Microsoft PowerPoint - ESTIMARE-II-2

Documente similare
DETERMINAREA PARAMETRILOR GEOTEHNICI AI PAMANTULUI IMBUNATATIT PRIN PROCEDEUL DE VIBRO-INDESARE CU COLOANE DIN MATERIAL GRANULAR

COMISIA EUROPEANĂ Bruxelles, C(2013) 2458 final ANEXĂ Anexa 6 la REGULAMENTUL DELEGAT (UE) Nr. /.. AL COMISIEI de completare a Directivei 201

Microsoft Word - TIC5

C A P I T O L U L III

Microsoft Word - 2 Filtre neliniare.doc

Calcul Numeric

PROGRAMA CONCURSULUI NAŢIONAL

Modelarea si Simularea Sistemelor de Calcul

M1-ACS, , M. Olteanu Notițe de Adrian Manea Seminar 9 Extreme cu legături. Integrale improprii 1 Extreme condiționate Atunci cînd domeniul de

CRITERII CUPRINSE ÎN ORDINELE MINISTERULUI EDUCAŢIEI ŞI CERCETĂRII Nr

Microsoft Word - Prezcap1.doc

Microsoft PowerPoint - curs5-DPT-2010V97 [Compatibility Mode]

c Adopția internațională o șansă reală pentru copiii greu adoptabili Propunere: Deschiderea adopțiilor internaționale pentru copiii declarați greu ado

Laborator 6 - Statistică inferenţială I. Inferenţă asupra mediei - Testul Z pentru media unei populaţii cu dispersia cunoscută Se consideră o populaţi

UNIVERSITATEA BABEŞ-BOLYAI CLUJ-NAPOCA FACULTATEA DE MATEMATICĂ ŞI INFORMATICĂ Concurs MATE-INFO UBB 6 aprilie 2019 Proba scrisă la MATEMATICĂ NOTĂ IM

Analiz¼a Matematic¼a - Curs 6 M¼ad¼alina Roxana Buneci

Aero-BCD, , Prof. L. Costache & M. Olteanu Notițe de Adrian Manea Seminar 5 Șiruri și serii de funcții. Serii de puteri 1 Șiruri de funcții D

PowerPoint Presentation

Curs 10 Aplicaţii ale calculului diferenţial. Puncte de extrem 10.1 Diferenţiale de ordin superior S¼a trecem acum la de nirea diferenţialelor de ordi

Microsoft Word - FiltrareaNyquist-rezumat.doc

Microsoft Word - D_ MT1_II_001.doc

Lucrarea 7 Filtrarea imaginilor BREVIAR TEORETIC Filtrarea imaginilor se înscrie în clasa operaţiilor de îmbunătăţire, principalul scop al acesteia fi

SEMNALE ŞI SISTEME CURSUL 2 C.2. SEMNALE ANALOGICE 1.2. Reprezentări ale semnalelor prin diferite forme ale seriei Fourier Seria Fourier trigonometric

Prelegerea 3 În această prelegere vom învăţa despre: Clase speciale de latici: complementate. modulare, metrice, distributive şi 3.1 Semi-distributivi

Entrepreneurship and Technological Management

Inferenţa statistică

CONCURSUL DE MATEMATICĂ APLICATĂ "ADOLF HAIMOVICI" ETAPA JUDEȚEANĂ 18 martie 2017 Filiera Tehnologică : profilul Tehnic Clasa a IX -a Problema 1. 2 Se

GHEORGHE PROCOPIUC PROBLEME DE ANALIZĂ MATEMATICĂ ŞI ECUAŢII DIFERENŢIALE IAŞI, 2007

Analiza comparativă a dispozitivelor de întreţesere utilizate în turbocoduri pe baza spectrului distanţelor de întreţesere

