统计信号处理基础 习题解答4-7

题目:

通过令(4.19)式的极限是n=-∞到n=+∞来验证(4.20);注意,对于n<0和n>N-1,u[n]=0。


解答:

首先通过观察公式(4.18)我们可以得到:对于存在p个待估计参数和N个输入输出激励与观测量的系统,观察矩阵H为N*p阶矩阵。

那么对于H矩阵的第i列可以表示为:

该列向量前面存在i-1个0元素。

 H矩阵的第j列可以表示为:

该列向量前面存在j-1个0元素。 

当i≥j时,两个列元素可以进一步细化为:

因此,此时可以表示为:

 由于 ,当 时,补上后续j-1个元素乘积项,可以近似得到:

因此:

同理,当i≤j时,可以得到:

 综合上述两种情况,得到:

进一步,由于u[n]只有当0≤n≤N-1才有数值,其他情况都为0,因此前一项索引范围为 ,而后一项的索引范围 。如果考虑其他为0的项,上式也可以进一步写成:

 对比上式和序列 的自相关函数可知:

 最终,当时,该矩阵和激励序列的自相关矩阵建立了近似关系。

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