離散信號(hào)檢測(cè)與估計(jì)

前言

　　隨著現(xiàn)代通信理論、信息理論、計(jì)算科學(xué)與技術(shù)及微電子技術(shù)等的飛速發(fā)展，隨機(jī)信號(hào)處理的理論和技術(shù)已成為信息與通信工程、電子科學(xué)與技術(shù)、控制科學(xué)與工程等眾多學(xué)科的理論基礎(chǔ)和有力工具，已在通信、雷達(dá)、聲吶、圖像、語(yǔ)音、生物醫(yī)學(xué)和地震學(xué)等領(lǐng)域得到廣泛應(yīng)用。隨機(jī)信號(hào)處理的基礎(chǔ)理論是信號(hào)的檢測(cè)與估計(jì)。學(xué)習(xí)信號(hào)檢測(cè)和估計(jì)理論的基本理論、概念和方法，將為深入學(xué)習(xí)、研究隨機(jī)信號(hào)統(tǒng)計(jì)處理打下扎實(shí)的基礎(chǔ)；同時(shí)，也為解決實(shí)際應(yīng)用問題打下良好的基礎(chǔ)?！　〗陙?，為適應(yīng)教學(xué)改革和科學(xué)技術(shù)的飛速發(fā)展，我國(guó)對(duì)教材建設(shè)十分重視，出版了大批教材，同時(shí)還引進(jìn)了一些國(guó)外優(yōu)秀教材。但有關(guān)隨機(jī)信號(hào)處理基礎(chǔ)的參考書中，多為研究生教材，針對(duì)本科生層次的相關(guān)教材很少。針對(duì)這種需求，本教材按照教育部制訂的“普通高等教育‘十一五’國(guó)家級(jí)教材規(guī)劃”的要求，根據(jù)作者為本科生講授的“隨機(jī)信號(hào)處理基礎(chǔ)”課程講義，總結(jié)多年的教學(xué)經(jīng)驗(yàn)，參考國(guó)內(nèi)外文獻(xiàn)資料編寫而成，是普通高等教育“十一五”國(guó)家級(jí)規(guī)劃教材?！　”緯哂幸韵绿攸c(diǎn)：　　1.對(duì)信號(hào)的檢測(cè)與估計(jì)理論給出了比較完整的論述和介紹，以簡(jiǎn)明易懂的方式闡述信號(hào)檢測(cè)與估計(jì)的基本概念和理論方法，重視對(duì)概念的物理理解和方法的應(yīng)用；　　2.通過大量實(shí)例，由淺入深，引導(dǎo)學(xué)生逐步加深理解和掌握信號(hào)檢測(cè)與估計(jì)理論，例題多涉及雷達(dá)系統(tǒng)、通信系統(tǒng)和電路系統(tǒng)等的相關(guān)理論的應(yīng)用；　　3.信號(hào)采用對(duì)連續(xù)時(shí)間波形的采樣或時(shí)間序列的數(shù)字信號(hào)形式，信號(hào)檢測(cè)與估計(jì)算法可以直接在計(jì)算機(jī)上實(shí)現(xiàn)，便于讀者對(duì)信號(hào)檢測(cè)與估計(jì)方法的理解和應(yīng)用?！　”緯卜?章。第l章簡(jiǎn)單介紹了信號(hào)處理的發(fā)展概況，論述了隨機(jī)信號(hào)處理的方法，概述了信號(hào)檢測(cè)與估計(jì)的基本概念和理論方法。第2章回顧了信號(hào)檢測(cè)與估計(jì)理論的預(yù)備知識(shí)，包括隨機(jī)變量、隨機(jī)矢量和隨機(jī)過程以及其統(tǒng)計(jì)描述和主要統(tǒng)計(jì)特性，常用的隨機(jī)過程，介紹了蒙特卡羅仿真方法。第3章討論了信號(hào)參量估計(jì)的數(shù)學(xué)模型和估計(jì)量的性能評(píng)價(jià)，重點(diǎn)討論了最小方差無偏估計(jì)、最大似然估計(jì)、線性最小均方誤差估計(jì)、最小二乘估計(jì)和貝葉斯估計(jì)的定義、構(gòu)造及性質(zhì)，各種估計(jì)方法都從標(biāo)量參量估計(jì)開始，并擴(kuò)展到矢量參量估計(jì)。第4章介紹信號(hào)波形估計(jì)問題，討論了離散維納濾波器的結(jié)構(gòu)，給出了FIR維納濾波器和IIR維納濾波器的設(shè)計(jì)，推導(dǎo)出了標(biāo)量離散卡爾曼濾波和矢量離散卡爾曼濾波的遞推算法，討論了維納濾波與卡爾曼濾波的關(guān)系。第5章在給出信號(hào)假設(shè)檢驗(yàn)基本概念的基礎(chǔ)上，討論了簡(jiǎn)單假設(shè)檢驗(yàn)的判決準(zhǔn)則、判決式及性能，多元假設(shè)檢驗(yàn)的判決準(zhǔn)則、判決式，復(fù)合假設(shè)檢驗(yàn)的基本概念和檢驗(yàn)方法。第6章介紹信號(hào)波形的檢測(cè)，討論了匹配濾波器的概念和性質(zhì)，高斯白噪聲中確定信號(hào)波形的檢測(cè)、隨機(jī)信號(hào)波形的檢測(cè)、未知參量的確定信號(hào)波形的檢測(cè)和隨機(jī)參量信號(hào)波形的檢測(cè)?！　”緯趌章由馬淑芬編寫，第2章和第4章由魏國(guó)華編寫，第3章由王菊編寫，第5章和第6章由朱夢(mèng)宇和馬淑芬編寫。