1

Microsoft Word - 01_Introducere.doc

DISPOZITIV DE CONECTARE SINCRONA A INTRERUPTOARELOR

Cursul 8 Funcţii analitice Vom studia acum comportarea şirurilor şi seriilor de funcţii olomorfe, cu scopul de a dezvălui o proprietate esenţială a ac

ALGORITMICĂ. Seminar 3: Analiza eficienţei algoritmilor - estimarea timpului de execuţie şi notaţii asimptotice. Problema 1 (L) Să se determine număru

Cursul 7 Formula integrală a lui Cauchy Am demonstrat în cursul precedent că, dacă D C un domeniu simplu conex şi f : D C o funcţie olomorfă cu f cont

Examenul de bacalaureat 2012

Examenul de bacalaureat 2012

gaussx.dvi

rrs_12_2012.indd

20 SUBIECTE DE EXAMEN - De fapt, în pofida acestor probleme, până la urmă tot vom logaritma, căci aceasta este tehnica naturală în context. Trebuie do

Microsoft Word - Probleme-PS.doc

DAN LASCU ADRIANA-LIGIA SPORIŞ ANDA OLTEANU PAUL VASILIU MATEMATICĂ. CULEGERE DE PROBLEME TIP GRILĂ PENTRU ADMITEREA ÎN ACADEMIA NAVALĂ MIRCEA CEL BĂT

Neural Networks

Microsoft Word - L5 - Studiul invertoarelor monofazate de tip paralel.doc

Pachete de lecţii disponibile pentru platforma AeL

Examenul de bacalaureat 2012

2

BAREM PROFIL UMANIST Subiectul 1 (40 de puncte) Nr Itemul Variante acceptabile Specificări Punctaj total 1. Rescrie, din lista propusă, un sinonim con

Şiruri de numere reale Facultatea de Hidrotehnică Universitatea Tehnică Gheorghe Asachi Iaşi, 2015 Analiză Matematică Lucian Maticiuc 1 / 29

INDICATORI AI REPARTIŢIEI DE FRECVENŢĂ

Introducere

PAS cap. 2: Reprezentări rare p. 1/35 Prelucrarea avansată a semnalelor Capitolul 2: Reprezentări rare Bogdan Dumitrescu Facultatea de Automatică şi C

Subiectul 1

OPERATII DE PRELUCRAREA IMAGINILOR 1

Aproximarea functiilor prin metoda celor mai mici patrate

Teoreme cu nume 1. Problema (Năstăsescu IX, p 147, propoziţia 5) Formula lui Chasles Pentru orice puncte M, N şi P avem MN + NP = MP.

Şcoala ………

Bazele spectroscopiei si laserilor

AGENDA TRAINING

Microsoft Word - Capitolul_07

Microsoft Word - cap1p4.doc

Limbaje de Programare Curs 6 – Functii de intrare-iesire

Introducere în statistică

VI. Achiziția datelor în LabVIEW

Laborator 3 - Simulare. Metode de tip Monte Carlo. I. Estimarea ariilor şi a volumelor RStudio. Nu uitaţi să va setaţi directorul de lucru: Session Se

FIŞA UNITĂŢII DE CUR S/MODULULUI MD-2012, CHIŞINĂU, STR. 31 AUGUST, 78, TEL: FAX: , Matematica economică 1. Date d

Slide 1

untitled

ETTI-AM2, , M. Joița & A. Niță Notițe de Adrian Manea Seminar 10 Transformata Fourier Integrala Fourier Seriile Fourier sînt utile pentru dez

Microsoft Word - Invitatie de participare arduino si altele.docx

02. Analiza matematica 3 - MI 2

Microsoft Word - C05_Traductoare de deplasare de tip transformator

Slide 1

Microsoft Word - OFDMprz_19_3.doc

Investeşte în oameni

Distanţa euclidiană (indusă de norma euclidiană) (în R k ). Introducem în continuare o altă aplicaţie, de această dată pe produsul cartezian R k XR k,

