信號(hào)檢測(cè)與估計(jì)作為現(xiàn)代信息理論的一個(gè)重要分支,是以信息論為理論基礎(chǔ),以概率論、數(shù)理統(tǒng)計(jì)和隨機(jī)過程為數(shù)學(xué)工具,以受噪信號(hào)處理為對(duì)象,以提取有用信息為目標(biāo),綜合系統(tǒng)理論與通信工程的一門學(xué)科;是通信、雷達(dá)、聲吶、自動(dòng)控制等技術(shù)的理論基礎(chǔ),在通信信號(hào)處理、生物醫(yī)學(xué)信號(hào)處理、地震信號(hào)處理等領(lǐng)域得到廣泛應(yīng)用。
“信號(hào)檢測(cè)與估計(jì)”是電子信息類專業(yè)本科生和研究生的重要專業(yè)基礎(chǔ)課程,主要講授信號(hào)檢測(cè)與波形和參數(shù)估計(jì)的基本理論及方法。由于涉及到的名詞概念多、數(shù)字推導(dǎo)多,使得在學(xué)習(xí)過程中出現(xiàn)了“三難問題”,即知識(shí)難理解、準(zhǔn)則難掌握、公式難應(yīng)用。為此,我們以張立毅、張雄、李化等編寫的《信號(hào)檢測(cè)與估計(jì)》(第2版)(清華大學(xué)出版社出版)為主要研究對(duì)象,并參考其他相關(guān)資料,編寫了《信號(hào)檢測(cè)與估計(jì)學(xué)習(xí)輔導(dǎo)與習(xí)題解答》一書,力求對(duì)本門課程的學(xué)習(xí)有所幫助。
本書在編寫過程中,按照知識(shí)點(diǎn)結(jié)構(gòu)框架、學(xué)習(xí)要求、核心內(nèi)容、重要公式、經(jīng)典例題、名詞中英文對(duì)照、練習(xí)與習(xí)題解答等對(duì)各章內(nèi)容進(jìn)行總結(jié)提煉和補(bǔ)充完善,并在書末給出常用三角函數(shù)公式、歐拉公式和誤差函數(shù)表等常用表格,利于學(xué)習(xí)參考。
本書由張立毅擬訂編寫提綱,負(fù)責(zé)統(tǒng)稿和定稿。李艷琴編寫了第1章、第10章和第12章,陳雷編寫了第2章、第3章和第11章,孫云山編寫了第4章、第5章和第9章,白煜編寫了第6章,張曉琴編寫了第7章和第8章。
在本書編寫過程中,參閱了不少文獻(xiàn)資料,作者在此致以誠摯的謝意。
由于作者水平有限和編寫時(shí)間倉促,書中難免會(huì)出現(xiàn)一些疏漏和不妥之處,懇請(qǐng)讀者批評(píng)指正。
作者2014年5月
第1章緒論1
1.1知識(shí)點(diǎn)結(jié)構(gòu)框架1
1.2學(xué)習(xí)要求1
1.3核心內(nèi)容1
1.3.1信號(hào)檢測(cè)與估計(jì)的基本概念1
1.3.2信號(hào)檢測(cè)與估計(jì)的發(fā)展歷程1
1.3.3本教材的結(jié)構(gòu)安排2
1.4名詞中英文對(duì)照2
1.5練習(xí)與習(xí)題解答3
1.6知識(shí)擴(kuò)展3
1.6.1信號(hào)檢測(cè)與估計(jì)理論代表人物簡介3
1.6.2信息的概念及幾種主要解釋5第2章隨機(jī)信號(hào)及其統(tǒng)計(jì)描述7
2.1知識(shí)點(diǎn)結(jié)構(gòu)框架7
2.2學(xué)習(xí)要求7
2.3核心內(nèi)容7
2.3.1隨機(jī)過程的基本概念7
2.3.2平穩(wěn)隨機(jī)過程9
2.3.3隨機(jī)過程的正交級(jí)數(shù)表示12
2.3.4希爾伯特變換12
2.3.5高斯過程與高斯白噪聲13
2.4重要公式15
2.5經(jīng)典例題16
2.6名詞中英文對(duì)照23
2.7習(xí)題與思考題解答24
2.7.1習(xí)題解答24
2.7.2思考題解答28第3章經(jīng)典檢測(cè)理論30
3.1知識(shí)點(diǎn)結(jié)構(gòu)框架30
3.2學(xué)習(xí)要求30
3.3核心內(nèi)容30
3.3.1信號(hào)檢測(cè)的基本概念30
3.3.2二元檢測(cè)準(zhǔn)則32
3.3.3M元檢測(cè)準(zhǔn)則34
3.4重要公式35
3.5經(jīng)典例題35
3.6名詞中英文對(duì)照50
3.7習(xí)題與思考題解答51
3.7.1習(xí)題解答51
3.7.2思考題解答57第4章確知信號(hào)的檢測(cè)59
4.1知識(shí)點(diǎn)結(jié)構(gòu)框架59
4.2學(xué)習(xí)要求59
4.3核心內(nèi)容59
4.3.1確知信號(hào)檢測(cè)的基本概念59
4.3.2二元確知信號(hào)的檢測(cè)60
4.3.3多元確知信號(hào)的檢測(cè)63
4.3.4高斯色噪聲中確知信號(hào)的檢測(cè)63
4.3.5匹配濾波器64
4.4重要公式66
4.5經(jīng)典例題67
4.6名詞中英文對(duì)照77
4.7習(xí)題與思考題解答78
4.7.1習(xí)題解答78
4.7.2思考題解答83第5章隨機(jī)參量信號(hào)的檢測(cè)85
5.1知識(shí)點(diǎn)結(jié)構(gòu)框架85
