《现代信号处理与应用》课程教学大纲

《现代信号处理与应用》教学大纲课程英文名ModernSignalProcessingandApplications课程代码03M0076学分3总学时48理论学时36实验/实践学时12课程类别专业课课程性质选修课先修课程高等数学、概率论与数理统计、线性代数、信号与系统适用专业电子信息工程开课学院信息工程学院一、课程地位与课程目标（一）课程地位本课程是电子信息工程专业一门重要的专业选修课。本课程应用高等数学的代数理论、概率论与数理统计理论的概率论知识、线性代数的矩阵变换、以及信号与系统的时域和频域分析方法以及低通滤波器性质等知识，研究现代信号处理的主要理论。能力培养目标是使学生掌握随机信号、参数估计理论、现代谱估计、自适应滤波、高阶信号分析、时频信号分析的线性变换与非线性变换方法，并能利用所学的知识进行简单的信号分析，熟悉随机信号及其处理系统的基本概念和基本分析方法；掌握随机信号的常用处理算法并能够具体实现，能对信号处理实验结果进行分析。为学生在今后从事电子信息管理、电子设备、计算机、通讯等企业和公司从事开发、研究等打下良好的基础。（二）课程目标1.掌握利用所学的知识进行简单的信号分析，建立合适的数学模型并求解，熟悉随机信号及其处理系统的基本概念和基本分析方法。2.掌握随机信号的常用处理算法并能够针对工程问题具体实现，能对信号处理实验结果进行分析，具有独立分析和解决问题的能力。二、课程目标达成的途径与方法主要以课堂教学为主，结合课内实验和期末考试。三、课程目标与相关毕业要求的对应关系课程目标课程目标对毕业要求的支撑程度（H、M、L）毕业要求1.1毕业要求1.2毕业要求2.1毕业要求2.2毕业要求2.3课程目标1H(0.2)H(0.2)课程目标2H(0.2)H(0.2)H(0.2)注：1.支撑强度分别填写H、M或L（其中H表示支撑程度高、M为中等、L为低），括号里的数字代表权重，权重由各自课程来定，注意H的权重>M>L，各项总权重之和为1。（这里参考通信专业的描述）2.毕业要求应根据课程所在专业培养方案进行描述。3.通识选修课程可不填写上表。四、课程主要内容与基本要求离散随机信号了解离散随机信号的概念，离散随机信号的统计描述，离散随机信号通过线性系统，时间序列信号模型。这部分是该课程的基础部分，重点掌握信息及其度量、通信系统主要性能指标。随机信号估计理论了解估计的性能，最小二乘估计，线性最小方差估计，Bayes估计，最大似然估计，递推估计。这部分是该课程的数学基础。维纳滤波和卡尔曼滤波了解维纳滤波的标准方程，维纳－霍夫方程的求解，因果IIR维纳滤波器的设计与计算，卡尔曼滤波。自适应滤波理解自适应滤波原理，自适应滤波的算法，最小二乘自适应滤波器，自适应滤波的应用。功率谱估计的现代方法熟练掌握功率谱估计的参数模型方法，AR模型谱估计，MA和ARMA模型谱估计，白噪声中正弦波频率的估计。五、课程学时安排章节号教学内容学时数学生任务对应课程目标1离散时间信号与系统2作业1-12,1-13课程目标12随机信号与系统4（+4学时实验）作业2-1,2-15课程目标13随机信号估计8（+2学时实验）作业3-1,3-4课程目标14维纳滤波和卡尔曼滤波8（+3学时实验）作业4-2,4-12课程目标25自适应滤波8（+3学时实验）作业5-13课程目标26功率谱估计的现代方法6作业6-7课程目标2六、实践环节及基本要求序号实验项目名称学时基本要求学生任务实验性质实验类别1随机信号的产生4平稳随机信号的产生及Matlab实现编写代码并得到结果验证性必做2随机信号的时频域表征2平稳随机信号在时频域的描述及表征及Matlab实现正确输入命令并得到结果验证性必做3维纳滤波器的设计与实现3维纳滤波器的设计及Matlab实现设计代码并得到结果综合性必做4自适应滤波器设计3自适应滤波器设计及Matlab实现设计代码并得到结果综合性必做注：1.实验性质指演示性、验证性、设计性、综合性等；2.实验类别指必做、选做等。七、考核方式及成绩评定考核内容考核方式评定标准（依据）占总成绩比例过程考核含到课率、平时作业等签到成绩、作业批改成绩10%实验考核实验操作及实验报告操作成绩、报告批改成绩25%期末考核开卷卷面成绩65%考核类别考查成绩登记方式百分制八、课程目标达成度评价方法课程目标权重成绩评定课程目标1过程考核0.10过程考核A10实验考核0.25实验考核B10期末考试0.65期末考试C10目标达成度1=（0.10*A1+0.25*B1+0.65*C1）/（0.10*A10+0.25*B10+0.65*C10）课程目标2过程考核0.10过程考核A20实验考核0.25实验考核B20期末考试0.65期末考试C20目标达成度2=（0.10*A2+0.25*B2+0.65*C2）/（0.10*A20+0.25*B20+0.65*C20）九、推荐教材与主要参考书（一）推荐教材：1、《现代信号处理基础及应用》，胡宗福著，电子工业出版社，2012（二）主要参考书：1、《现代数字信号处理及其应