Microsoft Word - Camera video adaugata intr-o retea CATV2.doc

1 2 1

Pattern Recognition Systems

Lucian L. TURDEANU Georgeta D. POP (MANEA) BAZELE GEOMETRICE ALE FOTOGRAMETRIEI CONSPRESS BUCUREŞTI 2009

Laborator 7- Distributii de probabilitate clasice Sef lucrari dr.mat. Daniel N.Pop Departamentul de calculatoare si inginerie electrica 15.nov

ep0126

Capitole Speciale de Informatica - Curs 5: Extragerea informatiilor prin feedback de relevanta. Metode probabiliste de extragere a informatiilor

D.Rusu, Teoria măsurii şi integrala Lebesgue 12 SPAŢII L P Cursul 11 Proprietăţi de densitate în spaţiile L p Proprietăţile de densitate ne permit să

PowerPoint Presentation

Bilet nr Fibrele sunt multimod cu indice gradat, dispersia va cuprinde efectul dispersiei modale şi cromatice Pentru fiecare tronson (C7/2015, S

{ 3x + 3, x < 1 Exemple. 1) Fie f : R R, f(x) = 2x + 4, x 1. Funcţia f este derivabilă pe R\{1} (compunere de funcţii elementare), deci rămâne să stud

Primaria Iasi Directia de Arhitectura si Urbanism Birou Dezvoltare Urbana si Monumente 9213/ Reafisare RAPORT DE INFORMARE ŞI CONSULTARE A P

CONCURSUL NAŢIONAL DE MATEMATICA PANAITOPOL EDIŢIA a X-a, TULCEA, 21 aprilie 2018 Clasa a VII - a 1. Se consideră numerele reale x, y şi z, cel puţin

Laborator 9- Estimarea parametrilor Sef lucrari dr.mat. Daniel N.Pop Departamentul de calculatoare si inginerie electrica 29.nov

FIŞA DISCIPLINEI 1. Date despre program 1.1 Instituţia de învăţământ superior Universitatea Alexandru Ioan Cuza din Iaşi 1.2 Facultatea Facultatea de

FIŞA DISCIPLINEI 1. Date despre program 1.1 Instituţia de învăţământ superior Universitatea Alexandru Ioan Cuza din Iaşi 1.2 Facultatea Facultatea de

CONCURSUL NAŢIONAL DE MATEMATICĂ APLICATĂ ADOLF HAIMOVICI Etapa locală, 24 februarie 2017 PROFIL TEHNIC ŞI SERVICII, RESURSE NATURALE, PROTECŢIA MEDIU

Cursul 12 (plan de curs) Integrale prime 1 Sisteme diferenţiale autonome. Spaţiul fazelor. Fie Ω R n o mulţime deschisă şi f : Ω R n R n o funcţie de

0 Probleme pentru pregătirea examenului final la Analiză Matematică 1. Să se calculeze următoarele integrale improprii: dx a) x 4 ; b) x 3 dx dx

Universitatea Tehnică Gheorghe Asachi, Iași Facultatea de Electronică, Telecomunicații și Tehnologia Informației Triangulaţia și aplicații (referat) P

ETTI-AM2, , M. Joița & A. Niță Notițe de Adrian Manea Seminar 11 Transformarea Laplace Aplicații Transformarea Z Ecuații și sisteme diferenți

PROIECT DIDACTIC

Microsoft Word - Tsakiris Cristian - MECANICA FLUIDELOR

Ecuatii si sisteme de ecuatii neliniare 1 Metoda lui Newton Algorithm 1 Metoda lui Newton pentru ecuaţia f(x) = 0. Date de intrare: - Funcţia f - Apro

Transcriere:

