信号检测与估计 基本概念 及 知识点 教案.doc

信号检测与估计 基本概念及知识点 PAGE 10 PAGE I 前　言 信号检测与估计是研究从噪声环境中检测出信号，并估计信号参量或信号波形的理论，是现代信息理论的一个重要分支，广泛应用于电子信息系统、自动控制、模式识别、射电天文学、气象学、地震学、生物医学工程及航空航天系统工程等领域。 信号检测与估计以信息传输系统为研究对象，主要研究随机信号统计处理的理论和方法，包括匹配滤波、信号检测及信号估计三个方面的内容。它是“信息与通信工程”学科硕士研究生的重要基础课，是电子信息工程、通信工程、电子信息科学与技术等专业本科生的专业基础选修课。 信号检测与估计作为随机信号统计处理的理论和方法，内容多，头绪多，分类多，数学符号多，数学表示式多，数学分析多，往往让学习者感到内容繁杂，内容抽象，概念难理解，公式难记忆，无所适从，对用统计观念和方法思考问题和处理问题的方式不适应，把握不住所学内容的重要概念和逻辑条理。为了帮助读者更好地理解信号检测与估计的基本概念，掌握信号检测与估计分析方法的思路。特将信号检测与估计的基本概念和分析方法的思路汇集成册，以方便读者。 目 录 TOC \o 1-3 \h \z TOC \o 1-3 \h \z TOC \o 1-3 \h \z \u 第1章 绪论 1 第2章 匹配滤波器 4 第3章 信号检测的基本理论 6 TOC \o 1-3 \h \z \u TOC \o 1-3 \h \z \u 第4章 高斯白噪声中信号的检测 12 TOC \o 1-3 \h \z \u TOC \o 1-3 \h \z \u 第5章 高斯色噪声中信号的检测 17 TOC \o 1-3 \h \z \u TOC \o 1-3 \h \z \u 第6章 序列检测 21 第7章 非参量检测 22 TOC \o 1-3 \h \z \u TOC \o 1-3 \h \z \u 第8章 信号参量估计的基本理论 23 第9章 高斯噪声中信号参量估计 32 TOC \o 1-3 \h \z \u TOC \o 1-3 \h \z \u 第10章 信号波形估计 36 TOC \o 1-3 \h \z \u TOC \o 1-3 \h \z \u TOC \o 1-3 \h \z \u PAGE 9 第1章　绪　论 1. 信号检测与估计的相关概念 （1）信息是客观事物状态的反映，是意义和符号的统一体，以语言、文字或图象的形式表现出来。 （2）信号是携带或表现信息的物理量，是信息的载体。 （3）信息传输系统是传输信息的全部设备和传输媒介所构成的总体。 （4）信息传输是由信息传输系统通过传输载有信息的信号的过程。 （5）信号检测与估计是研究从噪声环境中检测出信号，并估计信号参量或信号波形的理论，是现代信息理论的一个重要分支，广泛应用于电子信息系统、自动控制、模式识别、射电天文学、气象学、地震学、生物医学工程及航空航天系统工程等领域。 2. 信息传输系统模型 （1）信息传输系统组成：由信息源、发送设备、信道、接收设备、终端设备以及噪声源组成，如图1.1所示。 图 图1.1 信息传输系统 信息源 发送设备 信道 接收设备 噪声源 发送端 接收端 终端设备 （2）信息源，简称信源：是指向信息传输系统提供信息的人或设备，简单地说就是信息的发出者。 （3）发送设备：将信源产生的信息变换为适合于信道传输（频段、带宽、功率）的信号，送往信道。 （4）信道，又称为传输媒介（质）：将来自发送设备的信号传送到接收设备的物理媒介（质），是介于发送设备和接收设备之间的信号传输通道。 （5）噪声：指信息传输中不需要的电信号的统称，包括信道的噪声以及分散在信息传输系统中各种设备的噪声。 （6）接收设备：从受到减损的接收信号中正确恢复出原始电信号的系统。信号检测与估计是接收设备的基本任务之一。 （7）终端设备，也称为受信者或信宿：将接收设备复原的原始电信号转换成相应信息的装置。 （8）噪声与信号混杂在一起的类型有3种：噪声与信号相加，噪声与信号相乘（衰落效应），噪声与信号卷积（多径效应）。与信号相加的噪声称为加性噪声，与信号相乘的噪声称为乘性噪声，与信号卷积的噪声称为卷积噪声。 （9）接收设备的基本组成：一般由匹配滤波器、信号检测系统及信号估计系统组成，如图1.2所示。 图 图1.2 接收设备的组成框图 匹配滤波器 信号检测系统 信号估计系统 3. 信号检测与估计的研究对象 （1）从系统的角度看，信号检测与估计的研究对象是加性噪声情况信息传输系统中的接收设备。 （2）从信号的角度看，信号检测与估计的研究对象是随机信号或随机过程。 4. 信号检测与估计的任务及内容 （1）信号检测与