內(nèi)容概要

本教材全面詳細(xì)地介紹了隨機(jī)信號(hào)處理的基礎(chǔ)——信號(hào)檢測(cè)與估計(jì)理論，共分三部分，第一部分概述了信號(hào)檢測(cè)與估計(jì)理論的預(yù)備知識(shí)，包括隨機(jī)變量及統(tǒng)計(jì)描述、隨機(jī)過程及統(tǒng)計(jì)描述、Monte Carlo仿真方法。第二部分介紹了信號(hào)參量的估計(jì)理論和信號(hào)波形的濾波理論，包括各種估計(jì)準(zhǔn)則下信號(hào)參量的估計(jì)方法及性質(zhì)、Wiener濾波和Kalman濾波。第三部分介紹了信號(hào)的檢測(cè)理論和信號(hào)波形的檢測(cè)，包括簡(jiǎn)單假設(shè)檢驗(yàn)、多元假設(shè)檢驗(yàn)、復(fù)合假設(shè)檢驗(yàn)，以及確定信號(hào)和隨機(jī)信號(hào)的檢測(cè)、未知參量的確定信號(hào)和隨機(jī)參量信號(hào)的檢測(cè)。　　本書注重結(jié)構(gòu)的完整性和內(nèi)容的系統(tǒng)性，重視理論聯(lián)系實(shí)際，精心設(shè)計(jì)一些例題以加深讀者對(duì)理論概念和方法的理解和掌握，所介紹的檢測(cè)和估計(jì)方法均可在計(jì)算機(jī)上實(shí)現(xiàn)?！　”緯勺鳛橥ㄐ蓬?、信息類、電子類、控制類和生物醫(yī)學(xué)等專業(yè)高年級(jí)本科生和研究生的專業(yè)教材和參考書，也可作為相關(guān)科研人員的參考用書。

