当前位置: 首页 > news >正文

旅游网站建设课程设计小程序推广引流

旅游网站建设课程设计,小程序推广引流,com后缀的网站,建筑工程网络计划方法文章目录AWGN信道向量模型后验均值与协方差的关系从实数域拓展到复数域小结AWGN信道向量模型 考虑一个随机向量x∼pX(x)\boldsymbol x \sim p_{\boldsymbol X}(\boldsymbol x)x∼pX​(x),信道模型为 qxv,v∼N(0,Σ)\boldsymbol q \boldsymbol x \boldsymbol v, \…

文章目录

  • AWGN信道向量模型
  • 后验均值与协方差的关系
  • 从实数域拓展到复数域
  • 小结

AWGN信道向量模型

考虑一个随机向量x∼pX(x)\boldsymbol x \sim p_{\boldsymbol X}(\boldsymbol x)xpX(x),信道模型为

q=x+v,v∼N(0,Σ)\boldsymbol q = \boldsymbol x + \boldsymbol v, \ \ \ \boldsymbol v \sim \mathcal N(\boldsymbol 0, \boldsymbol \Sigma)q=x+v,   vN(0,Σ)

已知观测值q\boldsymbol qq,将后验估计的均值表示为Fin(q,Σ)=E[x∣q]F_{in}(\boldsymbol q,\boldsymbol \Sigma)=\mathbb E[\boldsymbol x| \boldsymbol q]Fin(q,Σ)=E[xq],协方差表示为Ein(q,Σ)=Cov[x∣q]\mathcal E_{in}(\boldsymbol q, \boldsymbol \Sigma)=\text{Cov}[\boldsymbol x| \boldsymbol q]Ein(q,Σ)=Cov[xq]

后验均值与协方差的关系

后验均值Fin(q,Σ)F_{in}(\boldsymbol q,\boldsymbol \Sigma)Fin(q,Σ)与协方差Ein(q,Σ)\mathcal E_{in}(\boldsymbol q, \boldsymbol \Sigma)Ein(q,Σ)满足如下关系式

∂∂qFin(q,Σ)=Ein(q,Σ)Σ−1\frac{\partial}{\partial \boldsymbol q} F_{in}(\boldsymbol q, \boldsymbol \Sigma)= \mathcal E_{in}(\boldsymbol q,\boldsymbol \Sigma) \boldsymbol \Sigma^{-1}qFin(q,Σ)=Ein(q,Σ)Σ1

证明:对Σ>0\boldsymbol \Sigma > \boldsymbol 0Σ>0(正定),定义函数

A0(q)=∫pX(x)ϕ(q−x;Σ)dxA1(q)=∫xpX(x)ϕ(q−x;Σ)dxA2(q)=∫xxTpX(x)ϕ(q−x;Σ)dx\begin{aligned} A_0(\boldsymbol q) &= \int p_{\boldsymbol X}(\boldsymbol x) \phi(\boldsymbol q-\boldsymbol x; \boldsymbol \Sigma) \mathrm{d} \boldsymbol x \\ A_1(\boldsymbol q) &= \int \boldsymbol x p_{\boldsymbol X}(\boldsymbol x) \phi(\boldsymbol q-\boldsymbol x; \boldsymbol \Sigma) \mathrm{d} \boldsymbol x \\ A_2(\boldsymbol q) &= \int \boldsymbol {xx}^T p_{\boldsymbol X}(\boldsymbol x) \phi(\boldsymbol q-\boldsymbol x; \boldsymbol \Sigma) \mathrm{d} \boldsymbol x \\ \end{aligned} A0(q)A1(q)A2(q)=pX(x)ϕ(qx;Σ)dx=xpX(x)ϕ(qx;Σ)dx=xxTpX(x)ϕ(qx;Σ)dx

其中ϕ(q−x;Σ)\phi(\boldsymbol q-\boldsymbol x; \boldsymbol \Sigma)ϕ(qx;Σ)表示似然分布pQ∣Xp_{\boldsymbol Q|\boldsymbol X}pQX,均值为x\boldsymbol xx协方差为Σ\boldsymbol \SigmaΣ的高斯分布,即

ϕ(q−x;Σ)≡N(x,Σ)\phi(\boldsymbol q-\boldsymbol x; \boldsymbol \Sigma) \equiv \mathcal {N}(\boldsymbol x, \boldsymbol \Sigma)ϕ(qx;Σ)N(x,Σ)

特殊地,先考虑A0(q)A_0(\boldsymbol q)A0(q)

