信号检测与估计理论简答

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信号检测与估计试题——答案(不完整版)

一、概念：1. 匹配滤波器。

概念：所谓匹配滤波器是指输出判决时刻信噪比最大的最佳线性滤波器。

应用：在数字信号检测和雷达信号的检测中具有特别重要的意义。

在输出信噪比最大准则下设计一个线性滤波器是具有实际意义的。

2. 卡尔曼滤波工作原理及其基本公式(百度百科)首先，我们先要引入一个离散控制过程的系统。

该系统可用一个线性随机微分方程（Linear Stochastic Difference equation）来描述：X(k)=A X(k-1)+B U(k)+W(k)再加上系统的测量值：Z(k)=H X(k)+V(k)上两式子中，X(k)是k时刻的系统状态，U(k)是k时刻对系统的控制量。

A和B是系统参数，对于多模型系统，他们为矩阵。

Z(k)是k时刻的测量值，H是测量系统的参数，对于多测量系统，H为矩阵。

W(k)和V(k)分别表示过程和测量的噪声。

他们被假设成高斯白噪声(White Gaussian Noise)，他们的covariance 分别是Q，R（这里我们假设他们不随系统状态变化而变化）。

对于满足上面的条件(线性随机微分系统，过程和测量都是高斯白噪声)，卡尔曼滤波器是最优的信息处理器。

下面我们来用他们结合他们的covariances 来估算系统的最优化输出（类似上一节那个温度的例子）。

首先我们要利用系统的过程模型，来预测下一状态的系统。

假设现在的系统状态是k，根据系统的模型，可以基于系统的上一状态而预测出现在状态：X(k|k-1)=A X(k-1|k-1)+B U(k) (1)式(1)中，X(k|k-1)是利用上一状态预测的结果，X(k-1|k-1)是上一状态最优的结果，U(k)为现在状态的控制量，如果没有控制量，它可以为0。

到现在为止，我们的系统结果已经更新了，可是，对应于X(k|k-1)的covariance还没更新。

信号检测与估计知识点总结(1)

信号的平稳性如何定义？与各态历经性的关联？如果一个随机过程x（t）经过实践Δt后，其统计特性保持不变，则该过程具有严格的平稳性。

如果N阶都是平稳的，称为严格平稳。

遍历过程一定是平稳的，平稳的过程不一定都是遍历的。

随机信号的频域特性为什么要用功率谱密度来描述，而不是用频谱？与自相关函数是什么关系？由于平稳随机过程x（t）持续时间无限长，因此不满足绝对可积的条件，故其频谱密度不存在。

但是随机过程的平均功率是有限的。

Pw是自相关函数的傅里叶变换，自相关函数式功率谱密度的傅里叶逆变换。

窄带信号：如果信号的带宽远小于f0，w0/2π。

检测：感兴趣的信号在观测样本中受噪声干扰，根据接收到的测量值样本判决信号的有无。

先验概率：不依赖于测量值或观测样本的条件下，某事件（假设）发生或成立的概率。

p(H0),p(H1)。

后验概率：在已掌握观测样本或测量值y的前提下，某事件（假设）发生或成立的概率。

p(H0/y),p(H1/y) 。

似然函数：在某假设H0或H1成立的条件下，观测样本y出现的概率。

似然比：L(y)=p(y|H1)p(y|H0)虚警概率：无判定为有；漏报概率：有判定为无平均风险：r=(P00C00+P10C10)∙P(H0)+(P01C01+P11C11)∙P(H1)最大后验概率准则：似然比为：L(y)=p(y|H1)/p(y|H0)判别准则：L(y)<P(H0)/P(H1),则判定为H0成立。

L(y)≥P(H0)/P(H1),则判定H1成立。

最佳门限值：由先验概率决定。

要求在先验概率已知的条件下进行判决。

即：以观测样本为依据，以似然比为检测统计量，以后验概率最大为衡量标准（准则），以先验概率比为检测门限。

四种可能性：虚警、漏报、正确检测、正确判断没信号最小错误概率准则：门限取在加权后二者相交处总错误概率最小。

为什么要加权？所有的密度函数都是非加性的。

总错误概率：P e=P(H0)/P f+P(H1)/P m似然比为：L(y)=p(y|H1)/p(y|H0)判别准则：L(y)<P(H0)/P(H1),则判定为H0成立。

信号检测与估计理论第一章习题讲解

1-9 已知随机变量X 的分布函数为20,0(),011,1X x F x kx x x <⎧⎪=≤≤⎨⎪>⎩求：①系数k ； ②X 落在区间(0.3,0.7)内的概率； ③随机变量X 的概率密度。

