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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(xué)習(xí)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
2、是個隨機過程,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(zhǔn)則,對信號進(jìn)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(rèn)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(xué)的理論和方法進(jìn)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
3、密度函數(shù)(PDF),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(zhǔn)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
4、1.統(tǒng)計檢測理論、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;2.噪聲:與有用信號無關(guān)的一些破壞因素;3.干擾:與有用信號有關(guān)的一些破壞因素;4.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(dāng)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(dāng)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(dá)及聲納系統(tǒng)中的
5、相位、頻率、到達(dá)時間都是未知;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:5.信號檢測與估計的應(yīng)用:雷達(dá)測距1.2.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)2.1.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(zhǔn)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
6、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的信息。3,題(二)t0時刻應(yīng)當(dāng)選擇在信號結(jié)束之后:t0時刻是指匹配濾波器輸出信號形成值的時刻,這一時刻可以在一定的范圍內(nèi)任意選擇.?t0的最小值是信號的結(jié)束時刻