信号检测与估计 教案 教学设计

1、信号检测与估计教学设计教案第1章教学设计授课日期年 月 日授课次序授课学时授课章节 或主题第1章绪论教学内 容提要L1信号检测与估计的研究对象及应用。1.2信号检测与估计的内容及研究方法。1.3信号检测与估计课程与其他相关课程的关系。1.4内容编排和学习建议。目的与 要求（1）从系统和信号两个方面，深刻理解信号检测与估计的研究对象。（2）掌握信号检测与估计的基本概念、任务及内容，了解信号检测与估 计的研究方法。（3）熟悉信号检测与估计课程与其他相关课程的关系，熟悉本课程主要 内容。知识点 归纳（1）信号检测与估计的概念。（2）信号检测与估计的研究对象及信息传输系统的构成。（4）信号检测与估计的

2、内容。（3）信号检测与估计的研究方法及步骤。教学重点（1）信号检测与估计的研究对象、内容及研究方法。（2）信息传输系统的构成。（3）与其他相关课程的关系及学习建议。教学难点（1）信息传输系统的构成。（2）与其他相关课程的关系。教学方法讲授法、讨论法、问题教学法。的先验概率作为未知，针对未知的先验概率，使贝叶斯风险最大（最坏的情况）, 然后再使最大贝叶斯风险最小化，由此引出极小极大准那么。将极小极大准那么应 用于贝叶斯风险，从而得到极小极大准那么检测判决式。通过例题使学生掌握极 小极大准那么二元确知信号检测方法。具体讲授过程：极小极大准那么信号检测所 需的条件一极小极大准那么一极小极大准那么检测

3、判决式一例题。（6） 345节的教学思路：在仅知道似然函数的情况下，根据雷达实际应 用，引入信号检测的纽曼-皮尔逊准那么。奈曼-皮尔逊准那么是一个有约束条件的 最优化问题，它的求解问题是通过拉格朗日乘数法构造一个目标函数，并将目 标函数变换为确定项与变化项相加的形式，从而使目标函数最小等效为变化项 最小，通过使变化项最小得到奈曼-皮尔逊准那么检测判决式。通过例题使学生 掌握纽曼-皮尔逊准那么二元确知信号检测方法。具体讲授过程：奈曼-皮尔逊准 那么信号检测所需的条件一奈曼-皮尔逊准那么一奈曼皮尔逊准那么检测判决 式一例题。（7） 346节的教学思路：在仅知道似然函数的情况下，通过分析似然函 数的

4、物理意义，引入信号检测的最大似然准那么，并得出相应的检测判决式。具 体讲授过程：最大似然准那么所需的条件一最大似然准那么一最大似然准那么检 测判决式。（8）将各种检测方法归纳，统一为似然比检测方法，不同准那么的差异体 现门限的不同。分析各种检测方法之间的联系。（9）布置适当练习，使学生熟悉各种最正确准那么及所需的条件，掌握各种 二元确知信号检测方法。2.教学方法与手段的应用以多媒体教学为主，辅以板书和仿真演示。主要的知识点和关键的内容采 用板书加以强调。各种检测方法采用仿真演示。以讲授法为主，辅以问题教学法、演示法和讨论法。各种检测方法的引出 采用问题教学法，提高学生发现问题的能力。极小极大准

5、那么和纽曼-皮尔逊准 那么检测采用讨论法，激发学生学习兴趣。对各种检测方法，采用编程讲解和演 示法，培养学生用所学知识解决问题的能力。课后作业教材第3章的思考题：3.1、3.2、3.3o教材第 3 章的习题：3.1、3.2、3.5、3.6、3.11、3.13、3.17、3.22 3.26。10通过多媒体、板书、编程讲解和仿真软件演示相结合的教学方法，讨论了 贝叶斯风险准那么、最小平均错误概率准那么、最大后验概率准那么、极小极大准那么 教学下的二元确知信号检测、纽曼-皮尔逊准那么及最大似然准那么下的二元确知信号后记 检测方法，并将各种检测方法归纳，统一为似然比检测方法。重点了讨论贝叶 斯风险准那

6、么的二元确知信号检测方法，到达了预定的教学目标。针对各种检测 方法，通过仿真软件，演示了信号检测过程，提高了教学效果。第3章教学设计(3)授课日期年 月 日授课次序授课学时授课章节 或主题第3章信号检测的基本理论：3.4多元确知信号检测教学内 容提要贝叶斯准那么下的多元确知信号检测。最大后验概率准那么下的多元确知信号检测。最大似然准那么下的多元确知信号检测。目的与 要求熟悉各种多元确知信号检测方法所需的条件，掌握贝叶斯准那么、最大后验 概率准那么及最大似然准那么下的多元确知信号检测方法，掌握多元确知信号检测 性能评价方法，学会根据信号检测算法绘制信号检测系统框图。知识点 归纳(1)贝叶斯准那么