解：第①问利用()X F x 右连续的性质 k ＝1 第②问{}{}{}()()0.30.70.30.70.70.30.7P X P X F P X F =<<=<≤-=-第③问 201()()0X X xx d F x f x elsedx ≤<⎧==⎨⎩1-10已知随机变量X 的概率密度为()()xX f x ke x -=-∞<<+∞（拉普拉斯分布），求：①系数k ②X 落在区间(0,1)内的概率 ③随机变量X 的分布函数解：第①问()112f xd x k ∞-∞==⎰ 第②问 {}()()()211221x x P x X xF x F xfx d x<≤=-=⎰ 随机变量X 落在区间12(,]x x 的概率12{}P x X x <≤就是曲线()y f x =下的曲边梯形的面积。

{}{}()()1010101112P X P X f x dxe -<<=<≤==-⎰第③问()102102xx e x f x e x -⎧≤⎪⎪=⎨⎪>⎪⎩()00()110022111010222xx xxx x x x F x f x dxe dx x ex e dx e dxx e x -∞-∞---∞=⎧⎧≤≤⎪⎪⎪⎪==⎨⎨⎪⎪+>->⎪⎪⎩⎩⎰⎰⎰⎰1-11 某繁忙的汽车站，每天有大量的汽车进出。

设每辆汽车在一天内出事故的概率为0.0001，若每天有1000辆汽车进出汽车站，问汽车站出事故的次数不小于2的概率是多少？,(01)p q λ→∞→→∞→−−−−−−−−→−−−−−−−−→−−−−−−−−→n=1n ,p 0,np=n 成立，0不成立-分布二项分布泊松分布高斯分布汽车站出事故的次数不小于2的概率()()P(2)101k P k P k ≥=-=-= 答案0.1P(2)1 1.1k e -≥=-100.1n p ≥≤实际计算中，只需满足，二项分布就趋近于泊松分布()np!k e P X k k λλλ-=＝＝1-12 已知随机变量(,)X Y 的概率密度为(34)0,0(,)0x y XY kex y f x y -+⎧>>⎪=⎨⎪⎩,,其它求：①系数k ？②(,)X Y 的分布函数？③{01,02}P X X <≤<≤？第③问方法一：联合分布函数(,)XY F x y 性质：若任意四个实数1212,,,a a b b ，满足1212,a a b b ≤≤，则121222111221{,}(,)(,)(,)(,)XY XY XY XY P a X a b Y b F a b F a b F a b F a b <≤<≤=+--{01,02}(1,2)(0,0)(1,0)(0,2)XY XY XY XY P X Y F F F F ⇒<≤<≤=+--方法二：利用(){(,)},XY DP x y D f u v dudv∈∈⎰⎰)(210{01,02},XY P X Y f x y dxdy <≤<≤=⎰⎰1-13 已知随机变量(,)X Y 的概率密度为101,(,)0x y xf x y ⎧<<<=⎨⎩,,其它 ①求条件概率密度(|)X f x y 和(|)Y f y x ？②判断X 和Y 是否独立？给出理由。

信号检测与估计理论(复习题解)-精选文档

a ba 0 图 2. 1 (b)
ab y

2 b y x
2 2 y 4 x
第2章信号检测与估计理论的基础知识例题解答
例 2 . 3 设连续随机信号 x ( t ) a cos( t ), 其振幅 a 和频率已知相位在 [ , ) 范围内均匀分布。分析该信号的广义平稳并求其自差函数。解：分析该信号是否满足广义平稳的条件。信号的均值 ( t ) E a cos( t ) a cos( t ) p ( ) d x
2 1 ( y b ) / 2 1 x p ( y ) exp 2 2 2 2 2 x x 1 2
2 1 y ( 2 b ) x exp 2 2 8 8 x x 1 2
二. 离散随机信号矢量
1. 概率密度函数描述。 2. 统计平均量：均值矢量 , 协方差, 协方差矩阵。 3. 各分量之间的互不相关性和相互统计独立性及关系。 4. 高斯离散随机信号矢量的概率密度函数及特点： x ~ N ( μ , C ), 互不相关等价于相互统计独立 , 独立同分布 x x

E ( x b ) b
y
2 y
2 2 22 E ( y b ) E ( x b b ) E ( x 0 ) a / 6
第2章信号检测与估计理论的基础知识例题解答
当 a b 2 a 时, p ( y ) 的函数曲线如图 2 . 1 (b)所示。 p ( x) p( y ) 1/ a 1/ a
第 1章
信号检测与估计概论

