《信號檢測與估計：原理及套用》是2010年12月1日 電子工業出版社出版的圖書。本書可供雷達、聲吶、通信、衛星導航及相關領域的工程技術人員參考，也可作為上述專業的研究生教材。
基本介紹
- ISBN： 7121126397, 9787121126390
- 頁數：329頁
- 出版社：電子工業出版社
- 出版時間：2010年12月1日
- 裝幀：平裝
- 開本：16
內容簡介,目錄,
內容簡介
噪聲背景中信號的檢測與參數估計技術是雷達、聲吶、通信等領域信號處理中的重要問題。《信號檢測與估計:原理及套用》系統地介紹了信號檢測與參數估計的基本原理，結合作者本人的研究成果介紹了信號檢測與估計在船舶導航雷達信號處理及正弦信號參數估計中的套用。主要內容包括：隨機過程與噪聲基本知識、信號檢測理論、波形檢測理論、信號參量估計基本理論、信號波形估計、信號檢測與估計在船舶導航雷達中的套用、正弦信號頻率估計技術等。部分章節在理論分析的基礎上給出了計算機仿真實驗結果及仿真程式，便於讀者理解和套用。
目錄
第1章 隨機過程與噪聲基本知識 1
1.1 引言 1
1.2 隨機變數的基本知識 1
1.2.1 隨機事件與機率 1
1.2.2 隨機變數的分布函式 2
1.2.3 隨機變數的統計特徵 6
1.2.4 多維高斯分布隨機變數 8
1.2.5 隨機變數函式的機率密度函式 8
1.3 隨機過程的基本知識 9
1.3.1 隨機過程的概念 9
1.3.2 隨機過程的分布函式 9
1.3.3 隨機過程的數字特徵 9
1.3.4 隨機過程的平穩性和遍歷性 12
1.3.5 平穩隨機過程的功率譜密度 14
1.3.6 平穩隨機過程通過線性系統的輸出 15
1.4 高斯過程與白噪聲 16
1.4.1 高斯過程 17
1.4.2 白噪聲 18
1.5 窄帶高斯過程 20
1.5.1 希爾伯特變換與解析過程 20
1.5.2 窄帶隨機過程 24
1.6 白噪聲的採樣及信噪比的計算 29
1.7 白噪聲的希爾伯特變換 32
1.7.1 理想實白噪聲過程的希爾伯特變換 32
1.7.2 帶限白噪聲的希爾伯特變換 33
1.8 高斯白噪聲序列的離散傅立葉變換 35
1.9 蒙特卡洛模擬與重要採樣 36
1.9.1 蒙特卡洛試驗原理 36
1.9.2 隨機數的產生 39
1.9.3 重要採樣原理 42
參考文獻 48
第2章 信號檢測理論 49
2.1 引言 49
2.2 二元假設檢驗及判決準則 49
2.2.1 二元假設檢驗基本概念 49
2.2.2 貝葉斯準則 50
2.2.3 最小總錯誤機率準則 54
2.2.4 最大後驗機率準則 55
2.2.5 極大極小化準則 58
2.2.6 奈曼-皮爾遜準則 59
2.3 多元信號的檢測 61
2.3.1 貝葉斯準則 61
2.3.2 最大後驗機率準則 62
2.3.3 最大似然函式準則 63
2.4 複合假設檢驗 64
參考文獻 73
第3章 波形檢測理論 74
3.1 引言 74
3.2 高斯白噪聲中二元確知信號的檢測 74
3.2.1 二元通信系統 74
3.2.2 最佳二元通信系統接收機檢測性能 76
3.2.3 最佳二元通信系統接收機與實際接收機的對比 79
3.2.4 最佳接收機的仿真 81
3.2.5 ASK信號的自相關接收 84
3.3 匹配濾波器理論 86
3.3.1 輸出信噪比最大的線性濾波器 86
3.3.2 白噪聲背景下的匹配濾波器 88
3.3.3 色噪聲背景下的匹配濾波器 89
3.3.4 相關接收機與匹配濾波器的比較 91
3.3.5 匹配濾波器仿真 93
3.4 高斯白噪聲中隨機參量二元信號的檢測 95
3.4.1 高斯白噪聲中隨機相位2ASK信號的檢測 95
3.4.2 高斯白噪聲中隨機相位和隨機幅度2ASK信號的檢測 99
3.4.3 雷達系統檢測性能及計算機仿真 101
參考文獻 103
第4章 信號參量估計基本理論 105
4.1 引言 105
4.2 貝葉斯估計 106
4.2.1 最小均方誤差估計 107
4.2.2 條件中位數估計 107
4.2.3 最大後驗估計 108
4.3 最大似然估計 109
4.4 估計量的性質 109
4.4.1 無偏性 109
4.4.2 有效性 110
4.4.3 一致性 110
4.4.4 估計量均方誤差的Cramer-Rao下限 110
4.4.5 多參量聯合估計的性能 122
4.5 線性均方估計 125
4.5.1 單參量線性最小均方估計 126
4.5.2 多參量線性最小均方估計 128
4.6 最小二乘估計 129
4.6.1 線性最小二乘估計 130
4.6.2 加權線性最小二乘估計 131
參考文獻 132
第5章 信號波形估計 133
