信號檢測與估值

1、1. 信號檢測與估計理論是現(xiàn)代信息理論的一個分支，研究的對象是信息傳輸系統(tǒng)中信號的接收部分。2. 系統(tǒng)信息傳輸可靠性降低的主要原因：（1）信號經(jīng)過傳輸以后,由于通信系統(tǒng)不理想,信號可能出現(xiàn)畸變或幅值的衰減.通過正確地設(shè)計通信系統(tǒng),可以盡可能地減少信號的畸變,獲得滿意的接收效果.（2）經(jīng)過信道傳輸后,信號不可避免地受到信道噪聲的污染,使得接收到的是信號與噪聲的混合波形.3. 通信系統(tǒng)的性能要求系統(tǒng)的有效性：要求系統(tǒng)能高效率地傳輸信息；系統(tǒng)的可靠性（抗干擾性）：要求系統(tǒng)能可靠地傳輸信息4. 本課程要學習的主要內(nèi)容 接收機的任務(wù)是要加工處理所接收到的混合波形,盡量減少判決錯誤.由于信道噪聲是個隨機過

2、程,同時信號本身 也可能帶有不確定的參量,因此只能采用數(shù)理統(tǒng)計的方法,根 據(jù)信號和噪聲提供的的統(tǒng)計特性,依據(jù)某些判決的準則,對信 號進行檢測,判斷,估計它的某些參量,或者復(fù)原信號的波形 等等.這就是.5. 信號檢測與估計的基本任務(wù)研究如何在干擾和噪聲的影響下最有效地辨認出有用信號的存在與否，以及估計出 未知的信號參量或信號波形本身。它實質(zhì)上 是有意識地利用信號與噪聲的統(tǒng)計特性的不 同，來盡可能地抑制噪聲，從而最有效地提取有用信號的信息。6. 信號的統(tǒng)計處理方法對隨機信號，應(yīng)用統(tǒng)計學的理論和方法進行處理，稱為統(tǒng)計信號處理，這主要體現(xiàn)在如下三個方面：信號統(tǒng)計特性的統(tǒng)計描述：如信號的概率密度函數(shù)（P

3、DF），各階矩，自相關(guān)函數(shù)，協(xié)方差函數(shù)，功率譜密度（PSD）等。統(tǒng)計意義上的最佳處理：如最佳準則，最佳判決，最佳估計，最佳濾波等，均是在統(tǒng)計意義上的最佳處理。性能評價用相應(yīng)的統(tǒng)計平均量：如判決概率，平均代價，平均錯誤概率，均值，均方誤差等。7. 檢測 :指在接收端檢測信號是否存在估值 : 指在接收端估計信號的某些參量: 如幅度的大小,頻率的偏移等.（又稱為信號的參量估計）統(tǒng)稱為信號的檢測和估值8. 信號檢測與估值中的三大任務(wù)信號的檢測：根據(jù)有限觀測，最佳區(qū)分一個物理系統(tǒng)不同狀態(tài)；信號參量的估計：根據(jù)有限觀測，最佳區(qū)分一個物理系統(tǒng)不同參數(shù)；波形估計9. 信號檢測與估計研究步驟10. 統(tǒng)計檢測理論

4、、估計理論和濾波理論的 基本概念、分析研究問題的基本方法和基本運算；11. 噪聲：與有用信號無關(guān)的一些破壞因素；12. 干擾：與有用信號有關(guān)的一些破壞因素；13. 小結(jié)：涉及到的基本概念檢測與估計的類型：1. 根據(jù)噪聲和干擾過程的類型參量檢測：當噪聲或干擾過程可以用有限個實參數(shù)所描述，即噪聲或干擾過程的統(tǒng)計特性完全確知；非參量檢測：當噪聲或干擾過程的分布形式未知，即一組有限數(shù)量的參數(shù)不足于確定它們；2. 針對信號的類型確知信號的檢測：被檢測的信號的類型、波形、頻率等完全確知；如同步或相干數(shù)字通信系統(tǒng)；具有未知參量信號的檢測：如非相干數(shù)字通信系統(tǒng)的相位是未知，雷達及聲納系統(tǒng)中的相位、頻率、到達時

5、間都是未知；隨機信號的檢測：如隨機時變信道中數(shù)字通信系統(tǒng)的信號檢測3. 針對觀測值的處理方式固定觀測樣本值的檢測：非固定觀測樣本值的檢測：14. 信號檢測 與估計的應(yīng)用：雷達測距平穩(wěn)隨機過程的功率譜密度1. 概念：平穩(wěn)隨機過程不滿足絕對可積條件，因而其頻譜函數(shù)不存在；但其功率通常是有限的，從而引出功率譜密度函數(shù) 第2章 匹配濾波器1.匹配濾波器（是一種最佳濾波器，是以輸出信噪比最大為準則的一種線性系統(tǒng)）：在輸入為已知信號加白噪聲的條件下，使得輸出的信噪比最大的最佳線性濾波器。概括為：信號波形已知；線性濾波；信躁比最大。匹配濾波器的作用有2個方面：一是使濾波器輸出有用信號成分盡可能強；二是抑制噪聲，使濾波器輸出噪聲成分盡可能小，減小噪聲對信號處理的影響。2.信號在傳遞過程中不可避免地要受到自然和人為的各種干擾,信號檢測的目的是用一種最優(yōu)處理的方法,最好地從受擾觀察中獲得所傳遞