Extinderi pentru azul estimării unui parametru vetor Daă sunt de estimat mai mulți parametri (în număr de p) putem organiza aești parametri sub forma unui vetor. Fieare din ei p parametri are un estimator. Cei p estimatori se organizează, și ei, sub forma unui vetor... θ θ θ θ p ˆ ˆ θ ˆ ˆ θ... θ p E {} θˆ { ˆ θ} { ˆ θ} E θ E θ θ { ˆ θ p E θ p} { θ ˆ } E θ θ Media statistiă a estimatorului vetor este vetorul e are a și omponente mediile statistie ale omponentelor estimatorului vetor. Daă fieare dintre ei p estimatori salari este nedeplasat, adiă se spune ă estimatorul vetor este nedeplasat și se srie ă eorema Cramer-Rao pentru parametrul vetor are următorul enunţ: Daă p( x; θ) satisfae ondiţia de regularitate: ln p ; E, θ atuni: C I ( θ) θˆ în sensul ă matriea din stânga este pozitiv semidefinită Cu I(θ) se notează matriea de informație Fisher, de dimensiuni p*p, ale ărei elemente sunt i ln p ; I ( θ) E ; ij, ij,,..., p j,,..., p

Se poate găsi un estimator nedeplasat e are dispersia minimă adiă este un estimator vetor MVU efiient daă şi numai daă: ln p ; f I θ x θ din are rezultă forma estimatorului și matriea sa de ovarianță ˆ θ f ( x ) C I ( θ) Inegalitatea matriială are doar un arater simboli. Ea afirmă ă matriea din stânga este pozitiv semidefinită. O astfel de matrie are elementele de pe diagonala prinipală nenegative, adiă { } I ( θ) Disp ˆ θ i ii eastă inegalitate salară definește limita inferioară Cramer-Rao pentru fieare omponentă din vetorul estimator, adiă Disp { ˆi θ } I ( θ) θˆ CRLB i ii,, 3 Un exemplu în are modelul de semnal este o omponentă ontinuă, neunosută, afetată aditiv de un zgomot alb, gaussian u dispersia neunosută [ ] [ ] xn + wn; n,,..., N [ ] N (, ) wn vem p neunosute, pe are le punem sub forma unui parametru vetor θ Vetorul de date este gaussian și are densitatea de repartiție, dependentă de parametrul vetor, de forma N p ( ; ) exp N ( [ ] ) x n x θ n π Considerând ă datele sunt unosute și introduse în relația anterioară se obține plauzibilitatea are logaritmată ondue la N N N ln p( x; θ) ln π ln ( x[ n] ) n

Matriea de informaţie Fisher este, pentru aest exemplu, de forma p ln p ; ln ; E E I ( θ) ln p( x; θ) ln p( x; θ) E E Pentru a determina elementele matriei vom deriva plauzibilitatea logaritmiă, după um urmează: ln p ; N n ( x[ n] ) ln p ; N N + n ( x[ n] ) N ln p ; N n 5 p ln p ; ln ; N n N ln p ; N 6 n ( x[ n] ) ( x[ n] ) Pentru a efetua medierile statistie erute de determinarea elementelor matriei Fisher, vom ţine seama de următoarele medii evidente { [ ] } { [ ]} E x n E x n {( [ ] ) } ( [ ]) { } E x n E w n 6 3

şi obţinem următoarele: ln p ; N E N ln p ; E E{ x[ n] } n N {( [ ] ) } ln p ; N E + 6 E n x n N N N + 7 Cu ele determinate matriea Fisher şi inversa ei devin N I ( θ ) N I ( θ) N N Un alt exemplu în are întâlnim p parametri este el al modelului de semnal determinist +Bn, afetat aditiv de un zgomot alb, gaussian [ ] [ ] [ ] N ( ) xn + Bn+ wn; wn, ; n,,..., N Se onsideră problema estimării parametrilor şi B e formeză parametrul vetor θ B Odată e datele x[n] sunt unosute (măsurate), se determină plauzibilitatea logaritmiă N ln p ( x; θ) N ln ( π) ( [ ] ) 8 x n Bn n