信号检测与估计试题及答案

P( x) 1 2 1 exp ln x , x 0 ， X1 , X 2 ,..., X N 是 X 的 N 个样本值。 2 2
(1). 若为常数，求的最大似然估计。
ˆ 1 N ln xiБайду номын сангаасN i 1
(2). 判断的最大似然估计是否是有效估计？因为
ˆ HX B ，其中 H C M N , B C M 1
(1). 用最小均方误差准则确定矩阵 H , B 。（用 , x 的一阶和二阶统计量表示。）
H cov( , x ) cov1 ( x , x ) B E ( ) cov( , x ) cov 1 ( x , x ) E ( x)
2 ) ，做 H1 判决，反之做 H 0 判决。 ln 2 3
2
4. 求解下列问题 (1). 什么是序贯检测？
A1 , D1 ( x) A0 , D0 other , more obervation
(2). 对二元检测 P D1 H 0 ， P D0 H1 若，推导瓦尔特序贯检测的门
1 (2). 若是线性调频信号，即 s1 (t ) A1 cos(1t t 2 ) 0 t T , 2 / 1 T ， 2
是常数，再求 Pe 结果相同。
3. 设有两种假设分别为：
H 0 : P0 ( x)
x2 1 exp 2 2 2 1 x A, A 0 H1 : P 1 ( x) 2 A 0 x >A
(2). ˆ 是否无偏
是无偏估计。
7. 求解下列问题。 (1). 什么是卡尔曼滤波，写出卡尔曼滤波的状态方程，观测方程和滤波方程

信号检测与估计理论简答

信号检测与估计理论简答题1.维纳滤波器与卡尔曼滤波器的区别维纳滤波器：1)只用于平稳随机过程。

2)该系统常称为最佳线性滤波器。

它根据全部过去和当前的观测信号来估计信号的波形，它的解是以均方误差最小条件所得到的系统的传递函数H(Z)的形式给出的。

3)信号和噪声是用相关函数表示的。

卡尔曼滤波器：1)平稳随机过程和不平稳随机过程均适用。

2)该系统常称为线性最优滤波器。

它不需要全部过去的观测数据，可根据前一个的估计值和最近的观察数据来估计信号的当前值，它是用状态方程和递推方法进行估计的，其解是以估计的形式给出的。

3)信号和噪声是用状态方程和测量方程表示的。

2.解释白噪声情况下正交函数集的任意性设)0)(()()(T t t n t s t x ≤≤+=中，噪声n(t)是零均值、功率谱密度为2/)(0N w P n =的白噪声，其自相关函数)(2)(0u t N u t r n -=-δ。

于是，任意取正交函数集)()},({t x t f k 的展开系数jx 和kx (k=1,2,…)的协方差为)])([(k k j j s x s x E --])()()()([00⎰⎰=Tk j Tdu u f u n dt t f t n E⎰⎰⎥⎦⎤⎢⎣⎡=T Tk j dt du u f u n t n E t f 00)()]()([)(⎰⎰⎥⎦⎤⎢⎣⎡-=TT k j dt du u f u t t f N 000)()()(2δjk k Tj N dt t f t f Nδ2)()(2==⎰当k j ≠时，协方差0)])([(=--k k j j s x s x E ，这说明，在n(t)是白噪声的条件下，取任意正交函数集)}({t f k 对平稳随机过程k x (k=1,2,…)之间都是互不相关的。

这就是白噪声条件下正交函数集的任意性。

3.请说明非随机参量的任意无偏估计量的克拉美-罗不等式去等号成立的条件和用途克拉美-罗不等式])),(ln [(1])ˆ[(22θθθθ∂∂≥-x p E E 或)]),(ln [(1])ˆ[(222θθθθ∂∂-≥-x p E E 当且仅当对所有的x 和θ都满足k x p )ˆ(),(ln θθθθ-=∂∂时，不等式去等号成立。

信号检测与估计知识点总结(3)

