William A Gardner

William A Gardner
Född	Allen William McLean ( 1942-11-04 ) 4 november 1942 Palo Alto, Kalifornien
Känd för	Upphovsman och banbrytande utvecklare av den statistiska teorin om cyklostationaritet med viktiga bidrag till tidsserieanalys, signalbehandlingsmetodik, och särskilt begränsning av RF-kommunikationsstörningar
Akademisk bakgrund
Utbildning	MS och Ph.D. i elektroteknik
Alma mater	Stanford University och University of Massachusetts, Amherst
Akademiskt arbete
institutioner	University of California, Davis
Doktorander	Earl McCune
Anmärkningsvärda verk	Statistical Spectral Analysis: A Non-Probabilistic Theory (1987); Introduktion till slumpmässiga processer (1985, 1990)

William A Gardner (född Allen William Mclean, 4 november 1942) är en teoretiskt benägen elektroingenjör som specialiserat sig på att utveckla teorin om statistisk tidsserieanalys med tonvikt på design av signalbehandlingsalgoritmer och prestandaanalys. Han är också entreprenör, professor emeritus vid University of California, Davis , grundare av FoU-företaget Statistical Signal Processing, Inc. (SSPI), och tidigare president, VD och chefsforskare för detta företag i 25 år (1986 till 2011) innan försäljningen av sin IP till Lockheed Martin .

Gardner har skrivit fyra tekniska böcker på avancerad nivå om statistisk signalbehandlingsteori, inklusive Statistical Spectral Analysis: A Nonprobabilistic Theory, 1987, som har citerats över 1000 gånger i peer-reviewed tidskriftsartiklar. Gardners tillvägagångssätt i den här boken anses vara i linje med Norbert Wieners arbete i hans klassiska avhandling Generalized Harmonic Analysis som först publicerades 1930.

I litteraturen hänvisas Gardner till som en inflytelserik pionjär inom cyklostationaritetsteori och metodologi, på grundval av att han har bidragit till framsteg. Gardner har skrivit mer än 100 referentgranskade originalforskningsartiklar. Hans forskningsartiklar och böcker har citerats i över tiotusen refereegranskade tidskriftsartiklar.

Biografi

Gardner gifte sig med Nancy Susan Lenhart i juni 1966 och avslutade året därpå sin MS i elektroteknik från Stanford University , gick på Massachusetts Institute of Technology medan han var anställd som teknisk personal vid Bell Telephone Laboratories från 1967 till 1969, och avslutade sin Ph.D. . i elektroteknik från University of Massachusetts under ledning av Lewis E. Franks 1972, då han började på University of California, Davis som biträdande professor.

Gardner forskade och undervisade där i nästan 30 år och blev professor emeritus 2001. 1982, medan han var vid University of California, grundade Gardner FoU-företaget Statistical Signal Processing, Inc. (SSPI), ett företag inom teknisk forskning som främst arbetar med nationella säkerhetssektorn men också den cellulära RF-kommunikationsindustrin. Han var VD, VD och chefsforskare för SSPI i 25 år. Han grundade också flera entreprenörsföretag under de senare 15 åren av den perioden, inklusive Gardner Technologies 2001, för vilken han tjänstgjorde som IP-uppfinnare och teknisk chef i fem år.

Arbete

Efter att ha avslutat sin Ph.D. avhandling med titeln "Representation and Estimation of Cyclostationary Processes," 1972 började Gardner arbeta med att utveckla en ny teori för klassen av cyklostationära och polycyklostationära slumpmässiga processer.

1985 skrev han sin första bok, Introduction to Random Processes with Applications to Signals and Systems, som fokuserade på dualiteten mellan den stokastiska teorin baserad på matematiska förväntningar och den icke-stokastiska teorin baserad på tidsgenomsnitt, vilken teori han utvecklade. Amir Atiya skrev "Boken är en utmärkt introduktion till teorin om slumpmässiga processer... Jag rekommenderar alla som arbetar inom områdena signalbehandling och kommunikation att äga en kopia." Lawrence Marple skrev "Täckningens djup och den lätta läsbarheten kan jämföras med klassiska texter som [A Papoulis bok som betonar teori och J Bendat & A Piersols bok som betonar skattning i praktiken]. De två kapitlen om stokastisk kalkyl och teorin om dualitet och ergodicitet är två av de mest tillgängliga och lättförståeliga presentationerna av dessa ämnen i en lärobok... Boken täcker alla nyckelaspekter av andra ordningens statistik över slumpmässiga processer med hjälp av många exempel och utan de teoretiska dragen av andra inledande texter på det här ämnet."