書籍目錄

第1章 引言  　1.1 信號(hào)處理發(fā)展概述  　1.2 隨機(jī)信號(hào)的處理方法  　1.3 信號(hào)檢測(cè)與估計(jì)問題  　1.4 信號(hào)檢測(cè)與估計(jì)理論概述  　1.5 幾點(diǎn)說明  第2章 基礎(chǔ)知識(shí)  　2.1 引言  　2.2 隨機(jī)變量  　　2.2.1 隨機(jī)變量的分布函數(shù)和概率密度函數(shù)  　　2.2.2 隨機(jī)變量的數(shù)字特征  　　2.2.3 一些常用的隨機(jī)變量  　2.3 隨機(jī)矢量  　　2.3.1 隨機(jī)矢量及其統(tǒng)計(jì)描述  　　2.3.2 聯(lián)合高斯隨機(jī)矢量  　2.4 隨機(jī)過程  　　2.4.1 隨機(jī)過程的統(tǒng)計(jì)描述  　　2.4.2 隨機(jī)過程的平穩(wěn)性  　　2.4.3 隨機(jī)過程的各態(tài)歷經(jīng)性  　　2.4.4 平穩(wěn)隨機(jī)過程的功率譜密度  　2.5 常用的隨機(jī)過程  　　2.5.1 白噪聲  　　2.5.2 高斯隨機(jī)過程  　2.6 Monte Carlo方法  　　2.6.1 隨機(jī)數(shù)的產(chǎn)生  　　2.6.2 估計(jì)量的統(tǒng)計(jì)特性分析  　2.7 小結(jié)  　習(xí)題  第3章 估計(jì)理論  　3.1 引言  　　3.1.1 估計(jì)的數(shù)學(xué)模型  　　3.1.2 估計(jì)量的性質(zhì)  　3.2 最小方差無偏估計(jì)  　　3.2.1 均方誤差最小準(zhǔn)則和最小方差無偏準(zhǔn)則  　　3.2.2 基于克拉美-羅不等式的最小方差無偏估計(jì)  　　3.2.3 基于充分統(tǒng)計(jì)量的最小方差無偏估計(jì)  　　3.2.4 最佳線性無偏估計(jì)  　3.3 最大似然估計(jì)  　　3.3.1 似然函數(shù)與概率函數(shù)  　　3.3.2 最大似然估計(jì)的定義  　　3.3.3 最大似然估計(jì)的構(gòu)造  　　3.3.4 最大似然估計(jì)的性質(zhì)  　　3.3.5 矢量參量的最大似然估計(jì)  　3.4 最小二乘估計(jì)  　　3.4.1 最小二乘估計(jì)的定義  　　3.4.2 線性最小二乘估計(jì)  　　3.4.3 線性最小二乘加權(quán)估計(jì)  　　3.4.4 線性最小二乘估計(jì)量的性質(zhì)  　　3.4.5 線性最小二乘遞推估計(jì)  　　3.4.6 約束線性最小二乘估計(jì)  　　3.4.7 非線性最小二乘估計(jì)  　3.5 貝葉斯估計(jì)  　　3.5.1 貝葉斯原理  　　3.5.2 先驗(yàn)概率分布  　　3.5.3 代價(jià)函數(shù)  　　3.5.4 貝葉斯估計(jì)量的構(gòu)造  　　3.5.5 矢量參量的貝葉斯估計(jì)  　　3.5.6 最小均方誤差估計(jì)的性質(zhì)  　3.6 線性最小均方誤差估計(jì)  　　3.6.1 線性最小均方誤差估計(jì)定義  　　3.6.2 線性最小均方誤差估計(jì)量的構(gòu)造  　　3.6.3 線性最小均方誤差估計(jì)的性質(zhì)  　　3.6.4 貝葉斯高斯-馬爾可夫定理  　3.7 小結(jié)  　習(xí)題  第4章 波形估計(jì)  　4.1 引言  　4.2 Wiener濾波  　　4.2.1 正交原理  　　4.2.2 離散Wiener濾波  　4.3 Kalman濾波  　　4.3.1 隨機(jī)過程的狀態(tài)空間模型  　　4.3.2 離散Kalman濾波  　　4.3.3 Kalman濾波與Wiener濾波的關(guān)系  　4.4 小結(jié)  　習(xí)題  第5章 檢測(cè)理論  第6章 信號(hào)波形的檢測(cè)  參考文獻(xiàn)

