统计信号处理基础 习题解答3-11

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题目:

解答

​ 逆矩阵求解

第二个参数已知/未知情况下的参数CRLB讨论

 等号成立的条件讨论


题目:

对于2*2的正定Fisher信息矩阵,可以有:

 证明

 当第二个参数是已知,或未知的时候,关于参数估计的这个式子说明了什么?在什么情况下等号成立?为什么?


解答

 逆矩阵求解

首先,需要确定 的逆矩阵,这里采用伴随矩阵的方法进行求解:

由于 正定,因此 可逆:

 其中 的伴随矩阵

如果记

参考:

矩阵的逆 - 知乎

伴随矩阵 - 知乎

可以得到:

 因此,最终得到:

 于是得到:

 根据 正定的性质: 的一切顺序主子式都为正,因此

 而:

正定矩阵性质参考:

正定矩阵_百度百科

 因此,可以得到:

 证明完毕。

第二个参数已知/未知情况下的参数CRLB讨论

当第二个参数已知,那么此时Fisher信息为1*1维,此时当前参数的估计下限满足:

 而当第二个参数未知时,根据题目的计算结果得到:

 因此,只要待估计的参数数量增加,都会增加原估计参数的CRLB。

 等号成立的条件讨论

观察上式,显然在 正定的条件下,当 时,满足:

此种情况下,额外增加的估计参数,不会影响原来参数的CRLB。

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