《信号检测与估计》教学大纲 课程编号：200060001 课程名称：信号检测与估计 学时数：40 学分：2 开课时间：秋季 开课学院：信息与通信工程学院 授课对象：硕士博士 先修课程：概率论与数理统计、随机信号分析、信号与系统 一、教学目的 通过本课程教学，使学生掌握信号检测与估计的基本概念和理论，包括信号检测的主要 准则，高斯白噪声中的确定信号与随机参量信号的检测器结构和性能，信号参数估计准则和 性能描述，高斯白噪声中的信号主要参数估计与估计精度描述：了解信号检测与估计理论的 主要工程应用，使学生具备解决实际工程问题的能力。 二、教学内容与要求 第一章：预备知识(4学时) 1本章教学内容：(1)随机变量的概念及高斯分布随机变量(2学时)，(2)离散时间 随机过程(1学时)，(3)窄带信号和噪声的复表示(0.5学时)，(4)信号加噪声的KL展 开(0.5学时)。 2本章教学要求：通过本章课程的学习，要求学生掌握本课程所需要的基本理论知识。 3本章教学重点：(1)随机变量的概念及高斯分布随机变量，(2)窄带信号和噪声的复 表示。 4本章教学难点：(1)复高斯分布及复多维高斯分布。 第二章：二元信号检测的基本准则(6学时) 1本章教学内容：(1)假设检验和MAP准则(2学时)，(2)贝叶斯准则(2学时)， (3)极大极小准则(1学时)，(4)纽曼-皮尔逊准则(1学时)。 2本章教学要求：通过本章课程的学习，要求学生理解二元检测基本准则的原理，掌握 如何在不同的检测准则下获得检测门限的方法。 3本章教学重点：(1)贝叶斯准则，(2)贝叶斯准则与其它准则之间的关系。 4本章教学难点：(1)贝叶斯准则，(2)极大极小准则。 第三章：高斯噪声中的信号检测(6学时) 1本章教学内容：(1)高斯噪声中的最佳检测器(1学时)，(2)高斯噪声中的匹配滤 波器(1学时)，(3)高斯白噪声中连续时间信号的检测(1学时)，(4)高斯色噪声中连续 时间信号的检测(1学时)，（⑤）AWGN中二元检测器的性能(1学时)，(6)序贯检测及其性 能(1学时)。 2本章教学要求：通过本章课程的学习，要求学生理解高斯噪声中信号检测的原理，掌 握高斯白噪声中推导信号检测器结构的方法。 3本章教学重点：(1)高斯噪声中的最佳检测器，(2)高斯白噪声中连续时间信号的检 测，(3)AWGN中二元检测器的性能。 4本章教学难点：(1)高斯噪声下最佳检测器结构的推导，(2)在通信和雷达应用背景 下二元检测器的性能描述。 第四章：具有随机参量的信号检测(4学时)
《信号检测与估计》教学大纲 课程编号：200060001 课程名称：信号检测与估计 学时数：40 学分：2 开课时间： 秋季 开课学院：信息与通信工程学院 授课对象： 硕士/博士 先修课程： 概率论与数理统计、随机信号分析、信号与系统 一、教学目的 通过本课程教学,使学生掌握信号检测与估计的基本概念和理论，包括信号检测的主要 准则，高斯白噪声中的确定信号与随机参量信号的检测器结构和性能，信号参数估计准则和 性能描述，高斯白噪声中的信号主要参数估计与估计精度描述；了解信号检测与估计理论的 主要工程应用，使学生具备解决实际工程问题的能力。 二、教学内容与要求 第一章：预备知识(4 学时) 1 本章教学内容：(1) 随机变量的概念及高斯分布随机变量（2 学时），(2) 离散时间 随机过程（1 学时），(3) 窄带信号和噪声的复表示（0.5 学时），(4) 信号加噪声的 K-L 展 开（0.5 学时）。 2 本章教学要求：通过本章课程的学习，要求学生掌握本课程所需要的基本理论知识。 3 本章教学重点：（1）随机变量的概念及高斯分布随机变量，（2）窄带信号和噪声的复 表示。 4 本章教学难点：（1）复高斯分布及复多维高斯分布。 第二章：二元信号检测的基本准则(6 学时) 1 本章教学内容：(1) 假设检验和 MAP 准则（2 学时），(2) 贝叶斯准则（2 学时）， (3) 极大极小准则（1 学时），(4) 纽曼-皮尔逊准则（1 学时）。 2 本章教学要求：通过本章课程的学习，要求学生理解二元检测基本准则的原理，掌握 如何在不同的检测准则下获得检测门限的方法。 3 本章教学重点：（1）贝叶斯准则，（2）贝叶斯准则与其它准则之间的关系。 4 本章教学难点：（1）贝叶斯准则，（2）极大极小准则。 第三章：高斯噪声中的信号检测(6 学时) 1 本章教学内容：(1) 高斯噪声中的最佳检测器（1 学时），(2) 高斯噪声中的匹配滤 波器（1 学时），(3) 高斯白噪声中连续时间信号的检测（1 学时），(4) 高斯色噪声中连续 时间信号的检测（1 学时），(5) AWGN 中二元检测器的性能（1 学时），(6) 序贯检测及其性 能（1 学时）。 2 本章教学要求：通过本章课程的学习，要求学生理解高斯噪声中信号检测的原理，掌 握高斯白噪声中推导信号检测器结构的方法。 3 本章教学重点：（1）高斯噪声中的最佳检测器，（2）高斯白噪声中连续时间信号的检 测，（3）AWGN 中二元检测器的性能。 4 本章教学难点：（1）高斯噪声下最佳检测器结构的推导，（2）在通信和雷达应用背景 下二元检测器的性能描述。 第四章：具有随机参量的信号检测(4 学时)