7、下的多元确知信号检测。(2)最大后验概率准那么下的多元确知信号检测。(3)最大似然准那么下的多元确知信号检测。教学重点(1)贝叶斯准那么下的多元确知信号检测。(2)最大后验概率准那么下的多元确知信号检测。(3)最大似然准那么下的多元确知信号检测。教学难点(1)贝叶斯准那么下的多元确知信号检测。(2)最大后验概率准那么下的多元确知信号检测。教学方法讲授法、讨论法、问题教学法。教学手段黑板、多媒体课件。12教学过程 设计.教学内容的展开（1）通过二元确知信号检测过渡到多元确知信号检测。351节的教学思路：将贝叶斯统计决策的方法直接应用于多元确知 信号检测，阐述多元确知信号检测检测所需的条件，讨论贝

8、叶斯风险的构 造及多元信号检测算法，分析多元确知信号检测性能的评价。着重引导学生理 解最优化问题求解的过程及物理意义。通过例题使学生掌握贝叶斯准那么二元确 知信号检测方法。具体讲授过程：多元确知信号检测检测所需的条件一贝 叶斯准那么的检测算法一信号检测性能的评价一信号检测系统。352节的教学思路：将贝叶斯统计推断应用到多元确知信号检测问 题，引入最大后验概率准那么，并由最大后验概率准那么得到检测判决式。具体讲 授过程：最大后验概率准那么多元确知信号检测所需的条件一最大后验概率 准那么一检测判决式。353节的教学思路：在仅知道似然函数的情况下，通过分析似然函 数的物理意义，引入信号检测的最大似然

9、准那么，并得出相应的检测判决式。通 过例题使学生掌握最大似然准那么的多元确知检测方法。具体讲授过程：最大似 然准那么的多元确知检测所需的条件一最大似然准那么一最大似然准那么检测 判决式一例题。布置适当练习，使学生熟悉各种最正确准那么及所需的条件，掌握各种 多元确知信号检测方法。2.教学方法与手段的应用以多媒体教学为主，辅以板书。主要的知识点和关键的内容采用板书加以 强调。以讲授法为主，辅以问题教学法和讨论法。各种检测方法的引出采用问题 教学法，提高学生发现问题的能力。最大后验概率准那么和最大似然准那么下的多 元确知信号检测采用讨论法，激发学生学习兴趣。课后作业教材第3章的思考题：3.4o教材第

10、3章的习题：3.27、3.28、3.29。教学后记通过多媒体和板书相结合的教学方法，讨论了贝叶斯准那么、最大后验概率 准那么及最大似然准那么下的多元确知信号检测方法及性能评价方法，重点讨论了 贝叶斯风险准那么的多元确知信号检测统计量的构造方法，到达了预定的教学目 标。第3章教学设计（4）授课日期年 月 日授课次序授课学时授课章节 或主题第3章信号检测的基本理论：3.6随机参量信号检测教学内 容提要（1）贝叶斯风险准那么下的二元随机参量信号检测。最大平均后验概率准那么下的二元随机参量信号检测。极小极大准那么下的二元随机参量信号检测。奈曼皮尔逊准那么下的二元随机参量信号检测。最大广义似然准那么下的

11、二元随机参量信号检测。多兀随机经里信节检测。目的与 要求理解复合假设检验的概念，熟悉各种最正确准那么的随机参量信号检测所需的 条件，掌握贝叶斯准那么、最大平均后验概率准那么、极小极大准那么、奈曼-皮尔 逊准那么和最大广义似然准那么的随机参量信号检测方法，掌握随机参量信号检测 的性能评价方法，熟悉多元随机参量信号检测。知识点 归纳（1）复合假设检验。（2）贝叶斯风险准那么下的二元随机参量信号检测。（3）最大平均后验概率准那么下的二元随机参量信号检测。（4）极小极大准那么下的二元随机参量信号检测。（5）奈曼-皮尔逊准那么下的二元随机参量信号检测。（6）最大广义似然准那么下的二元随机参量信号检测。（

12、7）多元随机参量信号检测。教学重点（1）贝叶斯风险准那么下的一兀随机参量信号检测。（2）奈曼-皮尔逊准那么下的二元随机参量信号检测。（3）最大广义似然准那么下的二元随机参量信号检测。教学难点（1）贝叶斯风险准那么下的二元随机参量信号检测。（2）奈曼-皮尔逊准那么下的二元随机参量信号检测。（3）最大广义似然准那么下的二元随机参量信号检测。教学方法讲授法、讨论法、问题教学法。教学手段黑板、多媒体课件。14教学过程设计教学过程设计课后作业1.教学内容的展开(1)通过归纳确知信号检测引入随机参量信号检测。361节的教学思路：在回顾贝叶斯风险准那么下的二元确知信号检测 的基础上，阐述贝叶斯准那么下的二元

