信号检测与估计教学大纲

课程名称：信号检测与估计课程编号：056147英文名称：SignalDetectionandEstimation课程性质：独立设课课程属性：专业方向共选课应开学期：第7学期学时学分：课程总学时48，其中实验学时16。课程总学分3学生类别：本科生适用专业：电子信息工程、电子信息科学与技术，电子科学与技术等专业学生。先修课程：概率论与数理统计、通信原理、信号与系统、随机过程、数字信号处理一、教学目的和要求本课程是电子信息类学科的一门专业课，是现代信息理论的重要组成部分。通过本课程学习，使学生能够系统掌握信号统计检测与估计的基本理论与技术，熟知信号检测和估计的方法，了解其在信息领域的应用、发展动态和相关新技术。信号检测与估计的基本方法，可以同样用于语音处理、图像处理、模式识别、生物工程及气象、天文信号处理，为今后的进一步学习和工作打下良好的基础。课程着重研究关于噪声中的信号检测与估计的基础理论与方法。通过教学要求学生：1.能够正确理解信号检测与估计的基本理论与技术；2.能够掌握对随机信号的分析和处理；3.了解该领域的相关新理论、新技术；二、教学中应注意的问题本课程主要介绍关于噪声中的信号检测与估计理论与方法，课程要求有“概率论”、“信号与系统”和“随机过程”等课程的基础，具有一定的理论深度。因此在教学过程中，要求教师思路要清晰，在内容上着重基本概念和基本方法的阐述，并尽力结合应用实例，以便加深对问题的理解和掌握。另外，对于研究随机信号的统计处理理论，数学分析较多，比较抽象且不易理解，因此建议教师可以不仅限于数学公式而适当从物理的意义上加以讲授，有助于提高学生分析、解决问题的能力。三、教学内容课程主要讲授信号的统计检测理论、噪声中信号的统计检测、信号的波形检测、信号的统计估计理论、信号波形的估计理论及方法。主要内容如下：第1章信号检测与估计概论本章主要讲授信号的随机性及统计处理方法，介绍了信号检测与估计的基本概念。引言信号处理发展概况信号的随机性及其统计处理方法信号检测与估计理论概述第2章信号检测与估计理论的基础知识本章主要讲授作为信号检测与估计理论的必要基础知识，包括随机变量、随机矢量、随机过程和随机参量信号的主要统计特性等。引言随机变量、随机矢量及其统计描述随机过程及其统计描述复随机过程及其统计描述线性系统对随机过程的响应高斯噪声、白噪声和有色噪声信号和随机产量信号及其统计描述窄带高斯噪声及其统计特性信号加窄带高斯噪声及其统计特性第3章信号的统计检测理论本章主要讲授经典的信号统计检测理论，包括统计检测理论的基本概念、二元信号检测的最佳检测准则、信号状态的判决方法和检测性能的分析、M元（M>2）信号的最佳检测、参量信号的复合假设检验及序列检测等。引言统计检测理论的基本概念贝叶斯准则派生贝叶斯准则信号统计检测的性能M元信号的统计检测产量信号的统计检测信号的序列检测一般高斯信号的统计检测复信号的统计检测第4章信号波形的检测本章主要讲授如何将信号检测理论推广到噪声中信号的波形的最佳检测问题中，首先介绍匹配滤波器理论和随机过程的正交级数表示两个信号波形检测的预备知识，然后逐次介绍高斯白噪声中确知信号波形的检测、高斯有色噪声中确知信号波形的检测、高斯白噪声中随机参量信号波形的检测及复信号波形的检测方法。引言匹配滤波器理论随机过程的正交级数展开高斯白噪声中确知信号波形的检测高斯有色噪声中确知信号波形的检测高斯白噪声中随机参量信号波形的检测复信号波形的检测第5章信号的统计估计理论本章主要讲授信号的参量估计的最佳估计，介绍各种最佳估计的准则及估计量的构造方法、公式、性质，包括随机参量的贝叶斯估计、最大似然估计、估计量的性质、矢量估计、一般高斯信号参量的统计估计、线性最小均方误差估计、最小二乘估计、信号波形的参量估计。引言随机参量的贝叶斯估计最大似然估计估计量的性质矢量估计一般高斯信号参量的统计估计线性最小均方误差估计最小二乘估计信号波形的参量估计第6章信号波形的估计本章主要讲授随机参量和非随机未知参量的最佳估计准则以及估计量的构造、估计量的性质及均方误差的界等问题，包括信号波形的维纳滤波和卡尔曼滤波。引言连续过程的维纳滤波离散过程的维纳滤波正交投影原理离散卡尔曼滤波的信号模型－离散状态方程和观测方程离散卡尔曼滤波状态为标量时的离散卡尔曼滤波离散卡尔曼滤波的扩展卡尔曼滤波的发散现象6.10非线性离散状态估计四、教学课时分配教学课时分配表章内容课时分配(学时)课堂授课实验上机讨论课外备注1信号检测与估计概论122信号检测与估计理论的基础知识583信号的统计检测理论74信号波形的检测725信号的统计估计理论646信号波形的估计6合计3216总授课课时48注：课时分配中的内容可根据课程需要进行设置。五、建议教材及参考书目教材：《信号检测与估计理论》，赵树杰，赵建勋编著，清华大学出版社，2005参考书：1、《统计信号处理基础－估计与检测理论》，美S