信號檢測與估計/普通高等教育“十三五”規劃教材 pdf epub mobi txt 電子書 下載 2025

簡體網頁||繁體網頁

☆☆☆☆☆

麯長文，周強，李炳榮，蘇峰 著

圖書標籤:

• 信號處理
• 信號檢測
• 參數估計
• 隨機過程
• 通信原理
• 高等教育
• 教材
• 電子工程
• 雷達信號
• 統計信號處理

齣版社： 電子工業齣版社

ISBN：9787121282362

版次：1

商品編碼：11891710

包裝：平裝

開本：16開

齣版時間：2016-03-01

用紙：膠版紙

頁數：288

字數：576000

正文語種：中文

內容簡介

本書從匹配濾波、信號檢測及信號估計3個方麵，係統地討論瞭信號檢測與估計的基本理論。 書中配有一定量的思考題和習題，供讀者練習。書中附錄包括實驗指導書，供讀者進行仿真實驗。本書從匹配濾波、信號檢測及信號估計3個方麵，係統地討論瞭信號檢測與估計的基本理論。 書中配有一定量的思考題和習題，供讀者練習。書中附錄包括實驗指導書，供讀者進行仿真實驗。全書的思考題及習題解答、教學ppt和實驗MATLAB參考程序等放在齣版社的教材網站上，供讀者使用。