5.1 引言 133
5.2 維納濾波器原理 134
5.2.1 最佳線性濾波器 134
5.2.2 維納-霍夫方程 135
5.2.3 非因果系統維納-霍夫方程的求解 135
5.2.4 因果系統維納-霍夫方程的求解 136
5.2.5 離散時間系統的維納濾波器 140
5.3 維納濾波器仿真實例 142
5.3.1 信號模型 142
5.3.2 非因果維納濾波器的系統函式和衝激回響 144
5.3.3 因果維納濾波器的系統函式和衝激回響 144
5.3.4 因果維納預測濾波器的系統函式和衝激回響 146
5.3.5 因果維納平滑濾波器的系統函式和衝激回響 147
5.3.6 離散維納濾波器的時域解 151
5.3.7 仿真實驗結果 153
5.4 卡爾曼濾波器 157
5.4.1 離散線性系統的數學模型 158
5.4.2 正交投影定理 161
5.4.3 卡爾曼濾波方程 163
5.4.4 卡爾曼濾波的計算過程 167
5.4.5 離散卡爾曼濾波器的特點 168
5.4.6 標量卡爾曼濾波器 169
參考文獻 171
第6章 信號檢測與估計在船舶導航雷達中的套用 172
6.1 引言 172
6.2 船舶導航雷達雜波CFAR處理 172
6.2.1 雷達雜波及分布 172
6.2.2 恆虛警率檢測原理 173
6.2.3 恆虛警率損失 175
6.2.4 CA-CFAR檢測器 179
6.2.5 CA-CFAR檢測器存在的問題及其改進 181
6.2.6 對數正態CFAR檢測器 185
6.3 船舶導航雷達信號積累檢測 188
6.3.1 積累檢測原理 190
6.3.2 滑窗檢測器 191
6.3.3 反饋積累檢測器 192
6.4 船舶導航雷達運動目標跟蹤 193
6.4.1 基於α-β濾波器的雷達運動目標跟蹤 194
6.4.2 基於卡爾曼濾波器的雷達運動目標跟蹤 200
6.4.3 卡爾曼濾波器與α-β濾波器對比 205
6.4.4 航跡相關與航跡外推 208
參考文獻 209
第7章 正弦信號頻率估計技術 211
7.1 引言 211
7.2 復正弦信號參數的ML估計及方差下限 213
7.2.1 復正弦信號參數的最大似然估計 213
7.2.2 復正弦信號參數估計的Cramer-Rao方差下限 216
7.2.3 頻率估計的信噪比閾值效應 217
7.3 基於瞬時相位的頻率和初相估計方法 219
7.4 基於相位差的頻率估計方法 222
7.4.1 Kay方法 222
7.4.2 L-W方法 231
7.5 基於相關函式相位的頻率估計方法 232
7.5.1 L-R-P方法 232
7.5.2 L-R方法 237
7.5.3 Fitz方法 245
7.6 基於相關函式相位差的頻率估計方法 251
7.7 基於DFT相位的頻率和初相估計方法 257
7.7.1 單一正弦信號的DFT及頻率粗估計 257
7.7.2 利用DFT相位估計頻率和初相的原理 258
7.7.3 利用DFT相位估計頻率和初相的精度分析 259
7.7.4 信號中間點相位的估計 262
7.8 DFT幅度插值法頻率估計原理及精度分析 265
7.8.1 Rife-Jane方法頻率估計原理 265
7.8.2 Rife-Jane方法頻率估計精度分析 266
7.8.3 Quinn頻率估計方法 271
7.9 FMCW液位測量雷達測距原理 274
7.9.1 FMCW雷達信號 274
7.9.2 FMCW雷達距離估計的方差下限 275
7.9.3 FMCW雷達距離測量原理 276
7.9.4 FMCW雷達距離測量精度分析 279
7.10 離散實正弦信號參數的ML估計及Cramer Rao方差下限 281
7.10.1 離散實正弦信號參數估計的Cramer Rao方差下限 281
7.10.2 實正弦信號序列參數的ML估計 284
7.10.3 加窗對實正弦信號頻譜泄漏的抑制作用 285
參考文獻 287
第8章 維納濾波器在逆濾波問題中的套用 289
8.1 逆濾波問題 289
8.2 維納濾波器在圖像復原中的套用 291
8.3 維納濾波器在信道均衡中的套用 294
參考文獻 299
附錄A 300
附錄A.1 利用重要採樣技術計算標準常態分配Q(Y)的Matlab程式 300
附錄A.2 二元調製最佳接收機的Matlab仿真程式 302
附錄A.3 匹配濾波器對正弦信號的回響的Matlab仿真程式 305
附錄A.4 雷達信號檢測的Matlab仿真程式 307
附錄A.5 維納濾波器的Matlab仿真程式 311
附錄A.6 雷達運動目標跟蹤-濾波和Kalman濾波的C程式 316
附錄A.7 復正弦信號頻率頻率估計的Matlab程式 325