第二章检测理论1 •二元检测:①感兴趣的信号在观测样本中受噪声干扰，根据接收到的测量值样本判决信号的有无。

②感兴趣的信号只有两种可能的取值，根据观测样本判决是哪一个。

2•二元检测的数学模型：感兴趣的信号s,有两种可能状态：sO、si。

在接收信号的观测样本y中受到噪声n的污染，根据测量值y作出判决：是否存在信号s,或者处于哪个状态。

即：y(t)=si(t)+n(t) i=0,1假设：H o :对应s o状态或无信号，H i:对应s i状态或有信号。

检测：根据y及某些先验知识，判断哪个假设成立。

3.基本概念与术语先验概率：不依赖于测量值或观测样本的条件下，某事件(假设)发生或成立的概率。

p(H o),p(H i)。

后验概率：在已掌握观测样本或测量值y的前提下，某事件(假设)发生或成立的概率。

p(H o/y),p(H i/y)。

似然函数：在某假设H o或H i成立的条件下，观测样本y出现的概率。

似然比：L(y)3Hi)p(y|H o)虚警概率P f:无判定为有;漏报概率P m:有判疋为无;(正确)检测概率P d :有判定为有。

平均风险：r =[R o C oo +P io C io] ・P(H°) +[P oi C oi + R i C ii] ・P(H i) 4.1最大后验概率准则(MAP )在二元检测的情况下，有两种可能状态：so、si，根据测量值y作出判决：是否存在信号s,或者处于哪个状态。

即:y(t)=si(t)+n(t) i=o,i假设：H o:对应s o状态或无信号，H i:对应s i状态或有信号。

如果P(H°|y) P(H i|y)成立，判定为H o成立；否则P(H i |y) . P(H o |y)成立，判定为H成立。

信号检测与估计知识点总结(2)

第三章估计理论1. 估计的分类矩估计：直接对观测样本的统计特征作出估计。

参数估计：对观测样本中的信号的未知参数作出估计。

待定参数可以是未知的确定量，也可以是随机量。

点估计：对待定参量只给出单个估计值。

区间估计：给出待定参数的可能取值范围及置信度。

(置信度、置信区间) 波形估计：根据观测样本对被噪声污染的信号波形进行估计。

预测、滤波、平滑三种基本方式。

✓ 已知分布的估计✓ 分布未知或不需要分布的估计。

✓ 估计方法取决于采用的估计准则。

2. 估计器的性能评价✧ 无偏性：估计的统计均值等于真值。

✧ 渐进无偏性：随着样本量的增大估计值收敛于真值。

✧ 有效性：最小方差与实际估计方差的比值。

✧ 有效估计：最小方差无偏估计。

达到方差下限。

✧ 渐进有效估计：样本量趋近于无穷大时方差趋近于最小方差的无偏估计。

✧ 一致性：随着样本量的增大依概率收敛于真值。

✧ Cramer-Rao 界：其中为Fisher 信息量。

3. 最小均方误差准则模型：假定：是观测样本，它包含了有用信号及干扰信号，其中是待估计的信号随机参数。

根据观测样本对待测参数作出估计。

最小均方误差准则：估计的误差平方在统计平均的意义上是最小的。

即使达到最小值。

此时从而得到的最小均方误差估计为：即最小均方误差准则应是观测样本Y 一定前提下的条件均值。

需借助于条)()(1αα-≥F V ⎪⎭⎪⎬⎫⎪⎩⎪⎨⎧⎥⎦⎤⎢⎣⎡∂∂=⎭⎬⎫⎩⎨⎧∂∂-=2212122);,(ln );,(ln )(αααααm m y y y p E y y y p E F )(),()(t n t s t y +=θ)(t n T N ),,,(21θθθθ=),(θts {}{})ˆ()ˆ()ˆ,(2θθθθθθ--=T E e E {}0)ˆ,(ˆ2=⎥⎦⎤⎢⎣⎡=MSE e E d d θθθθθθθθθd Y f Y MSE )|()(ˆ⎰=件概率密度求解，是无偏估计。

《信号检测与估计》第四章习题解答

(3sinω0T
−
2sin3ω0T
)
则判决规则变为
H1
I
> <
β
H0
两种错误判决的概率分别为
+∞
∫ P(D1 | H0 ) = β f (I | H0 )dI
《信号检测与估计》习题解答
β
∫ P(D0 | H1) = −∞ f (I | H1)dI
平均错误概率 Pe 为
∫ ∫ Pe
= P(H0 )P(D1 | H0 ) + P(H1)P(D0
T 0
[x(t
)−
B
cos(ω2t
+φ
)]2
dt
《信号检测与估计》习题解答
( ) ( ) ( ) f xH0 =
1
∫ − 1
e N0
T 0
[x
(t
)−
s
0
(t
)]2
dt
=
2π σ k
1
∫ − 1
e N0
T 0
[x
(t
)−
A
cos
ω1t
−
B
cos(ω
2
t
+φ
)]2
dt
2π σ k
根据最小差错概率准则有
0 N0
T 2 s2(τ )dτ = 2a2T
0 N0
N0
输出信号
xo (T
)
=
T
∫0
h(t )x(T
−
t )dt
=
∫Ts(T 0
− t)x(T
−
t )dt
=
T
∫0
2 N0
s(τ
)x(τ