şi derivatele ei de ordinul doi, în raport u şi B ln p ; N ( x[ n] Bn) n ln p ; N ( x[ n] Bn) n B n N ln p ; N n ( x θ N ) N( N ) ln p ; n B n ( x θ N ) n B n ln p ; N N N 6 9 este derivate nu depind de datele x[n] aşa ă nu mai este neesară medierea statistiă. Se determină matriea de informaţie Fisher şi inversa ei { ˆ} Disp N N( N ) I ( θ) N( N ) N( N )( N ) 6 ( N ) 6 N( N ) N( N ) + + I ( θ) 6 N ( N + ) N( N ) Elementele de pe diagonala prinipală a matriei inverse sunt limitele Cramer- Rao pentru dispersiile estimatorilor parametrilor neunosuţi şi B. vem dei inegalităţile ( N ) N N Disp{ Bˆ } + ( ) N N 5

Vom aplia aum partea a doua a teoremei Cramer-Rao. Pentru aeasta onstruim N ln p( x; θ) ( x[ n] Bn) ln p( ; ) x θ n θ ln p ( x; θ N ) ( x[ n] Bn) n B n Daă expresia din membrul stâng este o funţie e depinde numai de date, nu şi de parametrii neunosuţi şi B, atuni ea este hiar estimatorul vetor ln p ( x; θ) I ( θ) + θ f ( x) Prin alul diret obţinem I ( θ) ( N ) ( + ) N( N + ) 6 N ( x[ n] Bn) ln p( ; ) N N x θ n N 6 ( x[ n] Bn) n N N + N( N ) n ( ) N N N N 3 xn [ ] N B n 6 N( N + ) 3 N N( N ) N( N )( N ) N nx[ n] B n 6 L N( N + ) L unde N N ( ) [ ] 3 [ ] ( ) L N x n nx n N N n n ( ) ( )( ) ( )( ) 3N N N N N N N N + B + B N N N( N + ) ( N ) x[ n] 3 nx[ n] n n N N n n N N n n ( + ) ( ) 6 3N N L 3 xn [ ] + nxn [ ] + N 3 N 3 + B BN N N 6 N N 3 xn [ ] + nxn [ ] B N 6

( θ) Rezultă ă ln p ; L I N( N ) L θ + ( + ) N N N N ( N ) x[ n] 3 nx[ n] N( N + ) 6 N N + 3 xn [ ] + nxn [ ] B n N n n n N N Daă din membrul drept se separă vetorul de date obţinem I ( θ) N N ( N ) x[ n] 3 nx[ n] ln p( ; ) x θ n n N N θ N( N + ) 6 B 3 xn [ ] nxn + [ ] n N n 3 din are rezultă ă expresia disutată este o funţie vetor ale ărei omponente depind numai de date, nu şi de parametrul neunosut. eastă funţie este estimatorul sub formă de vetor N N ( N ) x[ n] 3 nx[ n] ln p ( ; ) x θ n n I ( θ) + θ f x N N θ N( N + ) 6 3 xn [ ] + nxn [ ] n N n Cei doi estimatori salari pentru şi B, respetiv, sunt ( N ) N N ˆ 6 xn [ ] nxn N N + N N + n n [ ] N 6 [ ] + n N N N n [ ] Bˆ x n + nx n N N 7