13、随机参量信号检测所需要的条件；通 过无约束条件的最优化问题的求解，讨论贝叶斯准那么下的二元随机参量信号检 测算法，分析随机参量信号检测性能，通过例题使学生掌握随机参量信号检测 方法。具体讲授过程：信号检测所需要的条件一贝叶斯准那么的检测算法一 信号检测性能的评价一例题。362节的教学思路：依据最大平均后验概率准那么，讨论二元随机参 量信号检测所需的条件、检测判决式及检测系统。具体讲授过程：最大平 均后验概率准那么二元随机参量信号检测所需的条件f最大平均后验概率 准那么一检测算法一检测系统。363节的教学思路：依据极小极大准那么，讨论二元随机参量信号检 测所需的条件及检测判决式。具体讲授过程：极

14、小极大准那么二元随机参量 信号检测所需的条件一极小极大准那么一检测算法。364节的教学思路：依据奈曼-皮尔逊准那么，讨论二元随机参量信号 检测所需的条件、检测判决式、检测门限及检测系统。具体讲授过程：奈 曼-皮尔逊准那么二元随机参量信号检测所需的条件一奈曼-皮尔逊准那么一 检测算法一检测门限一检测系统。365节的教学思路：依据最大广义似然准那么，讨论二元随机参量信 号检测所需的条件、检测判决式及检测系统。具体讲授过程：最大广义似 然准那么二元随机参量信号检测所需的条件最大广义似然准那么检测算 法一检测系统。366节的教学思路：在阐述多元确知信号检测方法的基础上，简要 讨论通过统计平均处理将多元

15、随机参量检测转换为多元确知信号检测。布置适当练习，使学生熟悉对含有随机参量的似然函数或似然比统 计处理的方法，掌握随机参量信号检测方法。2.教学方法与手段的应用以多媒体教学为主，辅以板书。主要的知识点和关键的内容采用板书加以 强调。以讲授法为主，辅以问题教学法和讨论法。多元随机参量检测采用问题教 学法和讨论法，激发学生学习兴趣，培养学生用所学知识解决问题的能力。教材第3章的思考题：3.53.7。教材第3章的习题：3.30、3.31o教学 后记通过多媒体和板书相结合的教学方法，阐述了复合假设检验的概念，讨论 了贝叶斯准那么、最大平均后验概率准那么、极小极大准那么、奈曼-皮尔逊准那么和 最大广义似

16、然准那么的随机参量信号检测方法，讨论了随机参量信号检测的性能 评价方法，介绍了多元随机参量信号检测，到达了教学目标。16第4章教学设计(1)授课日期年 月 日授课次序授课学时授课章节 或主题第4章高斯白噪声中信号的检测：4.1高斯白噪声；4.2高斯白噪声中二 元确知信号的检测；4.3高斯白噪声中多元确知信号的检测教学内 容提要4.1高斯白噪声。4.2高斯白噪声中一元确知信号的检测：421带限高斯白噪声中一 元确知信号的检测；理想高斯白噪声中二元确知信号的检测；通信 系统的检测性能分析；相干雷达系统的检测性能分析。4.3高斯白噪声中多元确知信号的检测：高斯白噪声中多元确 知信号的一般检测方法；高

17、斯白噪声中多元确知信号的正交检测方法。目的与 要求(1)理解高斯白噪声的函义，熟悉图斯白噪声的统计特性及随机信号的 采样定理。(2)理解高斯白噪声对信号检测方法的影响，熟悉带限高斯白噪声和理 想高斯白噪声中信号检测方法的区别，熟练掌握高斯白噪声中确知信号的检测 方法及检测性能评价方法。(3)掌握高斯白噪声中多元确知信号的一般检测方法，熟悉高斯白噪声 中多元确知信号的正交检测方法。知识点 归纳(1)图斯白噪声。(2)带限高斯白噪声中观测信号的似然函数。(3)理想高斯白噪声中观测信号的似然函数。(4)高斯白噪声中二元确知信号的检测方法。(5)高斯白噪声中二元确知信号检测性能的评价方法。(4)高斯白

18、噪声中多元确知信号的一般检测方法。(4)高斯白噪声中多元确知信号的正交检测方法。教学重点(1)高斯白噪声中二元确知信号的检测方法。(2)高斯白噪声中二元确知信号检测性能的评价方法。(3)高斯白噪声中多元确知信号的一般检测方法。(4)高斯白噪声中多元确知信号的正交检测方法。教学难点（1）高斯白噪声中二元确知信号的检测方法。（2）高斯白噪声中二元确知信号检测性能的评价方法。（3）高斯白噪声中多元确知信号的一般检测方法。(4)高斯白噪声中多兀确知信号的正父检测方法。教学方法讲授法、讨论法、演示法、问题教学法。教学手段黑板、多媒体课件、仿真软件。18教学过程设计教学过程设计课后作业.教学内容的展开(1