作者簡介

麯長文，山東煙颱海軍航空工程學院電子係教授、博士、博士導師，研究方嚮是信號與信息處理。主要負責講授《信號檢測與估計》等課程。

目錄

第1章 緒論 (1)
1．1　信號檢測與估計的研究對象及應用 (1)
1．2　信號檢測與估計的內容及研究方法 (4)
1．3　信號檢測與估計課程與其他相關課程的關係 (6)
1．4　內容編排和學習建議 (6)
本章小結 (8)
思考題 (9)
第2章　匹配濾波器 (10)
2．1　概述 (10)
2．2　匹配濾波器衝激響應及傳輸函數 (11)
2．3　白噪聲背景下的匹配濾波器 (15)
2．4　色噪聲背景下的匹配濾波器 (20)
本章小結 (22)
思考題 (23)
習題 (23)
第3章　信號檢測的基本理論 (26)
3．1　信號檢測的實質 (26)
3．2　信號檢測的數學基礎 (27)
3．2．1 貝葉斯統計 (27)
3．2．2 信號檢測的思路 (30)
3．3　信號檢測的基本原理 (31)
3．4　二元確知信號檢測 (34)
3．4．1 貝葉斯準則下的二元確知信號檢測 (34)
3．4．2 最小平均錯誤概率準則下的二元確知信號檢測 (39)
3．4．3 最大後驗概率準則下的二元確知信號檢測 (40)
3．4．4 極小極大準則下的二元確知信號檢測 (41)
3．4．5 奈曼?皮爾遜準則下的二元確知信號檢測 (43)
3．4．6 最大似然準則下的二元確知信號檢測 (44)
3．5　多元確知信號檢測 (48)
3．5．1 貝葉斯準則下的多元確知信號檢測 (48)
3．5．2 最大後驗概率準則下的多元確知信號檢測 (51)
3．5．3 最大似然準則下的多元確知信號檢測 (52)
3．6　隨機參量信號檢測 (54)
3．6．1 貝葉斯準則下的二元隨機參量信號檢測 (54)
3．6．2 最大平均後驗概率準則下的二元隨機參量信號檢測 (58)
3．6．3 極小極大準則下的二元隨機參量信號檢測 (59)
3．6．4 奈曼?皮爾遜準則下的二元隨機參量信號檢測 (60)
3．6．5 最大廣義似然準則下的二元隨機參量信號檢測 (61)
3．6．6 多元隨機參量信號檢測 (64)
本章小結 (65)
思考題 (66)
習題 (67)
第4章　高斯白噪聲中信號的檢測 (71)
4．1　高斯白噪聲 (71)
4．2　高斯白噪聲中二元確知信號的檢測 (74)
4．2．1 帶限高斯白噪聲中二元確知信號的檢測 (75)
4．2．2 理想高斯白噪聲中二元確知信號的檢測 (76)
4．2．3 通信係統的檢測性能分析 (78)
4．2．4 相乾雷達係統的檢測性能分析 (82)
4．3　高斯白噪聲中多元確知信號的檢測 (84)
4．3．1 高斯白噪聲中多元確知信號的一般檢測方法 (84)
4．3．2 高斯白噪聲中多元確知信號的正交檢測方法 (86)
4．4　高斯白噪聲中二元隨機參量信號的檢測 (90)
4．4．1 隨機相位信號的檢測 (90)
4．4．2 隨機振幅和相位信號的檢測 (99)
4．4．3 隨機頻率和相位信號的檢測 (104)
4．4．4 隨機振幅、頻率和相位信號的檢測 (107)
4．4．5 隨機相位和到達時間信號的檢測 (108)
4．4．6 隨機相位、頻率和到達時間信號的檢測 (110)
4．5　多重信號的檢測 (111)
4．5．1 多重確知信號的檢測 (112)
4．5．2 多重同振幅隨機相位信號的檢測 (114)
4．5．3 多重不同振幅隨機相位信號的檢測 (117)
4．5．4 多重隨機振幅和相位信號的檢測 (118)
本章小結 (120)
思考題 (120)
習題 (120)
第5章　高斯色噪聲中信號的檢測 (124)
5．1　高斯色噪聲中信號檢測的思路 (124)
5．2　卡亨南?洛維展開 (125)
5．3　高斯色噪聲中確知信號的檢測 (127)
5．4　高斯色噪聲中隨機相位信號的檢測 (133)
5．4．1 信號及噪聲的復包絡 (133)
5．4．2 簡單二元隨機相位信號的檢測 (134)
5．4．3 一般二元隨機相位信號的檢測 (138)
本章小結 (140)
思考題 (141)
習題 (141)
第6章 序列檢測 (143)
6．1　序列檢測的基本原理 (143)
6．2　采用修正的奈曼?皮爾遜準則的序列檢測 (144)
6．3　序列檢測與固定觀測次數檢測的比較 (147)
本章小結 (150)
思考題 (150)
習題 (150)
第7章 非參量檢測 (152)
7．1　非參量檢測的基本原理 (152)
7．2　符號檢測 (153)
7．3　秩檢測 (155)
7．4　檢測器的漸近相對效率與效驗 (158)
本章小結 (160)
思考題 (160)
習題 (160)
第8章 信號參量估計的基本理論 (161)
8．1　信號參量估計的實質 (161)
8．2　信號參量估計的基本原理 (162)
8．3　信號參量貝葉斯估計 (166)
8．4　最大似然估計 (171)
8．5　估計量的性能指標 (173)
8．6 剋拉美?羅不等式 (175)
8．7 綫性最小均方誤差估計 (183)
8．7．1 單個參量的綫性最小均方誤差估計 (184)
8．7．2 參量嚮量的綫性最小均方誤差估計 (186)
8．7．3 綫性最小均方誤差估計的性質 (186)
8．8 最小二乘估計 (187)
8．8．1 最小二乘估計準則 (187)
8．8．2 單個參量的綫性最小二乘估計 (188)
8．8．3 參量嚮量的綫性最小二乘估計 (189)
8．8．4 加權綫性最小二乘估計 (190)
本章小結 (191)
思考題 (192)
習題 (192)
第9章 高斯噪聲中信號參量估計 (195)
9．1 概述 (195)
9．2 高斯白噪聲中信號單個參量估計 (196)
9．2．1 高斯白噪聲中信號單個參量的最大似然估計 (196)
9．2．2 信號幅度的估計 (198)
9．2．3 信號相位的估計 (201)
9．2．4 信號頻率的估計 (204)
9．2．5 信號時延的估計 (207)
9．3 高斯白噪聲中信號多個參量估計 (210)
9．4 高斯色噪聲中信號參量估計 (212)
9．4．1 非隨機相位信號的參量估計 (212)
9．4．2 隨機相位信號的參量估計 (215)
本章小結 (215)
思考題 (216)
習題 (216)
第10章　信號波形估計 (218)
10．1　信號波形估計的概念及分類 (218)
10．2　維納濾波 (219)
10．2．1 連續隨機過程的維納濾波 (220)
10．2．2 離散隨機過程的維納濾波 (226)
10．3　卡爾曼濾波 (232)
10．3．1 嚮量卡爾曼濾波 (233)
10．3．2 標量卡爾曼濾波 (246)
本章小結 (250)
思考題 (251)
習題 (251)
附錄A　本書內容編排的邏輯關係 (255)
附錄B　實驗指導書 (257)
附錄C　Q函數和誤差函數 (276)
參考文獻

