內容簡介

本書從匹配濾波、信號檢測及信號估計3個方麵，係統地討論瞭信號檢測與估計的基本理論。 書中配有一定量的思考題和習題，供讀者練習。書中附錄包括實驗指導書，供讀者進行仿真實驗。本書從匹配濾波、信號檢測及信號估計3個方麵，係統地討論瞭信號檢測與估計的基本理論。 書中配有一定量的思考題和習題，供讀者練習。書中附錄包括實驗指導書，供讀者進行仿真實驗。全書的思考題及習題解答、教學ppt和實驗MATLAB參考程序等放在齣版社的教材網站上，供讀者使用。

作者簡介

麯長文，山東煙颱海軍航空工程學院電子係教授、博士、博士導師，研究方嚮是信號與信息處理。主要負責講授《信號檢測與估計》等課程。

目錄

第1章 緒論 (1)
1．1　信號檢測與估計的研究對象及應用 (1)
1．2　信號檢測與估計的內容及研究方法 (4)
1．3　信號檢測與估計課程與其他相關課程的關係 (6)
1．4　內容編排和學習建議 (6)
本章小結 (8)
思考題 (9)
第2章　匹配濾波器 (10)
2．1　概述 (10)
2．2　匹配濾波器衝激響應及傳輸函數 (11)
2．3　白噪聲背景下的匹配濾波器 (15)
2．4　色噪聲背景下的匹配濾波器 (20)
本章小結 (22)
思考題 (23)
習題 (23)
第3章　信號檢測的基本理論 (26)
3．1　信號檢測的實質 (26)
3．2　信號檢測的數學基礎 (27)
3．2．1 貝葉斯統計 (27)
3．2．2 信號檢測的思路 (30)
3．3　信號檢測的基本原理 (31)
3．4　二元確知信號檢測 (34)
3．4．1 貝葉斯準則下的二元確知信號檢測 (34)
3．4．2 最小平均錯誤概率準則下的二元確知信號檢測 (39)
3．4．3 最大後驗概率準則下的二元確知信號檢測 (40)
3．4．4 極小極大準則下的二元確知信號檢測 (41)
3．4．5 奈曼?皮爾遜準則下的二元確知信號檢測 (43)
3．4．6 最大似然準則下的二元確知信號檢測 (44)
3．5　多元確知信號檢測 (48)
3．5．1 貝葉斯準則下的多元確知信號檢測 (48)
3．5．2 最大後驗概率準則下的多元確知信號檢測 (51)
3．5．3 最大似然準則下的多元確知信號檢測 (52)
3．6　隨機參量信號檢測 (54)
3．6．1 貝葉斯準則下的二元隨機參量信號檢測 (54)
3．6．2 最大平均後驗概率準則下的二元隨機參量信號檢測 (58)
3．6．3 極小極大準則下的二元隨機參量信號檢測 (59)
3．6．4 奈曼?皮爾遜準則下的二元隨機參量信號檢測 (60)
3．6．5 最大廣義似然準則下的二元隨機參量信號檢測 (61)
3．6．6 多元隨機參量信號檢測 (64)
本章小結 (65)
思考題 (66)
習題 (67)
第4章　高斯白噪聲中信號的檢測 (71)
4．1　高斯白噪聲 (71)
4．2　高斯白噪聲中二元確知信號的檢測 (74)
4．2．1 帶限高斯白噪聲中二元確知信號的檢測 (75)
4．2．2 理想高斯白噪聲中二元確知信號的檢測 (76)
4．2．3 通信係統的檢測性能分析 (78)
4．2．4 相乾雷達係統的檢測性能分析 (82)
4．3　高斯白噪聲中多元確知信號的檢測 (84)
4．3．1 高斯白噪聲中多元確知信號的一般檢測方法 (84)
4．3．2 高斯白噪聲中多元確知信號的正交檢測方法 (86)
4．4　高斯白噪聲中二元隨機參量信號的檢測 (90)
4．4．1 隨機相位信號的檢測 (90)
4．4．2 隨機振幅和相位信號的檢測 (99)
4．4．3 隨機頻率和相位信號的檢測 (104)
4．4．4 隨機振幅、頻率和相位信號的檢測 (107)
4．4．5 隨機相位和到達時間信號的檢測 (108)
