信号检测与估计完整版课件全套电子教案.pptx

780页完整版课件 正版可修改ppt 信号检测与估计 2022 2022 第1章 绪　论 信号检测与估计 2022 2022 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。 信息已经成为人类社会赖以生存和发展的重要资源，信息传输已经成为人类社会对信息资源开发和利用的手段。信息传输是由信息传输系统通过传输载有信息的信号来完成的。信号作为信息的载体，在产生和传输过程中，受到各种噪声的影响而产生畸变，信息接收者无法直接使用，需要接收设备对所接收的信号加以处理，才能提供给信息接收者使用。接收设备对所接收的信号进行处理的基本任务是检测信号（即判定某种信号是否存在）、估计携带信息的信号参量和信号波形，由此导致信号检测与估计研究领域的产生。 1.1 信号检测与估计的研究对象及应用 1.1 信号检测与估计的研究对象及应用 由于被传输的信号本身和各种噪声往往具有随机性，接收设备必须对信号进行统计处理。因此，信号检测与估计就是随机信号的统计处理理论，所要解决的问题是信息传输系统的基本问题。 1.1 信号检测与估计的研究对象及应用 1.信号检测与估计的研究对象 从古到今，人类的社会活动总离不开信息的传递和交换，古代的消息树、烽火台和驿马传令，以及现代社会的文字、书信、电报、电话、广播、电视、遥控、遥测等，这些都是信息传递的方式或信息交流的手段。信息已经成为人类社会赖以生存和发展的重要资源，信息传输已经成 为人类社会对信息资源开发和利用的手段。 实现信息传输的方式和手段很多，主要有：电的和非电的信息传输。电的信息传输是指利用电信号运载信息的传输方式，如电报、电话、广播、电视、遥控、遥测、因特网和计算机通信等。非电的信息传输是指利用人力或机械的方式传递信息，如旌旗、消息树、烽火台及信号灯等。随着社会的需求、生产力的发展和科学技术的进步，目前的信息传输越来越依赖利用电的信息传输方式来传递信息。因为电的信息传输方式迅速、准确、可靠且不受时间、地点、距离的限制，因而近百年来 得到了迅速的发展和广泛的应用。 1.1 信号检测与估计的研究对象及应用 为了利用电的信息传输方式获取并利用信息，人们常需要将信息调制到信号中（也就是通过调制的方式，将信息附加到信号中），并将载有信息的信号传输给信息的需要者。信息传输就是指从一个地方向另一个地方进行信息的有效传输与交换。为了完成这一任务，需要信号发射（送）系统和信号接收系统。信号发射系统产生信号，并将信息调制到信号中，然后将信号发送出去；信号经过信道的传输到达信号接收系统。信号接收系统接收载有信息的信号，并将信息从信号中提取出来， 然后将信息提供给信息需要者。 1.1 信号检测与估计的研究对象及应用 信息传输离不开信息传输系统。传输信息的全部设备和传输媒介所构成的总体称为信息传输系统。信息传输系统的任务是尽可能好地将信息调制到信号中，有效发送信号，从接收信号中恢复被传送的信号，将信息从信号中解调出来，达到有效、可靠传输信息目的。信息传输系统的一般模型如图1.1.1所示。它通常由信息源、发送设备、信道、接收设备、终端设备以及噪声源组成。信息源和发送设备统称为发送端。接收设备和终端 设备统称为接收端。 1.1 信号检测与估计的研究对象及应用 图1.1.1所示的信息传输系统模型高度地概括了各种信息传输系统传送信息的全过程和各种信息传输系统的工作原理。它常称为香农（Shannon）信息传输系统模型，是广义的通信系统模型。图中的每一个方框都完成某种特定的功能，且每个方框都可能由很多的电路甚 至是庞大的设备组成。 1.1 信号检测与估计的研究对象及应用 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。信源发出的信息可以有多种形式，但可以归纳为两类：一类是离散信息，如字母、文字和数字等；另一类是连续信息，如语音信号、图像信 号。信源也就可分为模拟信源和数字信源。 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。如广播电台、电视台、通信发射机及雷达发射机等。 1.1 信号检测与估计的研究对象及应用 信道是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，又称为传输媒介（质）。信道分为有线信道和无线信道两大类。 噪声是指信息传输中不需要的电信号的统称。噪声源是信道的噪声以及分散在信息传输系统中各种设备噪声的集中表示。信息传输系统中各种设备