前言/序言

信息已經成為人類社會賴以生存和發展的重要資源，信息傳輸已經成為人類社會對信息資源開發和利用的手段。信號作為信息的載體，在其産生和傳輸過程中，必然受到各種乾擾因素的影響。信息傳輸的目的是通過信號傳遞信息，將有用的信息無失真、高效率地進行傳輸，同時還要在傳輸過程中將無用信息和有害信息加以有效抑製。信號檢測與估計是研究信息傳輸係統中接收設備如何從噪聲中把所需信號及其所需信息檢測、恢復齣來的理論，是信息傳輸係統的基本任務之一。

信號檢測與估計是研究從噪聲環境中檢測齣信號，並估計信號參量或信號波形的理論，是現代信息理論的一個重要分支，廣泛應用於電子信息係統、自動控製、模式識彆、射電天文學、氣象學、地震學、生物醫學工程及航空航天係統工程等領域。

信號檢測與估計利用信號與噪聲不同的統計特性，用數理統計的方法研究隨機信號的處理，盡可能地抑製噪聲，從而提取信號。信號檢測與估計是隨機信號的統計處理理論，與概率論、數理統計及隨機信號分析（隨機過程）並駕齊驅地支撐著隨機現象規律的研究，它們共同構成瞭科技工作者研究隨機現象的完整知識結構。因此，信號檢測與估計是“信息與通信工程”學科的重要基礎課。

信號檢測與估計的基本任務和內容可以分為3大部分：匹配濾波、信號檢測及信號估計。信號檢測又可分為參量檢測和非參量檢測。信號估計又可分為信號參量估計和波形估計。

全書共分10章和3個附錄。

第1章是緒論，論述瞭信號檢測與估計理論的研究對象及應用，概述瞭信號檢測與估計的任務及研究方法，闡述瞭信號檢測與估計課程與其他相關課程的關係；說明瞭本書的內容安排，給齣瞭信號檢測與估計的學習方法建議。

第2章是匹配濾波的內容，重點討論匹配濾波器的基本概念、最佳準則、單位衝激響應和傳輸函數，並進一步討論白噪聲背景下和色噪聲背景下的匹配濾波器。

第3章至第7章構成信號檢測部分，重點討論信號檢測的基本理論和方法，包括信號模型、最佳檢測準則、檢測係統的結構和檢測性能分析等內容。第3章至第6章組成參量檢測的內容，主要討論信道噪聲概率密度為已知情況下的信號檢測的基本理論和方法。第7章是非參量檢測，主要討論信道噪聲概率密度為未知情況下的信號檢測。第3章是信號檢測的基本理論，論述信號檢測的數學基礎，重點討論信號檢測的基本概念、最佳檢測準則及分析方法。在第3章的基礎上，第4章討論高斯白噪聲中信號的檢測，第5章討論高斯色噪聲中信號的檢測，第6章討論序列信號的檢測。