Gardner avslutade grunderna i sin icke-stokastiska teori för stationära processer 1984 och omformulerade sedan alla sina forskningsframsteg hittills om cyklostationära stokastiska processer inom ett icke-stokastiskt ramverk: han utvecklade den nya teorin om Fraction-of-Time (FOT) Probability for Poly-Cyclostationary tidsseriedata.

Gardners bok Statistical Spectral Analysis: A Non-probabilistic Theory från 1987 presenterade sin FOT-teori om både stationära och polycyklostationära processer och/eller tidsserier i del I respektive del II.

granskade boken Statistical Spectral Analysis och skrev "I detta arbete har professor Gardner gjort ett betydande bidrag till statistisk spektralanalys, en som skulle glädja de tidiga pionjärerna inom spektralteorin och särskilt Norbert Wiener." James Massey skrev "Jag beundrar den här bokens stipendium och dess radikala avvikelse från de senaste 40 årens stokastiska procesståg." Akiva Yaglom skrev "Det är viktigt ... att fram till Gardners ... bok publicerades fanns det inget försök att presentera den moderna spektrala analysen av slumpmässiga processer konsekvent i ett språk som endast använder tidsgenomsnitt snarare än medelvärde över den statistiska ensemblen av realiseringar [av en stokastisk process] ... Professor Gardners bok är ett värdefullt tillägg till litteraturen".

Gardners bidrag genom litteraturen under de senaste 50 åren identifieras av Antonio Napolitano i Cyclostationary Processes and Time Series . I boken har Gardners arbete citerats över 500 tijmes. Gardner gav den ursprungliga definitionen och matematiska karakteriseringen av nästan cyklostationära (ACS) stokastiska processer, inklusive poly-CS stokastiska processer. Han gav vidare den ursprungliga definitionen och den matematiska karakteriseringen av icke-stokastisk fraktion av tid (FOT) probabilistiska modeller av CS, ACS och poly-CS tidsserier. Han skapade också förlängningarna och generaliseringarna av kärnsatserna och relationerna som omfattar andra ordningens och högre ordningens teorier om stationära stokastiska processer och stationära icke-stokastiska tidsserier till CS, poly-CS och ACS processer och tidsserier.

1987 blev Gardner inbjuden av redaktören för IEEE Signal Processing Magazine att skriva en introduktion, för signalbehandlingsgemenskapen, till Albert Einsteins nyligen upptäckta bidrag från 1914 till tidsserieanalys. Denna introduktion avslöjar den centrala roll som professor Gardners nyss publicerade teori om tidsgenomsnitt spelar för att förstå sambandet mellan Einsteins och Norbert Wieners (1930) bidrag till statistisk spektralanalys.

Gardner vann den internationella utmärkelsen IEEE Stephen O. Rice Prize Paper i kommunikationsteori 1988 och International EURASIP Best Paper of the Year Award 1987; båda tidningarna behandlade hans teori om cyklostationaritet. Gardner och hans elever fortsatte med att ytterligare bevisa användningen av hans teori om cyklostationaritet i tillämpningar inom kommunikation och signalintelligens. Tillsammans med sin doktorand Chi Kang Chen skrev han boken om matematisk problemlösning, The Random Processes Tutor: A Comprehensive Solutions Manual for Independent Study 1989.