《信号检测与估计》第二章习题解答

E[x]
=
0
，
R(t, t
+τ
)
=
R(τ
)
=
a2 2
cos ω0τ
即数学期望与时间无关，自相关函数仅与时间间隔有关，故 X (t) 为广义平稳随机过程
2.7 设有状态连续，时间离散的随机过程 X (t) = sin(2πAt)，式中， t 只能取正整数，即 t = 1,2,3,L ，
A 为在区间 (0,1) 上均匀分布的随机变量，试讨论 X (t)的平稳性。
cos
t2
+
1 9
sin
t2
cos t1
=
1 9
+
1 9
sin
t1
+
1 9
cos
t1
+
1 9
sin
t2
+
1 9
cos t2
+
1 9
cos(t1
-
t2
)+
1 9
sin(t1
+
t2
)
2.4 随机过程 X (t)为 X (t) = A cosω0t + B sin ω0t
[ ] [ ] 式中，ω0 是常数，A 和 B 是两个相互独立的高斯随机变量，而且 E[A] = E[B] = 0 ，E A2 = E B2 = σ 2 。
1 ↔ e−aτ u(τ )
jω + a
所以
RX (τ ) = ⎜⎜⎝⎛
1 e− 3
3τ −
1e 3
3τ + 1 e− 22
2τ − 1 e 22
2τ ⎟⎟⎠⎞u(τ )
平均功率

信号检测与估计理论

x~N (μx,Cx),互不相关等计价独 , 独于立立相同互分统布概率密度函数。
第2章信号检测与估计理论的基础知识内容提要
三. 离散随机信号的函数
1.一维雅可比特变别换是, 简单线性的函变数。换时 2. N维雅可比变换。
四. 连续随机信号
1任 .tk 时意刻采 x (tk) 样 (x k ； tk)所 k ( 1 ,2 , 得 ,N )的样概本率函数描述。
平均似然广比义检似验然 ,比-检皮验尔和逊奈检曼验的基
和方法。
第3章信号状态的统计检测理论例题解答
例3.1 设二元信号检测的模信型号为
H 0： x1n H1： x2n
其中观,测n噪服声从对称三如3 角图 .1(a)分所布。示,
若似然 1 ,求比最检图佳测示判门计判 P ( 决 H 限算 1|H 0 决 )。式域
也相互统计独立。
七. 信号模型及统计特性
确知信号 (未和 )知参随量机；信随号机参量信性号描的述统
第2章信号检测与估计理论的基础知识例题解答
例 2.1设离散x随服机从信对号称其三概角率分密布度 , 函
p(x)
11|x| a a2
axa (a0)
0
其他
第3章信号状态的统计检测理论内容提要
一.信号状态统计检测的理基论本概念
信号状态观的测假信设号 , 的数概合 ,率理密判判度决决函,结果与判决概最率佳 , 判决的概。念
二.二元信号状态统计的检三测个准则
贝叶斯最检小测平准均则准错 , 奈则误曼 , 皮概尔率逊检测准则的概检念验、判似决然为式比最、简化判简决能式

信号检测与估计理论(复习题解)

优缺点
最大似然估计法具有一致性和渐近无偏性等优点，但在小样本情况下可能存在偏差。此外，该方法对模型的假设较为敏感，不同的模型假设可能导致不同的估计结果。
最小二乘法
01
原理
最小二乘法是一种基于误差平方和最小的参数估计方法，它通过最小化预测值与观测值之间的误差平方和来估计模型参数。
02 03
步骤
首先，构建包含未知参数的预测模型；然后，根据观测数据计算预测值与观测值之间的误差平方和；接着，对误差平方和求导并令其为零，得到参数的估计值；最后，通过求解方程组得到参数的最小二乘估计值。
优缺点
最小二乘法具有计算简单、易于实现等优点，但在处理非线性问题时可能效果不佳。此外，该方法对异常值和噪声较为敏感，可能导致估计结果的偏差。
01
小波变换基本原理
小波变换是一种时频分析方法，通过伸缩和平移等运算对信号进行多尺
度细化分析，能够同时提供信号的时域和频域信息。
02
小波变换在信号去噪中的应用
小波变换具有良好的时频局部化特性，可以用于信号的去噪处理。通过
对小波系数进行阈值处理等操作，可以有效去除信号中的噪声成分。
03
小波变换在信号特征提取中的应用
3. 观察相关函数的峰值，判断是否超过预设门限。
实现步骤
2. 将待检测信号与本地参考信号进行相关运算。
优缺点：相关接收法不需要严格的信号同步，但要求参考信号与待检测信号具有较高的相关性，且容易受到多径效应和干扰的影响。
能量检测法
原理：能量检测法通过计算接收信号的能量来判断信号是否存在。在噪声功率已知的情况下，可以通过比较接收信号的能量与预设门限来判断信号是否存在。 1. 计算接收信号的能量。
经典参数估计方法