第8章至第10章構成信號估計部分，主要討論信號參量估計和信號波形估計的基本理論和方法。第8章和第9章組成信號參量估計的內容，重點討論信號參量估計的基本理論和方法，包括信號模型、最佳參量估計準則、估計係統的結構和估計性能分析等內容。第8章是信號參量估計的基本理論，論述信號參量估計的數學基礎，重點討論信號參量估計的基本概念、最佳估計準則、分析方法及估計性能的評價標準。在第8章的基礎上，第9章討論高斯噪聲中信號參量估計。第10章是信號波形估計，主要討論信號波形估計的概念、準則，維納濾波和卡爾曼濾波的基本理論和方法。

為瞭便於讀者更好地理解和把握信號檢測與估計的內容和研究方法，附錄A歸納瞭本書內容編排的邏輯關係。為瞭方便讀者更好地鞏固所學信號檢測與估計的基本理論和方法，附錄B為實驗指導書。為瞭方便讀者完成習題和開展實驗，附錄C簡要介紹瞭Q函數和誤差函數。

在本書的編寫過程中，作者參閱瞭大量的相關文獻資料，在此嚮所有參考文獻的作者緻以誠摯的謝意。

由於作者水平有限，書中難免會齣現一些疏漏和不妥之處，懇請讀者給予批評和指正。

潛行之謎：諜報、信息與人類認知 探索隱匿在信息洪流中的真相，解讀人類感知世界的奧秘，揭示無聲戰場上的博弈策略。 在這個信息爆炸、真假難辨的時代，我們每個人都在經曆著一場永不停歇的“信號檢測”與“信息辨彆”的挑戰。從日常生活中細微的錶情變化，到宏觀的社會經濟動嚮，再到國傢層麵的安全情報，獲取、理解並利用信息的能力，已成為個體生存、社會發展乃至國傢安全的關鍵。本書並非一本關於具體信號處理技術的教科書，而是深入探討隱藏在這些技術背後的普適性原理，以及它們如何深刻影響著人類的認知方式、決策過程，以及在復雜博弈環境中做齣最優選擇的內在機製。 我們將從一個更廣闊的視角齣發，審視人類如何從看似雜亂無章的感官輸入中提取有意義的“信號”，並對其進行“估計”。這其中涉及的不僅僅是工程師們在實驗室裏調試的算法，更是生物體進化數百萬年所形成的生存本能，以及人類社會為應對不確定性而構建的各種機製。 第一章：無處不在的信號——從感知到理解 本章將勾勒齣“信號”的廣闊圖景。我們將拋開狹隘的物理學定義，將其擴展到日常生活中的一切可被感知、可被解析的信息載體。一個眼神的閃爍，一個詞語的輕微顫抖，一次心率的微弱波動，甚至是一段經濟數據的起伏，都可能成為承載著關鍵信息的“信號”。 感知世界的基石： 探討人類的五種感官如何接收外部刺激，以及大腦如何將這些原始的感官數據轉化為具有意義的認知。我們將深入研究視覺、聽覺、觸覺、嗅覺和味覺在接收信息過程中的“閾值”問題——什麼是我們能感知到的，什麼又是被忽略的。 信息流的漣漪： 分析信息如何在社會網絡中傳播，從個人的社交圈到全球性的媒體平颱。我們將關注信息傳播中的“噪音”——那些乾擾、扭麯或錯誤的信息，以及它們如何影響我們對真相的判斷。 信號的多樣性： 介紹不同類型的信號，包括確定性信號和隨機信號，以及它們在現實世界中的不同錶現形式。從規律性的自然現象到難以預測的突發事件，我們將理解信號的本質及其帶來的挑戰。 第二章：檢測的藝術——在不確定中尋找真相 “檢測”的核心在於區分“信號”與“背景噪音”。在信息環境中，我們時刻麵臨著誤判的風險：將噪音誤認為信號（虛警），或者將真實信號忽略（漏檢）。本章將深入剖析這種“檢測”的本質，以及我們如何在不確定性中做齣決策。 區分真僞的哲學： 探討“檢測”背後的認知偏差和心理學原理。我們將瞭解人類大腦如何進行模式識彆，如何形成先驗知識，以及這些因素如何影響我們的檢測結果。 概率的智慧： 引入貝葉斯定理等概率工具，闡述如何在有限信息下進行最優的概率估計。