4．4．6 隨機相位、頻率和到達時間信號的檢測 (110)
4．5　多重信號的檢測 (111)
4．5．1 多重確知信號的檢測 (112)
4．5．2 多重同振幅隨機相位信號的檢測 (114)
4．5．3 多重不同振幅隨機相位信號的檢測 (117)
4．5．4 多重隨機振幅和相位信號的檢測 (118)
本章小結 (120)
思考題 (120)
習題 (120)
第5章　高斯色噪聲中信號的檢測 (124)
5．1　高斯色噪聲中信號檢測的思路 (124)
5．2　卡亨南?洛維展開 (125)
5．3　高斯色噪聲中確知信號的檢測 (127)
5．4　高斯色噪聲中隨機相位信號的檢測 (133)
5．4．1 信號及噪聲的復包絡 (133)
5．4．2 簡單二元隨機相位信號的檢測 (134)
5．4．3 一般二元隨機相位信號的檢測 (138)
本章小結 (140)
思考題 (141)
習題 (141)
第6章 序列檢測 (143)
6．1　序列檢測的基本原理 (143)
6．2　采用修正的奈曼?皮爾遜準則的序列檢測 (144)
6．3　序列檢測與固定觀測次數檢測的比較 (147)
本章小結 (150)
思考題 (150)
習題 (150)
第7章 非參量檢測 (152)
7．1　非參量檢測的基本原理 (152)
7．2　符號檢測 (153)
7．3　秩檢測 (155)
7．4　檢測器的漸近相對效率與效驗 (158)
本章小結 (160)
思考題 (160)
習題 (160)
第8章 信號參量估計的基本理論 (161)
8．1　信號參量估計的實質 (161)
8．2　信號參量估計的基本原理 (162)
8．3　信號參量貝葉斯估計 (166)
8．4　最大似然估計 (171)
8．5　估計量的性能指標 (173)
8．6 剋拉美?羅不等式 (175)
8．7 綫性最小均方誤差估計 (183)
8．7．1 單個參量的綫性最小均方誤差估計 (184)
8．7．2 參量嚮量的綫性最小均方誤差估計 (186)
8．7．3 綫性最小均方誤差估計的性質 (186)
8．8 最小二乘估計 (187)
8．8．1 最小二乘估計準則 (187)
8．8．2 單個參量的綫性最小二乘估計 (188)
8．8．3 參量嚮量的綫性最小二乘估計 (189)
8．8．4 加權綫性最小二乘估計 (190)
本章小結 (191)
思考題 (192)
習題 (192)
第9章 高斯噪聲中信號參量估計 (195)
9．1 概述 (195)
9．2 高斯白噪聲中信號單個參量估計 (196)
9．2．1 高斯白噪聲中信號單個參量的最大似然估計 (196)
9．2．2 信號幅度的估計 (198)
9．2．3 信號相位的估計 (201)
9．2．4 信號頻率的估計 (204)
9．2．5 信號時延的估計 (207)
9．3 高斯白噪聲中信號多個參量估計 (210)
9．4 高斯色噪聲中信號參量估計 (212)
9．4．1 非隨機相位信號的參量估計 (212)
9．4．2 隨機相位信號的參量估計 (215)
本章小結 (215)
思考題 (216)
習題 (216)
第10章　信號波形估計 (218)
10．1　信號波形估計的概念及分類 (218)
10．2　維納濾波 (219)
10．2．1 連續隨機過程的維納濾波 (220)
10．2．2 離散隨機過程的維納濾波 (226)
10．3　卡爾曼濾波 (232)
10．3．1 嚮量卡爾曼濾波 (233)
10．3．2 標量卡爾曼濾波 (246)
本章小結 (250)
思考題 (251)
習題 (251)
附錄A　本書內容編排的邏輯關係 (255)
附錄B　實驗指導書 (257)
附錄C　Q函數和誤差函數 (276)
參考文獻