Fiind satisfăute erinţele teoremei Cramer-Rao, rezultă ă ei doi estimatori sunt şi efiienţi adiă dispersiile lor sunt egale u limitele inferioare Cramer-Rao { ˆ} Disp ( N ) N N Disp{ Bˆ } + ( θ p ) α r g ( ) N N Uneori nu suntem interesaţi diret de estimările parametrilor neunosuţi i de mărimi derivate din aestea. Fie ă suntem interesaţi de r mărimi, organizate a vetor e depind de ei p parametri neunosuţi prin funţia vetorială g. tuni matriea pozitiv semidefinită din orpul teoremei Cramer-Rao este g( θ) g( θ) ˆ α C I θ 5 Funţia g şi derivata ei în raport u vetorul parametrilor, θ, sunt g ( θ) ( θ) ( θ) ( θ) g g g p g ( θ) g g g θ θ θ g g θ θ ; p g θ r r gr( θ) gr( θ) gr ( θ) p r p Vom relua exemplul pentru azul în are modelul de semnal este al omponentei ontinue afetate aditiv de un zgomot alb, gaussian. Parametrii neunosuţi sunt omponenta ontinuă şi dispersia zgomotului. Ne interesează nu să estimăm valorile elor doi parametri i o mărime derivată α, raportul semnal/zgomot, SNR θ α ( r ) α g ( θ) În aest exemplu, α este un salar θ θ 6 8

Calulăm derivata funţiei g în raport u vetorul θ g( θ) g( θ) g( θ) θ θ θ θ θ θ θ θ şi ţinem seama de forma inversei matriei de informaţie Fisher, stabilită anterior I ( θ) N N 7 Cu aestea, matriea din orpul teoremei Cramer-Rao e este pozitiv semidefinită ia forma g ( θ) g( θ) N I θ N N N Disp α α + + N N N N şi este un salar. Ca o onluzie, dispersia estimatorului pentru raportul semnal/zgomot satisfae inegalitatea al ărui membru drept este CRLB { ˆ α} α + α N 8 9

O transformare partiulară, destul de des întâlnită, este transformarea afină definită prin relaţia ˆ α α θ + b r r p p r Între matriele de ovarianţă ale estimatorului vetor pentru θ şi ale estimatorului vetor pentru α se poate stabili o relaţie {( {} ˆ )( ˆ {} ˆ ) } C E α E α α E α {( θˆ b θ b)( θˆ b θ b) } { ( ˆ )( ˆ θ θ θ θ) } {( ˆ {} ˆ )( ˆ {} ˆ E E E ) } E + + E θ θ θ θ C ˆ θ 9 Daă estimatorul vetor pentru θ este efiient atuni şi estimatorul vetor pentru α este efiient şi avem g( θ) g( θ) Disp{ αˆ } I ( θ) Dar g ( θ) aşa ă obţinem C ˆ I α ( θ) Marginea inferioară Cramer-Rao pentru o repartiţie gaussiană generalizată Până aum am avut în vedere doar date ale ăror eşantioane erau identi distribuite şi independente statisti (IID). Pentru astfel de date matriea de ovarianţă este o matrie diagonală, de forma Cx I u

Vom disuta aum un az mai general, în are eșantioanele de date pot fi orelate iar repartiţiile statistie nu sunt neapărat identie. Matriea de autoorelaţie nu va mai fi diagonală iar valoarea medie poate diferi şi poate fi dependentă de parametrul vetor neunosut, aşa ă (, ) x N μ θ C θ În literatura de speialitate se arată ă pentru azul parametrului neunosut de tip vetor, elementele matriei de informaţie Fisher se alulează u relaţia μθ μθ C θ C θ I ( θ) + tr ( a) ij, C θ C θ C θ i j i j Daă parametrul neunosut este un salar, relaţia de determinare a informaţiei Fisher este I θ μ θ C θ μ θ tr C θ C θ ( b) + Vom onsidera un exemplu simplu, în are semnalul util s[n;θ] este afetat de un zgomot alb gaussian, eee înseamnă ă eşantioanele de date x[n] sunt neorelate μ [ ] [ θ ] [ ] xn sn; + wn; n,,..., N [ ] N (, ) wn Vetorul mediilor se determină imediat ( θ) s[ ; θ] s[ ; θ] s[ N ; θ] Matriea de ovarianţă a datelor x[n] este identiă u matriea de ovarianţă a zgomotului, w[n], are formă diagonală şi nu depinde de parametrul neunosut { } ( θ) E ( θ) ( θ) C x μ x θ μ θ { } w E ww C I Derivata matriei în raport u parametrul neunosut este, în onseinţă, nulă ( θ ) C u