《信号检测与估计》第三章习题解答

解：由题意可得
( ) f x H0 =
1
− x2
e2
2π
N
∑ 根据定理：当 xi ~ N (0,1) ，且 i = 1,2,L, N 之间相互独立时， x = xi2 服从 χ 2 分布，其概率密 i =1
度函数为
fi(x) =
1
2
i 2
Γ
⎜⎛
i
⎟⎞
i −1 − x
x2 e 2
。得到
⎝2⎠
( ) f
i =1
H1 > <
H0
1 M
ln l0
+1=
β
即判决门限为
β
=
1 M
ln l0
+1
（2）
3.7 在二元假设检验问题中，两假设下的接收信号分别为
H1：x(t ) = r12 + r22 H0：x(t) = r1
其中， r1 和 r2 是独立同分布的高斯随机变量，均值为零，方差为 1。求 Bayes 最佳判决公式。
信号检测与估计第三章习题解答经济法基础第三章习题热学第三章习题答案教育学第三章练习题信号与系统习题解析电磁学习题解答数值分析习题解答控制工程基础习题解答数学模型习题参考解答材料力学习题解答
《信号检测与估计》习题解答
《信号检测与估计》第三章习题解答
3.1 在二元数字通信系统中，发送端等概发送 2V 和 0V 的脉冲信号，信道上迭加的噪声服从均值
erf
⎜⎜⎝⎛
β
−1 2σ
⎟⎟⎠⎞⎥⎦⎤
=
1 2
⎡ ⎢1 + ⎣
erf
⎜⎜⎝⎛
β
−1 2σ
⎟⎟⎠⎞⎥⎦⎤
=
1 2

信号检测与估计简答题集

3一、简答题注释简答题（每题5分，共20分）或（每题4分，共20分）二、第1章简答题1．从系统和信号的角度看，简述信号检测与估计的研究对象。

答：从系统的角度看，信号检测与估计的研究对象是加性噪声情况信息传输系统中的接收设备。

从信号的角度看，信号检测与估计的研究对象是随机信号或随机过程。

2．简述信号检测与估计的基本任务和所依赖的数学基础。

答：解决信息传输系统接收端信号与数据处理中信息恢复与获取问题，或从被噪声及其他干扰污染的信号中提取、恢复所需的信息。

信号检测与估计所依赖的数学基础是数理统计中贝叶斯统计的贝叶斯统计决策理论和方法。

3．概述信号在传输过程中与噪声混叠在一起的类型。

答：信号在传输过程中，噪声与信号混杂在一起的类型有3种：噪声与信号相加，噪声与信号相乘（衰落效应），噪声与信号卷积（多径效应）。

与信号相加的噪声称为加性噪声，与信号相乘的噪声称为乘性噪声，与信号卷积的噪声称为卷积噪声。

加性噪声是最常见的干扰类型，也是最基本的，因为乘性噪声和卷积噪声的情况均可转换为加性噪声的情况。

三、第2章简答题1．简述匹配滤波器概念及其作用。

答：匹配滤波器是在输入为确定信号加平稳噪声的情况下，使输出信噪比达到最大的线性系统。

匹配滤波器的作用：一是使滤波器输出有用信号成分尽可能强；二是抑制噪声，使滤波器输出噪声成分尽可能小，减小噪声对信号处理的影响。

2．根据匹配滤波器传输函数与输入确定信号及噪声的关系，简述匹配滤波器的原理。

答：匹配滤波器传输函数等于输入确定信号频谱的复共轭除以输入平稳噪声的功率谱密度，再附加相位项T ω-，其中T 为输入确定信号的持续时间或观测时间。

由于匹配滤波器传输函数的幅频特性与输入确定信号的幅频特性成正比，与输入噪声的功率谱密度成反比；对于某个频率点，信号越强，该频率点的加权系数越大，噪声越强，加权越小。