章節(jié)摘錄

　　1.1信號(hào)處理發(fā)展概述　　進(jìn)入21世紀(jì)以來，信息科學(xué)對(duì)人類社會(huì)的發(fā)展產(chǎn)生了重大影響，人們已生活在一個(gè)信息化的社會(huì)。信息的載體和表現(xiàn)形式是信號(hào)，信息科學(xué)研究的則是信號(hào)的獲取、存儲(chǔ)、傳輸和處理?？梢?，信號(hào)處理是信息科學(xué)研究的核心內(nèi)容之一。　　信號(hào)處理是指對(duì)信號(hào)進(jìn)行某種加工或變換，以達(dá)到提取信息和便于應(yīng)用的目的。信號(hào)處理作為一門獨(dú)立的學(xué)科，它的起源可以追溯到17世紀(jì)牛頓生活的時(shí)代。20世紀(jì)30年代，特別是第二次世界大戰(zhàn)期間，隨機(jī)過程和數(shù)理統(tǒng)計(jì)的觀點(diǎn)被引入信號(hào)處理問題，揭示了信息傳輸和處理過程的統(tǒng)計(jì)本質(zhì)，為信號(hào)檢測(cè)與估計(jì)理論奠定了基礎(chǔ)。20世紀(jì)60年代以前，信號(hào)處理主要用模擬設(shè)備實(shí)現(xiàn)，處理手段限制了先進(jìn)處理方法的實(shí)現(xiàn)，在處理能力和處理質(zhì)量上都遠(yuǎn)遠(yuǎn)不能滿足需要，也影響著信號(hào)處理理論的發(fā)展。20世紀(jì)60年代后，微電子技術(shù)和數(shù)字技術(shù)的發(fā)展為復(fù)雜信號(hào)處理的實(shí)現(xiàn)提供了可能性，給信號(hào)處理在理論上，特別是實(shí)現(xiàn)上帶來了新的活力，將其發(fā)展推向新的高潮。主要表現(xiàn)在信號(hào)的檢測(cè)理論、估計(jì)理論與濾波理論、自適應(yīng)信號(hào)處理、多維信號(hào)處理，時(shí)間序列分析與建模、現(xiàn)代譜分析、高階統(tǒng)計(jì)量信號(hào)處理、非平穩(wěn)信號(hào)處理等方面。近幾十年來，信號(hào)處理以數(shù)字化方法為特征，緊緊圍繞著理論、實(shí)現(xiàn)及應(yīng)用三個(gè)方面迅速發(fā)展起來，成為理論與實(shí)踐并重，在高新技術(shù)領(lǐng)域中占有重要地位的新興學(xué)科?！　⌒盘?hào)處理應(yīng)用領(lǐng)域包括上至航空航天，下至地球勘探，大至天體太空，小至微觀粒子，幾乎涉及所有的工程領(lǐng)域。特別是在語(yǔ)音、雷達(dá)、聲吶、地震、通信、航空航天、自動(dòng)控制、生物醫(yī)學(xué)工程、天文、機(jī)械振動(dòng)、遙感遙測(cè)和故障診斷等領(lǐng)域獲得了廣泛的應(yīng)用。信號(hào)處理不僅涉及工程技術(shù)領(lǐng)域，而且也涉及到社會(huì)和經(jīng)濟(jì)領(lǐng)域。如股市預(yù)測(cè)、人口預(yù)測(cè)。信號(hào)處理的飛速發(fā)展有效地推動(dòng)和促進(jìn)了這些領(lǐng)域和學(xué)科的發(fā)展?？梢哉f，只要涉及信號(hào)的領(lǐng)域，都可以成為信號(hào)處理的用武之地。　　信號(hào)處理在理論上所涉及的學(xué)科范圍極其廣泛，包括數(shù)學(xué)領(lǐng)域的微積分、概率統(tǒng)計(jì)、隨機(jī)過程、數(shù)值分析、復(fù)變函數(shù)、優(yōu)化方法和高等代數(shù)等；信息科學(xué)的信息理論、網(wǎng)絡(luò)理論、信號(hào)與系統(tǒng)、通信理論、最優(yōu)控制等，并不斷有新的分支出現(xiàn)。從所處理的信號(hào)的性質(zhì)看，信號(hào)處理可分為確定性信號(hào)處理和隨機(jī)信號(hào)處理?！　〈_定性信號(hào)處理研究確定性信號(hào)的分析、線性濾波、重構(gòu)，反卷積（線性失真補(bǔ)償）等。如線性濾波器設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)理論、信號(hào)分析的各種快速變換算法。

圖書封面

圖書標(biāo)簽Tags

無

評(píng)論、評(píng)分、閱讀與下載

---

    離散信號(hào)檢測(cè)與估計(jì) PDF格式下載

---