A0(q)=∫pX(x)ϕ(q−x;Σ)dx=∫pX(x)pQ∣X(q∣x)dx=pQ(q)\begin{aligned} A_0(\boldsymbol q) &= \int p_{\boldsymbol X}(\boldsymbol x) \phi(\boldsymbol q-\boldsymbol x;\boldsymbol \Sigma) \mathrm{d} \boldsymbol x \\ &= \int p_{\boldsymbol X}(\boldsymbol x) p_{\boldsymbol Q|\boldsymbol X}(\boldsymbol q| \boldsymbol x) \mathrm{d} \boldsymbol x \\ &= p_{\boldsymbol Q}(\boldsymbol q) \end{aligned} A0(q)=pX(x)ϕ(qx;Σ)dx=pX(x)pQX(qx)dx=pQ(q)

根据期望的定义,可以写出

Fin(q,Σ)=A1(q)A0(q)F_{in}(\boldsymbol q,\boldsymbol \Sigma) = \frac{A_1(\boldsymbol q)}{A_0(\boldsymbol q)}Fin(q,Σ)=A0(q)A1(q)

根据Cov[w]=E[wwT]−E[w]E[wT]\text{Cov}[\boldsymbol w] =\mathbb E[\boldsymbol w \boldsymbol w^T] - \mathbb E[\boldsymbol w] \mathbb E[\boldsymbol w^T]Cov[w]=E[wwT]E[w]E[wT],可以写出

Ein(q,Σ)=A2(q)A0(q)−A12(q)A02(q)\mathcal E_{in}(\boldsymbol q,\boldsymbol \Sigma) = \frac{A_2(\boldsymbol q)}{A_0(\boldsymbol q)} - \frac{A^2_1(\boldsymbol q)}{A^2_0(\boldsymbol q)}Ein(q,Σ)=A0(q)A2(q)A02(q)A12(q)

对高斯分布求导可得

∂∂qϕ(q−x;Σ)=ϕ(q−x;Σ)⋅(x−q)TΣ−1\frac{\partial}{\partial \boldsymbol q} \phi(\boldsymbol q- \boldsymbol x; \boldsymbol \Sigma) = \phi(\boldsymbol q- \boldsymbol x; \boldsymbol \Sigma) \cdot {(\boldsymbol x- \boldsymbol q)}^T \boldsymbol \Sigma^{-1}qϕ(qx;Σ)=ϕ(qx;Σ)(xq)TΣ1

基于此,我们可以得到
∂∂qFin(q,Σ)=∂∂qA1(q)A0(q)=∂A1(q)∂qA0(q)−A1(q)∂A0(q)∂qA02(q)=A2(q)Σ−1A0(q)−A1(q)A1T(q)Σ−1A02(q)=Ein(q,Σ)Σ−1\begin{aligned} \frac{\partial}{\partial \boldsymbol q} F_{in}(\boldsymbol q, \boldsymbol \Sigma) &=\frac{\partial}{\partial \boldsymbol q} \frac{A_1(\boldsymbol q)}{A_0(\boldsymbol q)} \\ &= \frac{ \frac{\partial A_1(\boldsymbol q)}{\partial \boldsymbol q} A_0(\boldsymbol q) - A_1(\boldsymbol q) \frac{\partial A_0 (\boldsymbol q)}{\partial \boldsymbol q} } { A^2_0(\boldsymbol q)} \\ &= \frac{A_2(\boldsymbol q) \boldsymbol \Sigma^{-1}}{A_0(\boldsymbol q)} - \frac{A_1(\boldsymbol q) A^T_1(\boldsymbol q) \boldsymbol \Sigma^{-1}}{A^2_0(\boldsymbol q)} \\ &= \mathcal E_{in}(\boldsymbol q, \boldsymbol \Sigma) \boldsymbol \Sigma^{-1} \end{aligned} qFin(q,Σ)=qA0(q)A1(q)=A02(q)qA1(q)A0(q)A1(q)qA0(q)=A0(q)A2(q)Σ1A02(q)A1(q)A1T(q)Σ1=Ein(q,Σ)Σ1

证毕。

从实数域拓展到复数域

考虑一个复随机向量x∼pX(x)\boldsymbol x \sim p_{\boldsymbol X}(\boldsymbol x)xpX(x),信道模型为

q=x+v,v∼CN(0,Σ)\boldsymbol q = \boldsymbol x + \boldsymbol v, \ \ \ \boldsymbol v \sim \mathcal {CN}(\boldsymbol 0, \boldsymbol \Sigma)q=x+v,   vCN(0,Σ)

对于上述推导过程,实数域和复数域的差别于一下两个方面:

  • 转置->共轭转置(只是notation的转换)
  • 实高斯分布->复高斯分布(主要关注求导

求导主要体现在
∂∂q∗ϕ(q−x;Σ)=ϕ(q−x;Σ)⋅(x−q)HΣ−1\frac{\partial}{\partial \boldsymbol q^{*}} \phi(\boldsymbol q- \boldsymbol x; \boldsymbol \Sigma) = \phi(\boldsymbol q- \boldsymbol x; \boldsymbol \Sigma) \cdot {(\boldsymbol x- \boldsymbol q)}^H \boldsymbol \Sigma^{-1}qϕ(qx;Σ)=ϕ(qx;Σ)(xq)HΣ1