从而起到加强信号，抑制噪声的作用。

对于信号，匹配滤波器的相频特性与输入信号的相位谱互补，使输入信号经过匹配滤波器以后，相位谱将全部被补偿掉。

信号检测与估计简答题集

一、简答题注释简答题（每题5分，共20分）或（每题4分，共20分）二、第1章简答题1．从系统和信号的角度看，简述信号检测与估计的研究对象。

答：从系统的角度看，信号检测与估计的研究对象是加性噪声情况信息传输系统中的接收设备。

从信号的角度看，信号检测与估计的研究对象是随机信号或随机过程。

2．简述信号检测与估计的基本任务和所依赖的数学基础。

答：解决信息传输系统接收端信号与数据处理中信息恢复与获取问题，或从被噪声及其他干扰污染的信号中提取、恢复所需的信息。

信号检测与估计所依赖的数学基础是数理统计中贝叶斯统计的贝叶斯统计决策理论和方法。

3．概述信号在传输过程中与噪声混叠在一起的类型。

答：信号在传输过程中，噪声与信号混杂在一起的类型有3种：噪声与信号相加，噪声与信号相乘（衰落效应），噪声与信号卷积（多径效应）。

与信号相加的噪声称为加性噪声，与信号相乘的噪声称为乘性噪声，与信号卷积的噪声称为卷积噪声。

加性噪声是最常见的干扰类型，也是最基本的，因为乘性噪声和卷积噪声的情况均可转换为加性噪声的情况。

三、第2章简答题1．简述匹配滤波器概念及其作用。

答：匹配滤波器是在输入为确定信号加平稳噪声的情况下，使输出信噪比达到最大的线性系统。

匹配滤波器的作用：一是使滤波器输出有用信号成分尽可能强；二是抑制噪声，使滤波器输出噪声成分尽可能小，减小噪声对信号处理的影响。

2．根据匹配滤波器传输函数与输入确定信号及噪声的关系，简述匹配滤波器的原理。

从而起到加强信号，抑制噪声的作用。

对于信号，匹配滤波器的相频特性与输入信号的相位谱互补，使输入信号经过匹配滤波器以后，相位谱将全部被补偿掉。

信号检测与估计理论 (复习题解)

例题解答
其中, 观测噪声 n服从对称三角分布, 如图3.1(a )所示。若似然比检测门限 1, 求最佳判决式, 图示判决域, 计算P( H1 | H 0 )。解：信号模型如图 3.1(b)所示。
p ( n)
1/ 2
p( x | H 0 )
1/ 2
p( x | H1 ) R1
2
0
图3.1(a )
第2章信号检测与估计理论的基础知识内容提要
三. 离散随机信号的函数
1. 一维雅可比变换, 特别是简单线性函数时的变换。 2. N维雅可比变换。
四. 连续随机信号
1. 任意tk时刻采样所得样本 x(tk ) ( xk；tk )(k 1,2,, N )的概率密度函数描述。 2. 统计平均量：均值, 均方值, 方差, 自相关函数, 协方差函数及关系。 3.平稳性：分类, 定义；重点是广义平稳随机信号： x ,rx( )。 4. 连续随机信号的互不相关性和相互统计独立性及关系。 5. 平稳连续随机信号的功率谱密度：
信号检测与估计理论
内容提要例题解答
第 1章
信号检测与估计概论
内容提要
信号的随机性及其统计处理方法。
第 1章
略
信号检测与估计概论
例题解答
第2章信号检测与估计理论的基础知识内容提要
一. 离散随机信号
1. 概率密度函数 p( x)及特性：非负, 全域积分等于1, 落入[a,b]间的概率。 2. 统计平均量：均值, 方差。 3. 高斯离散随机信号的概率密度函数及特点：x ~ N( x , x2 )。
a cos(t )d 0 2 信号的自相关函数rx (t j , tk ) Ea cos(t j )a cos(tk )

