自然界出现的许多现象都可以在统计平均意义上很好的表现出来。例如，气象学中的气温与气压的变动等，均可以以统计的方式表示为随机过程。在电阻器和电子设备中生成的热噪音电压，也是被抽象为随机过程模型的物理讯号的例子。由于这些讯号为随机讯号，我们必须採用一种统计观点来处理随机讯号的平均特征。特别的是随机讯号的自相关函数很适合用于代表时域中的随机讯号，并且自相关函数的傅立叶转换可生成功率谱密度，也可提供时域到频域的转换。
基于有限长讯号观察的功率谱估计.对于有限时间长度的讯号，数据序列的有限记