\sigma+jw)}dt
X(\sigma+jw)=\int_{-\infty}^{\infty}x(t)e^{-(\sigma+jw)t}dt其傅里叶反变换
x(t)e^{-\sigma t}=\frac{1}{2\pi}\int_{-\infty}^{\infty}X(\sigma+jw)e^{jwt}dt
x(t)=\frac{1}{2\pi}\int_{-\infty}^{\infty}X(\sigma+jw)e^{t(\sigma+jw)}dt令$s=\sigma+jw$
X(s)=\int_{-\infty}^{\infty}x(t)e^{-st}dt
x(t)=\frac{1}{2\pi j}\int ...
采样和调制
连续时间采样定理冲激串采样定理
x_p(t)=x(t)p(t)
p(t)=\sum_{n=-\infty}^\infty\delta(t-nT)T为采样周期
X_p(jw)=\frac{1}{2\pi}X(jw)*P(jw)
=\frac{1}{T}\sum_{k=-\infty}^\infty X(j(w-kw_s))相当于将信号频域的图像左右平移
采样定理
$x(t)$是一带限信号,$X(jw)=0,|w|>w_M$
采样频率$w_s>2w_M$,其中$w_s=2\pi/T$,T为抽样周期,当$w_s=2w_M$,称作奈奎斯特率。满足条件的信号可以采样后重建。
H( jw)为一低通滤波器
x_r(t)=\sum_{n=-\infty}^\infty x(nT)\delta(t-nT)*h(t)
=\sum_{n=-\infty}^\infty x(nT)h(t-nT)带限内插
当h(t)为理想滤波器时,即
h(t)=T\frac{w_c}{\pi}Sa(w_ct)当$w_c$满足:$w_M<w_c<w_s-w_M$时,重建是精确的。
...