信号检测与估计简介

信号检测与估计简介
信号检测与估计是一种重要的信号处理技术，它在通信、雷达、生物医学、图像处理等领域中得到广泛应用。

本文将简要介绍信号检测与估计的基本概念、方法和应用。

信号检测是指在已知噪声统计特性的情况下，通过观测信号来判断信号是否存在的过程。

在信号检测中，我们通常需要确定一个阈值，当观测信号的功率超过该阈值时，我们认为信号存在。

这个阈值的选择对于信号检测的性能至关重要，通常需要根据具体应用场景进行优化。

信号估计是指在已知信号模型和噪声统计特性的情况下，通过观测信号来估计信号的参数。

在信号估计中，我们通常需要选择一个合适的估计方法，例如最小二乘法、最大似然估计等。

这些方法的选择也需要根据具体应用场景进行优化。

在实际应用中，信号检测与估计经常需要结合使用。

例如，在雷达信号处理中，我们需要检测目标的存在并估计其距离、速度等参数。

在生物医学信号处理中，我们需要检测心电图中的心跳信号并估计心率等参数。

在图像处理中，我们需要检测图像中的目标并估计其位置、大小等参数。

除了基本的信号检测与估计方法，还有许多高级技术可以用于提高性能。

例如，信号处理中的小波变换、自适应滤波等技术可以用于
降噪和特征提取。

机器学习中的神经网络、支持向量机等技术可以用于分类和回归问题。

这些技术的选择也需要根据具体应用场景进行优化。

信号检测与估计是一种重要的信号处理技术，它在许多领域中都有广泛应用。

在实际应用中，我们需要根据具体场景选择合适的方法和技术，以提高性能和效率。

信号检测与估计理论

信号检测与估计理论介绍信号检测与估计理论是数字通信和统计信号处理中的一个重要领域。

它研究的是如何准确地检测到信号的存在以及对信号进行估计。

该理论在许多实际应用中具有重要意义，包括雷达系统、通信系统、生物医学信号处理等。

信号检测在信号检测中，我们的目标是从观测到的信号中确定是否存在某个特定的信号。

通常情况下，我们将信号检测问题建模为一个假设检验问题，其中有两个假设：零假设H0表示没有信号存在，备择假设H1表示信号存在。

在信号检测中，我们通过设计一个检测器来根据观测到的信号样本进行决策。

常用的检测器包括最大似然检测器、贝叶斯检测器等。

这些检测器利用观测到的信号样本的统计特性，通过最大化某个准则函数（如似然比）来做出决策。

信号估计信号估计是根据观测到的信号样本，估计出信号的参数或者信号本身的过程。

信号估计有多种方法，包括参数估计和非参数估计。

在参数估计中，我们假设信号遵循某个已知的参数化模型，并通过观测到的信号样本去估计这些参数。

常用的参数估计方法有极大似然估计、最小二乘估计等。

这些方法基于最优准则来选择最优参数估计。

非参数估计不需要对信号满足某个特定的参数化模型的假设，它们通常利用样本的统计特性来进行估计。

常用的非参数估计方法有最小二乘法、核方法等。

检测与估计的性能评价在信号检测与估计中，我们需要对检测与估计的性能进行评价。

通常情况下，我们使用概率误差、均方误差等作为评价指标。

在信号检测中，我们常用的评价指标有误报概率和漏报概率。

误报概率指当信号不存在时，检测器判定信号存在的概率；漏报概率指当信号存在时，检测器未能正确判定信号存在的概率。

在信号估计中，我们常用的评价指标有均方误差和偏差方差平衡等。

均方误差指估计值和真实值之间的平均平方误差；偏差方差平衡则是指在估计和真实值之间平衡偏差和方差。

应用领域信号检测与估计理论在许多领域都有广泛的应用。

其中，雷达系统是一个重要的应用领域。

在雷达系统中，我们需要通过检测和估计来实现目标检测、目标定位等功能。

信号检测与估计理论

信号检测与估计理论
现代信号处理是一门涉及到研究信号及其处理的众多领域的复杂学科，它将信号检测
理论应用于数据的采集、分析和编码，以实现更高的信号保真和传输效率。

信号检测理论
是指以信号检测及其具体实现方法为内容的理论，是一门研究信号以及信号检测算法应用
于实践中新信号几率和信号模型、信号处理系统设计、系统评价指标和系统优化等问题的
理论。

信号检测理论包括信号检测和信号估计两个主要研究领域。

信号检测即在信号实际存
在且满足特定条件的情况下，将其从噪声中识别出来的技术。

信号检测的理论基础是概率
理论，研究的内容一般包括判决准则的设计、概率传输理论、灵敏度指标的计算、检测误
差最优化等。

信号估计是从检测信号中恢复信号参数值和状态信息的技术，它是根据信号
的内容和自身特性进行分析，重构信号形式，从而恢复和克服噪声干扰，最终使信号达到
某种需求尺度以达到预先设定的信号识别、显示、记录等目标。

信号检测和估计是现代信号处理理论的重要基础，应用于实际工程中，检测的精确性
和准确性，或估计的准确性，对信号处理结果的质量也是至关重要的。

因此，信号检测估
计理论的研究，涉及到信号检测的实现方法、检测决策的准则，以实现信号的恢复、显示、记录等操作，及信号估计指标计算、估计误差最优化等内容，是提高实际工程研究质量和
信号处理效率、增强应用竞争力的重要实现方式。