我們將學習如何量化不確定性，並基於此做齣更明智的判斷。 信號與噪音的博弈： 分析在不同環境中，“信號”與“噪音”的相對強弱如何變化，以及檢測的難度如何隨之增加。從天文學傢尋找微弱信號，到金融分析師解讀市場波動，我們將看到檢測的普適性。 警報的代價： 討論虛警和漏檢兩種錯誤可能帶來的不同後果，以及在現實決策中如何權衡兩者之間的風險。 第三章：估計的奧秘——量化不確定性，預測未來 當信號被檢測到，下一步便是對其進行“估計”。“估計”不僅僅是確定某個事實的存在，更是要量化其屬性、強度、來源以及未來的走嚮。本章將關注如何從模糊的信息中提取盡可能精確的量化信息。 量化能力的提升： 探討從定性判斷到定量分析的轉變。我們將學習如何使用統計學方法來估計信號的參數，例如信號的幅度、頻率、持續時間等。 預測的邊界： 分析“估計”與“預測”的緊密聯係。我們將探討如何基於曆史數據和當前信號，對未來趨勢進行推斷，並理解預測的局限性。 信息融閤的藝術： 在現實世界中，我們往往能接收到來自多個渠道的信息。本章將研究如何將這些分散的、可能不完全一緻的信息進行融閤，以獲得更準確的估計。 最優估計的追求： 介紹各種估計方法，例如最小二乘估計、最大似然估計等，並討論在不同場景下選擇最優估計策略的重要性。 第四章：諜報的智慧——信息戰場的隱匿與反隱匿 本章將視角進一步聚焦於信息在國傢安全、商業競爭等高對抗性環境中的應用。諜報活動本身就是一場“信號檢測與估計”的極緻博弈，它關乎隱匿、偵察、反偵察以及對敵方意圖的精準判斷。 隱匿的藝術： 探討如何隱藏自身發齣的信號，使其不被敵方檢測到。這包括物理上的僞裝，信息傳播上的加密，以及行為上的迷惑。 偵察的挑戰： 分析敵方如何通過各種手段偵測和截獲信號。我們將瞭解各種偵察技術，以及它們在探測隱藏信息中的作用。 反偵察的策略： 學習如何對抗敵方的偵察活動，如何乾擾其信號收集，以及如何保護自身信息的安全。 意圖的推斷： 強調在諜報活動中，對敵方“意圖”的估計至關重要。這不僅僅是分析其發布的信號，更是要解讀其行為背後的深層動機。 信息戰的未來： 展望信息技術發展對諜報活動帶來的革命性影響，以及未來信息戰的演變趨勢。 第五章：人類認知的瓶頸與突破 最終，我們迴歸到人類自身。無論技術如何發展，信息處理的最終執行者是人類大腦。本章將深入探討人類在信息接收、處理和決策過程中的固有局限性，以及如何剋服這些局限。 認知負荷與注意力： 分析人類注意力資源的有限性，以及信息過載如何導緻認知疲勞和決策失誤。 情感與偏見： 探討情緒、恐懼、期望等非理性因素如何影響我們的信號檢測和估計過程。我們將認識到“情緒噪音”的存在。 群體智慧與集體決策： 研究在群體環境中，如何通過協作、討論和信息共享來剋服個體局限，做齣更優的決策。 技術賦能認知： 探討人工智能、大數據分析等新興技術如何輔助人類進行更高效、更精準的信號檢測與估計，從而突破人類認知的邊界。 結語：擁抱不確定，洞悉真相 本書旨在提供一種全新的視角，幫助讀者理解信息世界的運作規律，以及人類在其中扮演的角色。我們並非要教您如何操作某個特定的信號處理設備，而是要揭示那些貫穿於不同領域、不同場景的普適性原理。從微觀的感知層麵到宏觀的社會博弈，從個人的日常決策到國傢層麵的戰略布局，理解“信號檢測與估計”的本質，能夠幫助我們更清晰地認識這個世界，更明智地做齣選擇，更有效地應對挑戰，最終在復雜的信息洪流中，洞悉真相，把握先機。 本書適閤對信息科學、認知科學、心理學、博弈論以及國傢安全等領域感興趣的讀者。它將激發您對信息價值的深度思考，提升您在信息時代的辨彆能力和決策水平。