Gardner, med hjälp av sin doktorand Chad Spooner, generaliserade också sin teori från andra ordningens till högre ordningens cyklostationaritet i början av 1990-talet, och gav insikt i den statistiska kvantitet som kallas kumulanten. Senare arbetade han med cyklostationaritetsutnyttjande inom områdena förbättrad radiomottagning för trådlös kommunikation och, mer omfattande, avancerad RF-signalintelligens. Han var redaktör och bidragande författare till boken 1994, Cyclostationarity in Communications and Signal Processing. Douglas Cochran skrev "denna bok är ett lägligt bidrag som borde vara en värdefull referens för akademiska och industriella FoU-ingenjörer inom signalbehandling och kommunikationssystem." Den här boken var ett resultat av den första internationella workshopen om cyklostationära signaler 1992, som finansierades gemensamt av National Science Foundation och Offices of Research of the US Army, Navy och Air Force. Gardner tjänstgjorde, på inbjudan av NSF, som organisatör och ordförande. Hans granskningsuppsats från 2006, "Cyclostationarity: Half a Century of Research" fick Elsevier Most Cited Paper Award under flera år.

Tillämpningar av Gardners teori inkluderar hans upptäckt och utveckling av de grundläggande operativa principerna för cyklostationaritet - okänslighet för brus och störningar och selektivitet/separerbarhet av spektrala korrelationsmätningar och själva signalerna - samt demonstration av tillämpbarhet för design och analys av signalbehandlingsmetoder och algoritmer för kommunikations-, telemetri- och radarsystem. Detta arbete har visat att avsevärda förbättringar av systemprestanda kan erhållas i olika signalbehandlingstillämpningar, såsom detektering, uppskattning och klassificering av signaler, genom att utnyttja cyklostationaritet - det vill säga genom att känna igen och modellera egenskaperna CS och ACS istället för med de stationära processmodellerna som var standarden före Gardner. Viktiga tillämpningar inkluderar mobiltelefon, spektrumavkänning – för kognitiv radio – och signalintelligens för nationell säkerhet. Kapitel 9 och 10 i boken kartlägger tillämpningsområden för cyklostationaritetsparadigmet och identifierar i storleksordningen 100 distinkta tillämpningsområden och citerar cirka 500 publicerade artiklar som behandlar dessa tillämpningar. Gardner utvecklade 2016 ad hoc-konceptet med tidsavveckling till den grundläggande teorin om att konvertera oregelbunden cyklostationaritet till vanlig cyklostationaritet som ett sätt att göra de omfattande och kraftfulla verktygen för cyklostationär signalbehandlingsteknologi tillämpbara på naturliga data som uppvisar oregelbunden cyklicitet, vilket genomsyrar i huvudsak alla vetenskapsområden såväl som teknik.

Annat arbete

Gardner grundade Gardner Technologies, Inc. och fungerade som VD och teknisk chef fram till 2006. Genom Gardner Technologies vågade han sig på mer funktionella vinförpackningar med patenterade vinflasköppnare och förslutningar. Efter att ha avslutat sin korta satsning på mobiltelefonteknik med partner Stephen Schell, PureWave Technologies 2001, sålde han IP:n till Apple.

Pris och ära

• 1986 - International Best-Paper-of-the-year-priset från European Association for Signal Processing [
• 1987 - Distinguished Engineering Alumnus Award från University of Massachusetts [
• 1988 - International Stephen O. Rice Prize Paper Award inom området kommunikationsteori från IEEE Communications Society.
• 1991 - Life Fellow, Institute of Electrical and Electronics Engineers
• 2005 - International DuPont Award for Innovation in Food Packaging Technology
• 2005 - National Frost & Sullivan 2005 årliga utmärkelse för Consumer-Product-Design Excellence-in-Technology.
• 2008 – International Most Cited Paper Award för perioden 2005 – 2007 från Elsevier [

Böcker

• Introduktion till slumpmässiga processer med tillämpningar på signaler och system ( 1985); 2:a uppl. (1990)
• Statistical Spectral Analysis: A Non-Probabilistic Theory (1987)
• The Random Process Tutor: A Comprehensive Solutions Manual for Independent Study (1990) återutgivning med errata, (2014)
• Cyklostationaritet inom kommunikation och signalbehandling (redaktör och bidragsgivare) (1994)

externa länkar

• Cyklostationaritet