第一章信号检测与估计理论.ppt

信号检测与估计理论 通信与信息系统研究所 季策Email jice Tel 83680871学时 32学时考核 研究报告 课后作业 出勤情况先修课程 概率论 随机过程 数理统计 信号与系统 通信原理 参考书 1 张明友 吕明 信号检测与估计 电子工业出版社2 田琬逸 张效民 信号检测与估计 西北工业大学出版社3 李道本 信号的统计检测与估计理论 北京邮电大学出版社4 陆根源 陈孝桢 信号检测与参数估计 科学出版社5 张贤达 现代信号处理 清华大学出版社6 赵树杰 赵建勋 信号检测与估计理论 清华大学出版社 1 1引言在信号产生和传输过程中 必然会受到各种干扰因素的影响 由于被传输的信号本身和各种干扰往往具有随机性 信号处理设备必须进行系统分析 即在噪声背景下 检测 或判断 信号是否存在 并估计携带信息的信号参量 从而最大限度的从接受信号中提取信息源的信息 以供信息接收者使用 信号检测与估计的概念 理论和方法是随机信号统计处理的理论基础 第一章绪论 1 2信号处理的发展概况 检测估计滤波多维 阵列 信号处理自适应信号处理自适应滤波 雷达与声纳系统射电天文学模式识别生物医学工程遥感遥测天气预报地球物理 理论 应用 新的应用问题 如我国载人航空航天中的应用 原位探测 火星探测 表1 1统计信号处理发展概况简表 1 3信号的随机特性及其统计处理方法 图1 1无线通信系统原理框图 1 随机信号的特性 确知信号随机信号 信号 加性噪声乘性噪声 噪声 确知信号随机信号 加性噪声 2 统计信号的处理方法 对信号的随机特性进行统计描述 概率密度函数pdf 各阶矩 相关函数 协方差函数 功率谱密度psd 基于以上统计特性进行统计判决 信号参数的估计及线性滤波等 处理结果的评价 即用相应的统计平均量来度量判决或估计的性能 如判决概率 平均代价 平均错误概率 均值 方差等 例1 雷达系统工作 N R H 检测出目标信号 估计目标的有关参数 建立目标的运动轨迹 预测未来的目标运动状态 滤波 1 4信号检测与估计的基本概念 例2 二进制数字通信系统 图1 3二进制数字通信系统原理框图 在 0 T 接收到信号x t 实际上不知道发射的是s0 t 还是s1 t 因此 需要根据在s0 t 下和s1 t 下接收信号x t 在统计特性上的差异 选择合理的检测准则 进行判断 当然对于M元通信系统同样适用 在对信号状态作出判断之后 还需要对信号的参数进行估计 如振幅 相位 频率等 这就要求在对信号观测的基础上构造最佳估计量 有的情况下 还需要进一步恢复出信号的波形或者图形 信号检测理论 研究在干扰背景中 所关心的信号是属于哪种状态的最佳判决问题 检测准则 贝叶斯准则最大后验概率极大似然准则极大极小准则奈曼 皮尔逊准则最小错误概率准则 信号估计理论 根据对受污染信号的观测来估计参量 随机过程或系统特征的一种数学方法 在时间域 t0 T 内 对信号参量a t 进行观测 得到观测值 R t t0 t T 要求按一定的准则构造一个观测数据的函数作为a t 的估计 估计准则 贝叶斯准则最大后验估计最大似然估计线性最小均方误差估计最小二乘估计 信号滤波理论 为改善信号质