評分☆☆☆☆☆

這本書的數學推導部分做得非常紮實，每一個公式的得齣都有詳盡的步驟和清晰的解釋。我尤其欣賞作者在處理復雜數學概念時所采用的循序漸進的方式。例如，在講解馬爾可夫鏈濛特卡洛（MCMC）方法時，作者並沒有一開始就拋齣復雜的算法，而是先從貝葉斯推斷的基本原理入手，然後逐步引入先驗分布、似然函數等概念，最後纔將MCMC方法作為一種求解後驗分布的工具進行闡述。這種嚴謹的數學論證，讓我對信號檢測與估計的理論基礎有瞭更深刻的理解，也為我未來進一步的學習打下瞭堅實的基礎。

評分☆☆☆☆☆

一本好書，總能讓人在字裏行間捕捉到知識的火花，激起思考的浪潮。拿到這本《信號檢測與估計》教材，我便迫不及待地翻閱起來。教材的編排邏輯清晰，從最基礎的信號概念講起，逐步深入到信號的分類、特性，再到各種檢測與估計方法。書中穿插瞭大量的實例，這些例子貼近實際應用，讓抽象的理論變得鮮活易懂。比如，在介紹最優檢測器時，作者並沒有僅僅羅列公式，而是詳細分析瞭不同場景下，哪種檢測器更為閤適，以及它們的優缺點。這種理論與實踐相結閤的方式，極大地提升瞭我的學習興趣。

評分☆☆☆☆☆

閱讀這本書的過程中，我最深的感受是其內容的係統性和完整性。它就像一位經驗豐富的嚮導，帶領我們一步步穿越信號檢測與估計的復雜迷宮。從信號的數學建模，到噪聲的影響分析，再到各種檢測準則（如Neyman-Pearson準則、Bayes準則）的推導與比較，以及多種估計方法（如最大似然估計、最小均方誤差估計）的原理與應用，無一不講解得詳盡入微。書中的圖錶也十分精煉，能夠直觀地展示信號的特性和算法的性能，極大地幫助我理解抽象的理論概念。

評分☆☆☆☆☆

這本書的語言風格非常適閤學習者，既有學術的嚴謹性，又不失清晰易懂的特點。作者善於用生動的比喻和形象的語言來解釋枯燥的公式和定理，這讓我在閱讀過程中幾乎沒有遇到難以理解的障礙。例如，在講解信噪比的概念時，書中用瞭一個非常貼切的比喻，生動地描繪瞭信號的“清晰度”和噪聲的“乾擾度”，讓我瞬間就掌握瞭信噪比的核心意義。同時，每章結尾的習題設計也很有代錶性，涵蓋瞭該章的主要知識點，能夠有效檢驗我的學習成果，鞏固所學內容。

評分☆☆☆☆☆

作為一本高等教育規劃教材，《信號檢測與估計》在內容深度和廣度上都達到瞭相當高的水平。它不僅僅停留在基本概念的介紹，更深入地探討瞭許多前沿的研究方嚮和應用領域。我在閱讀過程中，驚喜地發現書中涉及到瞭諸如隱馬爾可夫模型（HMM）在語音識彆中的應用，卡爾曼濾波在目標跟蹤中的重要作用，以及貝葉斯估計方法在雷達信號處理中的優勢等等。這些內容讓我對信號檢測與估計技術在現代科技中的強大能力有瞭更直觀的認識，也激發瞭我對這些具體應用領域産生濃厚的興趣，渴望進一步探索。