类似地,可以得到复数域的关系表达式为:
∂∂q∗Fin(q,Σ)=Ein(q,Σ)Σ−1\frac{\partial}{\partial \boldsymbol q^{*}} F_{in}(\boldsymbol q, \boldsymbol \Sigma)= \mathcal E_{in}(\boldsymbol q,\boldsymbol \Sigma) \boldsymbol \Sigma^{-1}qFin(q,Σ)=Ein(q,Σ)Σ1

小结

AWGN信道向量模型为
q=x+v,x∼pX(x),v∼N(0,Σ)\boldsymbol q = \boldsymbol x + \boldsymbol v, \ \ \ \boldsymbol x \sim p_{\boldsymbol X}(\boldsymbol x), \boldsymbol v \sim \mathcal {N}(\boldsymbol 0, \boldsymbol \Sigma)q=x+v,   xpX(x)vN(0,Σ)

MMSE估计均值与协方差的关系

  • 实数域
    ∂∂qE[x∣q]=Cov[x∣q]Σ−1\frac{\partial}{\partial \boldsymbol q} \mathbb E[\boldsymbol x| \boldsymbol q] = \text{Cov}[\boldsymbol x| \boldsymbol q] \boldsymbol \Sigma^{-1}qE[xq]=Cov[xq]Σ1

  • 复数域(v∼CN(0,Σ)v \sim \mathcal {CN}(\boldsymbol 0, \boldsymbol \Sigma)vCN(0,Σ)
    ∂∂q∗E[x∣q]=Cov[x∣q]Σ−1\frac{\partial}{\partial \boldsymbol q^{*}} \mathbb E[\boldsymbol x| \boldsymbol q] = \text{Cov}[\boldsymbol x| \boldsymbol q] \boldsymbol \Sigma^{-1}qE[xq]=Cov[xq]Σ1

退化到标量时,令ν∼N(0,σ2)\nu \sim \mathcal{N}(0, \sigma^2)νN(0,σ2),则

  • 实数域
    ∂∂qE[x∣q]=1σ2var[x∣q]\frac{\partial}{\partial q} \mathbb E[ x| q] = \frac{1}{\sigma^2} \text{var}[ x| q] qE[xq]=σ21var[xq]

  • 复数域(v∼CN(0,σ2)v \sim \mathcal {CN}(0, \sigma^2)vCN(0,σ2)
    ∂∂q∗E[x∣q]=1σ2var[x∣q]\frac{\partial}{\partial q^{*}} \mathbb E[ x| q] = \frac{1}{\sigma^2} \text{var}[ x| q]qE[xq]=σ21var[xq]

注意:上述结论不对x\boldsymbol xx的先验分布pX(x)p_{\boldsymbol X}(\boldsymbol x)pX(x)做任何要求。

http://www.qdjiajiao.com/news/12926.html

相关文章:

  • 策划公司主要做什么seo百度排名优化
  • 苏小小移动网站搜索引擎优化网站排名
  • 做彩票网站是违法的吗培训机构网站
  • 有域名有服务器怎么建站seo营销培训咨询
  • 公司网站外包建设没有源代码百度seo指数查询
  • 佛山专业网站开发公司seo优化方案策划书
  • 做网站能赚多少钱公司员工培训方案
  • 深圳网站外包提高工作效率的重要性
  • 做详情页网站最近发生的热点新闻事件
  • 电器工程东莞网站建设淘宝直通车推广怎么收费
  • 影视网站建设要多少钱搜索引擎优化技术有哪些
  • 做竞价要会做网站吗十大it教育培训机构排名
  • 别人能打开的网站我打不开制作自己的网站
  • 网站开发论文中的开发环境网站模板大全
  • 最近的上海爆发病毒重庆seo报价
  • 网站制作模板北京枫树seo
  • 大连网站开发工资网络推广公司服务内容
  • bootstrap 网站登录模板百度站长链接提交
  • 外贸网站建设推广公司价格百度关键词推广一年多少钱
  • 做创新方法工作网站长沙seo网络优化
  • 网站分哪些种类吉林seo推广
  • 北京网站建设及推广招聘济南seo优化外包服务
  • 做logo的著名网站网址大全导航
  • 做网站建设的前景网站推广优化技巧
  • 网站前台的实现北京网络营销推广外包
  • 做推广的网站名称推广方案的内容有哪些
  • 做网站不给源代码怎么做线上推广
  • 微信里的小程序怎么制作方法详细描述如何进行搜索引擎的优化
  • 阿里云Windows网站建设网络运营主要做什么工作
  • 中国矿井建设相关媒体网站电商网站建设方案