信号的统计检测与估计理论

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1、研究生教学用书教育部学位管理与研究生教育司推荐信号的统计检测与估计理论TheStatisticalTheoryofSignalDetectionandEstimation（第二版）李道本著北京内容简介信号的统计检测与估计理论是现代信息理论的重要组成部分。本书是作者在多年讲授研究生课程的讲义基础上整理而成的。全书共分十五章，系统地介绍了信号检测和信号参量估计的基本理论，并在第一版的基础上，为适应通信、雷达、自动控制等技术的飞速发展增加了许多新内容，例如增加了第十五章“多地址用户信号检测”。书中包括了作者多年的研究成果。书中每章还

2、配有一定量的习题，供读者练习。本书可供高等院校通信、雷达、自动控制等专业的研究生、高年级本科生使用，也可供相关工程技术人员阅读、参考。图书在版编目（CIP）数据信号的统计检测与估计理论／李道本著．—２版．北京：科学出版社，２００４ISBN　７唱０３唱０１３３８５唱４　Ⅰ畅信…　Ⅱ畅李…　Ⅲ畅①信号检测研究生教材②参数估计研究生教材　Ⅳ．TN９１１．２３中国版本图书馆CIP数据核字（２００４）第０４４５８８号责任编辑：匡敏贾瑞娜／责任校对：朱光光责任印制：钱玉芬／封面设计：陈敬出版北京东黄城根北街１６号邮政编码：１００７１７ht

3、tp：／／www．sciencep．com印刷科学出版社发行各地新华书店经销倡１９９６年１月北京邮电大学出版社第一版２００４年９月第二版开本：B５（７２０×１０００）２００４年９月第一次印刷印张：３２１／２印数：１５０１—４０００字数：６３６０００定价：42畅00元（如有印装质量问题，我社负责调换枙科印枛）第二版前言最近在国际航天史上发生了几件重大事件：我国成功地发射了载人航天飞船“神舟五号”，并启动了“探月工程”；欧洲航天局、美国宇航局先后向火星发射了“猎兔犬”号、“勇气”号与“机遇”号火星飞船；“卡西尼”号经过长达七年的飞

4、行后又到达了土星。人们不禁要问，在如此遥远的太空，电波信号的能量已经衰减到了极其微弱的程度，怎样才能保证可靠的通信、精密的测量与正确的控制呢？这中间所涉及的基本理论，就正是本书所要介绍的“检测与估计理论”。信号的统计检测与估计理论是在第二次世界大战期间，即２０世纪４０年代，由于战争对雷达与声纳技术的需求而逐步形成与发展起来的。目前已经成为现代信息理论的一个重要组成部分。其理论基础是信息论，所采用的数学工具是概率论、随机过程以及数理统计。它是现代通信、雷达、声纳以及自动控制技术的理论基础。不仅如此，它也在模式识别、射电天文学、遥

5、感遥测、资源探测、天气预报、精神物理学、生物物理学、系统辨识乃至医学及社会学等领域中得到广泛的应用。检测与估计理论可以分为检测理论与估计理论两大部分，而估计理论则又可分为参量估计与波形估计两部分。一般我们把波形估计称为滤波理论，即现代Wiener滤波理论及Kalman滤波理论，目前它已经发展成为一门独立的学科。英、美、俄等国的高等学校里一般把检测与估计理论和滤波理论分成两门课程来讲授。作者同意这种观点，因此在本书的估计理论中将不介绍波形估计理论。有兴趣的读者可以参阅有关的专著及文献。所谓检测，就是根据有限观测，“最佳”区分一个

6、物理系统不同状态的理论。而所谓参量估计，则是根据有限观测，“最佳”找出一个物理系统不同参数的理论。这里我们将特别强调有限观测，因为只有如此才有实际意义。若检测或估计只能在无限观测后才能进行，这样的检测或估计还有什么用途呢？另外我们对“最佳”二字加了引号，因为绝对或纯粹的最佳是不存在的，只能是特定含义下的“最佳”，也就是某种准则之下的“最佳”。例如在检测理论中常用的就有Bayes准则、最大后验概率（MAP）准则、最大似然（ML）准则、最小差错概率准则、理想观察者准则以及Neyman唱Pearson准则等。不同的准则，最佳的含义是

7、不同的。在估计理论中也有不同的最佳准则，对这些内容，读者在读到有关章节时自然会有所了解。我们还要特别强调的，是我们的检测或估计是在噪声或干扰环境下进行的。因为如果没有噪声或干扰的破坏或捣乱，检测或估计的使命也就不存在了。一般·ii·信号的统计检测与估计理论人把噪声与干扰视为一种含义，而在本书中却是两个概念。噪声是指与有用信号无关的一些破坏性因素，如通信中的各种工业噪声、交流声、脉冲噪声、银河系噪声、大气噪声、太阳噪声以及由元器件内部各种微观粒子的热骚动所产生的热噪声等。而干扰则是指与有用信号有关的一些破坏性因素，如通信中的符号

8、间干扰、共信道干扰、邻近信道干扰以及各种人为的故意干扰（如军事或雷达系统中的瞄准干扰）等。噪声与干扰可以用一个随机过程来描述，由于随机过程类型的不同，检测与估计的类型也就相应有所不同。第一类是参量检测（估计）。这是指当噪声或干扰过程可以用有限个实参数所描述时的检测（估计）问题