1. 概率空间

概率空间问题见【信息论】理论与计算公式

2. 随机变量的分布律

2.1 一维概率分布律

2.1.1 概率分布函数

【随机信号】随机变量 - 图1

2.1.2 概率密度函数

【随机信号】随机变量 - 图2

2.2 二维概率分布律

2.2.1 概率分布函数

【随机信号】随机变量 - 图3

2.2.2 概率密度函数

【随机信号】随机变量 - 图4

2.2.3 边缘概率分布

【随机信号】随机变量 - 图5
【随机信号】随机变量 - 图6

2.2.4 条件概率

【随机信号】随机变量 - 图7

3. 随机变量的数字特征

3.1 数学期望

  • 离散随机变量

【随机信号】随机变量 - 图8

  • 连续随机变量

【随机信号】随机变量 - 图9

3.2 方差

  • 离散

【随机信号】随机变量 - 图10

  • 连续

【随机信号】随机变量 - 图11

  • 标准差

【随机信号】随机变量 - 图12

  • 推导

【随机信号】随机变量 - 图13

交流分量=平均功率-直流分量

3.3 矩函数

3.3.1 n阶原点矩

【随机信号】随机变量 - 图14

3.3.2 n阶中心矩

【随机信号】随机变量 - 图15

  • 一阶原点矩为期望
  • 二阶中心矩为方差

3.3.3 n+k阶联合原点矩

【随机信号】随机变量 - 图16

3.3.4 n+k阶联合中心矩

【随机信号】随机变量 - 图17

3.3.5 相关矩

【随机信号】随机变量 - 图18
即相关矩即为1+1阶联合原点矩

3.3.6 协方差

【随机信号】随机变量 - 图19
即协方差即为1+1阶联合中心距

3.4 相关系数

【随机信号】随机变量 - 图20

3.4.1 统计独立

【随机信号】随机变量 - 图21

3.4.2 互相正交

【随机信号】随机变量 - 图22

3.4.3 不相关

【随机信号】随机变量 - 图23

【随机信号】随机变量 - 图24
其它无相互关系
独立是从相互关系上定义的,而相关是从统计上定义的,尤其这里特指 线性相关

4. 随机变量的函数变换

4.1 一维变换

【随机信号】随机变量 - 图25

4.2 二维变换

【随机信号】随机变量 - 图26
求解两个随机变量和的概率密度的问题可以通过构造,构造成二维变换的问题
可以得到结论
两个随机变量和的概率密度等于这两个随机变量的概率密度卷积

5. 随机变量的特征函数

5.1 特征函数

【随机信号】随机变量 - 图27
【随机信号】随机变量 - 图28即为X的特征函数
【随机信号】随机变量 - 图29
特性:互相独立的随机变量之和的特征函数等于各随机变量特征函数之积
【随机信号】随机变量 - 图30

5.1.1 与概率密度的关系

特征函数与概率密度有类似傅里叶变换的关系

【随机信号】随机变量 - 图31

与傅里叶变化不同的地方是指数项差一个负号

5.1.2 与矩函数的关系

特征函数与矩函数一一对应,也被称为矩生成函数
【随机信号】随机变量 - 图32

5.2 联合特征函数

【随机信号】随机变量 - 图33

5.2.1 边缘特征函数

【随机信号】随机变量 - 图34
【随机信号】随机变量 - 图35

5.2.2 与联合矩的关系

【随机信号】随机变量 - 图36