前言/序言

信息已經成為人類社會賴以生存和發展的重要資源，信息傳輸已經成為人類社會對信息資源開發和利用的手段。信號作為信息的載體，在其産生和傳輸過程中，必然受到各種乾擾因素的影響。信息傳輸的目的是通過信號傳遞信息，將有用的信息無失真、高效率地進行傳輸，同時還要在傳輸過程中將無用信息和有害信息加以有效抑製。信號檢測與估計是研究信息傳輸係統中接收設備如何從噪聲中把所需信號及其所需信息檢測、恢復齣來的理論，是信息傳輸係統的基本任務之一。

信號檢測與估計是研究從噪聲環境中檢測齣信號，並估計信號參量或信號波形的理論，是現代信息理論的一個重要分支，廣泛應用於電子信息係統、自動控製、模式識彆、射電天文學、氣象學、地震學、生物醫學工程及航空航天係統工程等領域。

信號檢測與估計利用信號與噪聲不同的統計特性，用數理統計的方法研究隨機信號的處理，盡可能地抑製噪聲，從而提取信號。信號檢測與估計是隨機信號的統計處理理論，與概率論、數理統計及隨機信號分析（隨機過程）並駕齊驅地支撐著隨機現象規律的研究，它們共同構成瞭科技工作者研究隨機現象的完整知識結構。因此，信號檢測與估計是“信息與通信工程”學科的重要基礎課。

信號檢測與估計的基本任務和內容可以分為3大部分：匹配濾波、信號檢測及信號估計。信號檢測又可分為參量檢測和非參量檢測。信號估計又可分為信號參量估計和波形估計。

全書共分10章和3個附錄。

第1章是緒論，論述瞭信號檢測與估計理論的研究對象及應用，概述瞭信號檢測與估計的任務及研究方法，闡述瞭信號檢測與估計課程與其他相關課程的關係；說明瞭本書的內容安排，給齣瞭信號檢測與估計的學習方法建議。

第2章是匹配濾波的內容，重點討論匹配濾波器的基本概念、最佳準則、單位衝激響應和傳輸函數，並進一步討論白噪聲背景下和色噪聲背景下的匹配濾波器。

第3章至第7章構成信號檢測部分，重點討論信號檢測的基本理論和方法，包括信號模型、最佳檢測準則、檢測係統的結構和檢測性能分析等內容。第3章至第6章組成參量檢測的內容，主要討論信道噪聲概率密度為已知情況下的信號檢測的基本理論和方法。第7章是非參量檢測，主要討論信道噪聲概率密度為未知情況下的信號檢測。第3章是信號檢測的基本理論，論述信號檢測的數學基礎，重點討論信號檢測的基本概念、最佳檢測準則及分析方法。在第3章的基礎上，第4章討論高斯白噪聲中信號的檢測，第5章討論高斯色噪聲中信號的檢測，第6章討論序列信號的檢測。

第8章至第10章構成信號估計部分，主要討論信號參量估計和信號波形估計的基本理論和方法。第8章和第9章組成信號參量估計的內容，重點討論信號參量估計的基本理論和方法，包括信號模型、最佳參量估計準則、估計係統的結構和估計性能分析等內容。第8章是信號參量估計的基本理論，論述信號參量估計的數學基礎，重點討論信號參量估計的基本概念、最佳估計準則、分析方法及估計性能的評價標準。在第8章的基礎上，第9章討論高斯噪聲中信號參量估計。第10章是信號波形估計，主要討論信號波形估計的概念、準則，維納濾波和卡爾曼濾波的基本理論和方法。

為瞭便於讀者更好地理解和把握信號檢測與估計的內容和研究方法，附錄A歸納瞭本書內容編排的邏輯關係。為瞭方便讀者更好地鞏固所學信號檢測與估計的基本理論和方法，附錄B為實驗指導書。為瞭方便讀者完成習題和開展實驗，附錄C簡要介紹瞭Q函數和誤差函數。

在本書的編寫過程中，作者參閱瞭大量的相關文獻資料，在此嚮所有參考文獻的作者緻以誠摯的謝意。

由於作者水平有限，書中難免會齣現一些疏漏和不妥之處，懇請讀者給予批評和指正。