Deoaree parametrul este un salar se apliă a doua formulă, (b), pentru determinarea informaţiei Fisher salare I ( θ ) [ ; θ] [ ; θ] [ ; θ] s s s N [ ; θ] [ ; θ] [ ; θ] s s s N Iu [ ; θ ] [ ] [ θ] [ ] N sn n Daă semnalul util nu depinde de un singur parametru neunosut i de mai mulţi, organizaţi sub forma vetorului θ, zgomotul rămânând alb, gaussian, adiă x n s n; + w n ; n,,..., N [ ] N (, ) wn atuni vetorul mediei este s[ ; ] s[ ; ] s[ N ; ] μθ θ θ θ 3 Matriea de ovarianţă va avea forma din azul anterior, şi este independentă de parametrul vetor neunosut ( θ) C C I Se apliă aum prima dintre formulele de alul indiate în literatura de speialitate pentru alulul elementelor matriei de informaţie Fisher,(a), şi obţinem w [ ; θ] [ ; θ] [ ; θ] s s s N I ( θ) ij, i i i u [ ; θ] [ ; θ] [ ; θ] s s s N Iu j j j N sn [ ; θ] sn [ ; θ] n i j

Considerăm ă urmărim să estimăm dispersia unui zgomot alb, gaussian. In aest az modelul de date este x [ n] w[ n] ; n,,..., N ; w[ n] N (, ) Vetorul mediilor nu depinde de parametrul neunosut μ ( ) [ ] dar matriea de ovarianţă depinde de dispersie C I u C ( ) Derivatele matriei de ovarianţă şi ale vetorului mediilor sunt ( ) μ ( ) I u Parametrul neunosut este unul singur şi dei se apliă a doua formulă, (b), pentru alulul informaţiei Fisher N I( θ ) tr II u u tr{ Iu}, θ 5 În onseinţă dispersia de determinare a dispersiei zgomotului satisfae inegalitatea { } Disp CRLB N Vom disuta aum un exemplu puţin diferit. Modelul de semnal este el de omponentă ontinuă neunosută,, dar are este o mărime aleatoare, în sensul ă se poate modifia de la experiment la experiment. Se presupune ă are media nulă și se aută să se estimeze dispersia omponentei ontinue. Zgomotul e afetează aditiv este onsiderat a fi alb, gaussian, și statisti independent de variabila aleatoare [ ] + [ ];,,..., ; [ ] N (, ) xn wn n N wn (, ) N θ După um se poate vedea media datelor este nulă { [ ]} { + [ ]} { } + { [ ]} E x n E w n E E w n 6 3

Elementele matriei de ovarianţă a datelor se determină prin alul diret C { xi x j } E{ ( + wi [ ] )( + w[ j ])} E + E w i + E w j + E w i w j ( ) E [ ] [ ] ij, { } [ ] { } { [ ] } { [ ] [ ] } tragem atenţia ă indiii elementelor din matrie se numerotează u,,... N în timp e indiii din semnal se numerotează u,,... N- fapt e expliă formula de alul de mai sus Deoaree şi w[n] sunt statisti independente avem E w i { [ ]} E{ } E{ w[ i ]} Daă ţinem seama şi de autoorelaţia zgomotului alb, gaussian, i j E{ w[ i ] w[ j ] } δi, j δij,, i j ( ) obţinem C + δ ij, ij, δi,j fiind simbolul lui Kroneker 7 Forma expliită a matriei de ovarianţă a datelor, dependentă de parametrul neunosut este dei C + + + + + 8