1本章教学内容：(1)复合假设检验(1学时)，(2)随机相位信号检测(1学时)，(3) 随机幅度信号检测(1学时)，(4)随机频率信号检测(0.5学时)，（⑤）随机到达时间信号 检测(0.5学时)。 2本章教学要求：通过本章课程的学习，要求学生理解复合假设检验和简单假设检验之 间的区别，掌握几类典型随机参量的信号检测方法。 3本章教学重点：(1)复合假设检验，(2)随机相位信号检测，(3)随机幅度信号检测。 4本章教学难点：(1)复合假设检验问题的基本求解思路和方法。 第五章：具有随机参数信号的多脉冲检测(2学时) 1本章教学内容：(1)多脉冲随机相位信号的检测(0.5学时)，(2)多脉冲随机相位与 幅度信号的检测(1学时)，(3)分集技术与检测性能(0.5学时)。 2本章教学要求：通过本章课程的学习，要求学生掌握几类典型随机参量多脉冲检测的 方法。 3本章教学重点：(1)多脉冲随机相位与幅度信号的检测，(2)分集技术与检测性能。 4本章教学难点：(1)具有随机参数信号的多脉冲检测问题的基本求解思路和方法。 第六章：多元假设信号检测(2学时) 1本章教学内容：(1)多元检测的贝叶斯准则(1学时)，(2)多元检测器的性能(1 学时)。 2本章教学要求：通过本章课程的学习，要求学生理解多元假设检验的含义，掌握多元 检测的常用准则。 3本章教学重点：(1)多元检测的贝叶斯准则： 4本章教学难点：(1)多元检测器的性能分析方法。 第七章：非参数检测(2学时) 1本章教学内容：(1)相关检测器与线性检测器(0.5学时)，(2)符号检测器(1学时)， (3)Wi1 Icoxon检测器(0.5学时). 2本章教学要求：通过本章课程的学习，要求学生了解非相参检测器的使用场景，并掌 握几类常见的非参数检测器。 3本章教学重点：(1)符号检测器。 4本章教学难点：(1)符号检测器及其性能分析。 第八章：参数估计的基本理论(8学时) 1本章教学内容：(1)参数估计问题描述和分类(0.5学时)，(2)参数估计的性质(4 学时)，(3)贝叶斯估计(2学时)，(4)极大极小估计与最大似然估计(1.5学时)。 2本章教学要求：通过本章课程的学习，要求学生理解参数估计与检测问题的区别和联 系，掌握参数估计器性质的判断方法和不同准则下的估计方法。 3本章教学重点：(1)参数估计的性质，(2)贝叶斯估计。 4本章教学难点：(1)最小方差估计及克拉美罗下界(2)最小均方误差估计、MAP估 计及ML估计及其性质。 第九章：高斯噪声中的参数估计(6学时) 1本章教学内容：(1)高斯白噪声中的参数估计(1学时)，(2)相参情况下的幅度估 计(1学时)，(3)非相参情况下的幅度估计(1学时)，(4)相位估计(1学时)，（⑤）延时
1 本章教学内容：(1) 复合假设检验（1 学时），(2) 随机相位信号检测（1 学时），(3) 随机幅度信号检测（1 学时），(4) 随机频率信号检测（0.5 学时），(5) 随机到达时间信号 检测（0.5 学时）。 2 本章教学要求：通过本章课程的学习，要求学生理解复合假设检验和简单假设检验之 间的区别，掌握几类典型随机参量的信号检测方法。 3 本章教学重点：（1）复合假设检验，（2）随机相位信号检测，（3）随机幅度信号检测。 4 本章教学难点：（1）复合假设检验问题的基本求解思路和方法。 第五章：具有随机参数信号的多脉冲检测(2 学时) 1 本章教学内容：(1) 多脉冲随机相位信号的检测（0.5 学时），(2) 多脉冲随机相位与 幅度信号的检测（1 学时），(3) 分集技术与检测性能（0.5 学时）。 2 本章教学要求：通过本章课程的学习，要求学生掌握几类典型随机参量多脉冲检测的 方法。 3 本章教学重点：（1）多脉冲随机相位与幅度信号的检测，（2）分集技术与检测性能。 4 本章教学难点：（1）具有随机参数信号的多脉冲检测问题的基本求解思路和方法。 第六章：多元假设信号检测(2 学时) 1 本章教学内容：(1) 多元检测的贝叶斯准则（1 学时），(2) 多元检测器的性能（1 学时）。 