5.2學(xué)習(xí)要求85
5.3核心內(nèi)容85
5.3.1隨機(jī)參量信號(hào)檢測(cè)的基本概念及檢驗(yàn)準(zhǔn)則85
5.3.2隨機(jī)相位信號(hào)的檢測(cè)87
5.3.3隨機(jī)振幅信號(hào)的檢測(cè)89
5.3.4隨機(jī)頻率信號(hào)的檢測(cè)90
5.3.5隨機(jī)時(shí)延信號(hào)的檢測(cè)91
5.4重要公式93
5.5經(jīng)典例題94
5.6名詞中英文對(duì)照98
5.7習(xí)題與思考題解答98
5.7.1習(xí)題解答98
5.7.2思考題解答105第6章多重信號(hào)的檢測(cè)106
6.1知識(shí)點(diǎn)結(jié)構(gòu)框架106
6.2學(xué)習(xí)要求106
6.3核心內(nèi)容106
6.3.1多重信號(hào)檢測(cè)的基本概念106
6.3.2確知脈沖串信號(hào)的檢測(cè)107
6.3.3隨機(jī)相位脈沖串信號(hào)的檢測(cè)108
6.3.4隨機(jī)振幅和相位脈沖串信號(hào)的檢測(cè)109
6.4重要公式110
6.5經(jīng)典例題111
6.6名詞中英文對(duì)照112
6.7習(xí)題與思考題解答113
6.7.1習(xí)題解答113
6.7.2思考題解答114第7章序貫檢測(cè)116
7.1知識(shí)點(diǎn)結(jié)構(gòu)框架116
7.2學(xué)習(xí)要求116
7.3核心內(nèi)容116
7.3.1序貫檢測(cè)的基本概念116
7.3.2序貫檢測(cè)的基本方法117
7.4重要公式118
7.5經(jīng)典例題118
7.6名詞中英文對(duì)照123
7.7習(xí)題與思考題解答123
7.7.1習(xí)題解答123
7.7.2思考題解答126第8章經(jīng)典估計(jì)理論128
8.1知識(shí)點(diǎn)結(jié)構(gòu)框架128
8.2學(xué)習(xí)要求128
8.3核心內(nèi)容128
8.3.1經(jīng)典估計(jì)準(zhǔn)則128
8.3.2估計(jì)量性質(zhì)131
8.3.3Cramer?Rao不等式132
8.4重要公式132
8.5經(jīng)典例題133
8.6名詞中英文對(duì)照139
8.7習(xí)題與思考題解答139
8.7.1習(xí)題解答139
8.7.2思考題解答147第9章信號(hào)參量的估計(jì)149
9.1知識(shí)點(diǎn)結(jié)構(gòu)框架149
9.2學(xué)習(xí)要求149
9.3核心內(nèi)容149
9.3.1單參量估計(jì)的基本概念149
9.3.2單參量估計(jì)的通式149
9.3.3振幅估計(jì)150
9.3.4相位估計(jì)151
9.3.5時(shí)延估計(jì)152
9.3.6頻率估計(jì)153
9.4重要公式153
9.5經(jīng)典例題154
9.6名詞中英文對(duì)照158
9.7習(xí)題與思考題解答159
9.7.1習(xí)題解答159
9.7.2思考題解答165第10章維納濾波和卡爾曼濾波166
10.1知識(shí)點(diǎn)結(jié)構(gòu)框架166
10.2學(xué)習(xí)要求166
10.3核心內(nèi)容166
10.3.1線性濾波166
10.3.2維納濾波167
10.3.3卡爾曼濾波169
10.4重要公式170
10.5經(jīng)典例題171
10.6名詞中英文對(duì)照176
10.7習(xí)題與思考題解答177
10.7.1習(xí)題解答177
10.7.2思考題解答180第11章自適應(yīng)濾波182
11.1知識(shí)點(diǎn)結(jié)構(gòu)框架182
11.2學(xué)習(xí)要求182
11.3核心內(nèi)容182
11.3.1自適應(yīng)濾波概述182
11.3.2最小均方自適應(yīng)濾波算法183
11.3.3遞歸最小二乘自適應(yīng)濾波算法185
11.4重要公式186
11.5經(jīng)典例題187
11.6名詞中英文對(duì)照191
11.7習(xí)題與思考題解答192
11.7.1習(xí)題解答192
11.7.2思考題解答194第12章功率譜估計(jì)195
12.1知識(shí)點(diǎn)結(jié)構(gòu)框架195
12.2學(xué)習(xí)要求195
12.3核心內(nèi)容195
12.3.1經(jīng)典譜估計(jì)法195
12.3.2現(xiàn)代譜估計(jì)法197
12.3.3AR模型譜估計(jì)法198
12.3.4白噪聲中正弦信號(hào)的譜估計(jì)199
12.4重要公式200
12.5經(jīng)典例題201
12.6名詞中英文對(duì)照205
12.7習(xí)題與思考題解答205
12.7.1習(xí)題解答205
12.7.2思考題解答209附錄A常用三角函數(shù)公式211附錄B歐拉公式212附錄C常用不定積分213附錄D誤差函數(shù)表214參考文獻(xiàn)216