Definim vetorul oloană a fiind [ ] Se verifiă, prin alul diret, relaţia: [ ] Matriea de ovarianţă a datelor se poate pune sub forma ( ) + u C I 9 În literatura de speialitate se găseşte aşa numita identitate a lui Woodbury pentru inversarea unei forme matrieale vv ( + vv ) + v v în are este o matrie iar n este un vetor n n v Faem notaţiile I v u şi apliăm identitatea lui Woodbury. vem, suesiv ( ) u + C I Iu I I u + Iu I u + u 3 5

Efetuăm produsul [ ] N şi obţinem pentru inversa matriei de ovarianţă forma ( ) u + N C I Derivatele impliate în formula de alul a informaţiei Fisher sunt ( ) μ ( ) { u} C + I 3 Determinarea informaţiei Fisher impliă alulul expresiei ( ) u N C C ( ) I + + N N N + N + N 3 6

Pătratul produsului se determină uşor ( ) C C ( ) + N ( N ) N ( + N ) Urma matriei este N aşa ă, în final obţinem I ( ) N ( + N ) 33 Dispersia estimatorului dispersiei omponentei ontinue satisfae inegalitatea ^ CRLB Disp + > N Comportarea asimptotiă a limitei Cramer-Rao este uşor de stabilit N, CRLB Marginea inferioară Cramer-Rao asimptotiă Notăm u f frevenţa digitală f Ω, π măsurată în ili/eşantion. Funţia de orelaţie este perehe Fourier u densitatea spetrală de putere xx [ ] r k F P f xx 3 7

Se arată, în literatura de speialitate, ă, asimptoti, putem determina elementele matriei de informaţie Fisher u relaţia / N ln Pxx ( f; θ) ln Pxx ( f; θ) I ( θ) df ; N i, j xx / i Vom exemplifia apliarea formulei de mai sus pentru problema estimării frevenţei purtătoare a unui semnal modulat, atuni ând se unoaşte densitatea spetrală de putere a semnalului util în banda de bază, Q(f). Semnalul modulat este afetat de un zgomot alb, gaussian. Densitatea spetrală de putere a datelor este ( ; ) ( ; ) + + ss + P f f Q f f Q f f P f f j 35 Daă analizăm figura vedem ă e neeră satisfaerea a două onstrângeri f f f + f,5 Parametrul neunosut este frevenţa purtătoare θ f (, / ) Daă apliăm relaţia asimptotiă dată, obţinem pentru informaţia Fisher expresia / N ln Pxx f; f I ( f ) df / f ln P f; f xx f Efetuăm alulul derivatei ln Q( f f) + Q( f f) + f Q f f Q f f + f f Q f f + Q f f + 36 8

Se poate verifia uşor egalitatea ln Pxx f; f ln Pxx f; f f f Informaţia Fisher se pune sub forma / ln Pxx f; f I ( f ) N df f Cu shimbarea de variabilă de integrare f f f ' Q( f ') ' Q( f ') Q f f f f f f f avem df ' ' df ' 37 Integrala e dă informaţia Fisher devine / f ( ') Q f I( f ) N df ' f f ' Q( f ') + Din ondiţia f + f rezultă ă f f iar din ondiţia f f rezultă ă f Deoaree f Q( f ') are suportul f ' f, f extinderea limitelor integralei la -.5 și la.5 nu shimbă valoarea aesteia 38 9

/ / In final rezultă Q f I( f ) N df / f Q( f ) + N ln Q( f ) + df; N / f Pentru exemplifiare onsiderăm o densitate spetrală de putere gaussiană Q f f f ; f e Q f f pentru are f f f e f 39 Punem expresiile anterioare în formula asimptotiă pentru determinarea informației Fisher și obținem / f / f f e / f f / f I f N df; N e + Daă raportul semnal/zgomot este sufiient de mare, expresia se poate înă simplifia / f N I( f ) N df ; N / f f Putem onluziona ă, pentru N sufiient de mare, dispersia estimatorului pentru frevența (digitală) purtătoare satisfae inegalitatea f Disp{ fˆ } CRLB; N N