2 本章教学要求：通过本章课程的学习，要求学生理解多元假设检验的含义，掌握多元 检测的常用准则。 3 本章教学重点：（1）多元检测的贝叶斯准则。 4 本章教学难点：（1）多元检测器的性能分析方法。 第七章：非参数检测(2 学时) 1 本章教学内容：(1) 相关检测器与线性检测器（0.5 学时），(2) 符号检测器（1 学时）， (3) Wilcoxon 检测器（0.5 学时）。 2 本章教学要求：通过本章课程的学习，要求学生了解非相参检测器的使用场景，并掌 握几类常见的非参数检测器。 3 本章教学重点：（1）符号检测器。 4 本章教学难点：（1）符号检测器及其性能分析。 第八章：参数估计的基本理论(8 学时) 1 本章教学内容：(1) 参数估计问题描述和分类（0.5 学时），(2) 参数估计的性质（4 学时），(3) 贝叶斯估计（2 学时），(4) 极大极小估计与最大似然估计（1.5 学时）。 2 本章教学要求：通过本章课程的学习，要求学生理解参数估计与检测问题的区别和联 系，掌握参数估计器性质的判断方法和不同准则下的估计方法。 3 本章教学重点：（1）参数估计的性质，（2）贝叶斯估计。 4 本章教学难点：（1）最小方差估计及克拉美罗下界（2）最小均方误差估计、MAP 估 计及 ML 估计及其性质。 第九章：高斯噪声中的参数估计(6 学时) 1 本章教学内容：(1) 高斯白噪声中的参数估计（1 学时），(2) 相参情况下的幅度估 计（1 学时），(3) 非相参情况下的幅度估计（1 学时），(4) 相位估计（1 学时），(5) 延时
估计(1学时)，(6)频率估计(1学时)。 2本章教学要求：通过本章课程的学习，要求学生理解高斯噪声中参数估计的基本原理， 掌握几类典型参数估计的方法。 3本章教学重点：(1)高斯白噪声中的参数估计，(2)相参情况下的幅度估计(1学时)， (3)延时估计。 4本章教学难点：(1)如何将参数估计理论应用于高斯噪声下的参数估计，推导相应的 参数估计结果。 三、教学方式 1.以课件及参考资料为主的教学，PPT与板书相结合。 2.以课堂讲授为主，讲授内容以课件为主线，辅以各种最新进展学术文章、关键问题深度 解析材料等。 四、考核方式与成绩评定 1.考试： 考核方式：课堂笔试（开卷） 成绩评定：平时成绩（课堂讨论、课程设计、作业、出勤）占40%，期末考试成绩占60%。 2.考查： 考核方式：课堂讨论、课程设计、作业、出勤 成绩评定：作业、出勤50%，课堂讨论、课程设计50%。 五、教材及主要参考书目 教材： [1]Thomas Schonhoff,Arthur A.Giordano.Detection and Estimation Theory and Its Applications,,电子工业出版社，2007. 参考书： [1)赵树杰，赵建勋.信号检测与估计理论.清华大学出版社，2005. [2]张明友，吕明.信号检测与估计.电子工业出版社，2005， [3]许树声.信号检测与估计.国防工业出版社，1985. (大纲撰写人：何子述) (大纲审稿人：口口口)
估计（1 学时），(6) 频率估计（1 学时）。 2 本章教学要求：通过本章课程的学习，要求学生理解高斯噪声中参数估计的基本原理， 掌握几类典型参数估计的方法。 3 本章教学重点：（1）高斯白噪声中的参数估计，（2）相参情况下的幅度估计（1 学时）， （3）延时估计。 4 本章教学难点：（1）如何将参数估计理论应用于高斯噪声下的参数估计，推导相应的 参数估计结果。 三、教学方式 1．以课件及参考资料为主的教学，PPT 与板书相结合。 2．以课堂讲授为主，讲授内容以课件为主线，辅以各种最新进展学术文章、关键问题深度 解析材料等。 四、考核方式与成绩评定 1．考试： 考核方式：课堂笔试（开卷） 成绩评定：平时成绩（课堂讨论、课程设计、作业、出勤）占 40%，期末考试成绩占 60%。 2．考查： 考核方式：课堂讨论、课程设计、作业、出勤 成绩评定：作业、出勤 50%，课堂讨论、课程设计 50%。 五、教材及主要参考书目 教材： [1] Thomas Schonhoff, Arthur A. Giordano. Detection and Estimation Theory and Its Applications, 电子工业出版社, 2007. 参考书： [1] 赵树杰, 赵建勋. 信号检测与估计理论. 清华大学出版社, 2005. [2] 张明友, 吕明. 信号检测与估计. 电子工业出版社, 2005. [3] 许树声. 信号检测与估计. 国防工业出版社, 1985. （大纲撰写人：何子述） （大纲审稿人：□□□）