19、)回顾信号检测的基本理论，将信号检测的基本理论具体应用到高斯 白噪声情况，从而引入高斯白噪声中确知信号的检测。(2)4.1节的教学思路:将本章所用到高斯白噪声的知识进行回顾和归纳, 为本章的教学奠定基础。从高斯噪声和白噪声两个方面论述高斯白噪声的概 念，从概率分布和功率谱密度两个方面论述高斯白噪声的特点。根据实际应用 情况，将白噪声分为理想白噪声和带限白噪声。从自相关函数和功率谱密度两 个方面分析理想白噪声和带限白噪声的统计特性。简要讨论低通和带通随机信 号采样定理，提高应用所学知识的能力。具体讲授过程：噪声一高斯白噪声一 高斯噪声一白噪声一随机信号的采样定理。(3) 4.2节的教学思路：依据

20、带限高斯白噪声和理想高斯白噪声的特点， 首先讨论带限高斯白噪声中二元确知信号的检测方法；在此基础上，讨论理想 高斯白噪声中二元确知信号的检测方法，其中连续接收信号的似然函数十关键 知识点。针对理想高斯白噪声中二元确知信号的检测，分别讨论通信系统和相 干雷达系统的检测性能分析方法。通过例题，讲解理想高斯白噪声中二元确知 信号的检测方法和性能分析方法。具体讲授过程：带限高斯白噪声中二元确知 信号的检测一理想高斯白噪声中二元确知信号的检测一通信系统的检测性能 分析一相干雷达系统的检测性能分析一例题。(4)4.3节的教学思路：从检测算法、检测系统组成及检测性能分析三个 方面，分别讨论高斯白噪声中多元确

21、知信号的一般检测方法和正交检测方法， 并比拟两种方法的异同。具体讲授过程：高斯白噪声中多元确知信号的一般检 测方法一高斯白噪声中多元确知信号的正交检测方法。(5)在高斯白噪声中二元确知信号检测方法的讨论中，统一采用似然比 检测方法，因为不同准那么的差异仅表达门限的不同。(6)布置适当练习，使学生熟悉带限和理想高斯白噪声中二元确知信号 检测方法的差异，掌握高斯白噪声中二元确知信号的检测方法。.教学方法与手段的应用以多媒体教学为主，辅以板书和仿真演示。主要的知识点和关键的内容采 用板书加以强调。高斯白噪声中二元确知信号的检测性能采用仿真演示。以讲授法为主，辅以问题教学法、演示法和讨论法。高斯白噪声

22、和随机信 号的采样定理采用问题教学法，巩固所学知识，提高应用所学知识的能力。高 斯白噪声中多元确知信号的正交检测方法采用讨论法，激发学生学习兴趣。对 高斯白噪声中二元确知信号的检测性能，采用演示法，加深学生用对所学知识 的理解。教材第4章的思考题：4.1、4.2。教材第 4 章的习题：4.1、4.3、4.4、4.6、4.7。教学过程 设计.教学内容的展开1.1节的教学思路：从信号检测与估计产生的原因出发，说明信号检 测与估计产生的概念，讨论信号检测与估计产生的研究对象，再结合信号检测 与估计产生的应用，使学生理解信号检测与估计是由实际牵引出来的，是实际 的概括与抽象，又是指导实践的理论，有着广

23、泛的应用。具体讲授过程：信息 传输的重要性一信息一信息传输系统一信号一信号检测与估计产生的原因一 信号检测与估计概念一研究对象(信息传输系统、随机信号)f应用。1.2节的教学思路：从基本任务、实质、内容、数学基础、研究方法 及研究步骤等方面，阐述信号检测与估计，使学生理解并掌握信号检测与估计 的内涵和外延。具体讲授过程：基本任务一实质一内容一数学基础一研究方法 一研究步骤。1.3节的教学思路：通过比拟概率论、数理统计、随机信号分析及信 号检测与估计的概念，使学生熟悉它们的相互关系，理解信号检测与估计研究 是随机现象规律的主干课程，认识学习信号检测与估计课程的重要性。具体讲 授过程：概率论一数理

24、统计一随机信号分析一信号检测与估计。1.4节的教学思路：从课程教学内容和学习方法两个方面，使学生从 整体次面熟悉和把握信号检测与估计，认识培养统计处理意思的重要性。具体 讲授过程：通过内容编排的结构图，讲解教学内容；采用讨论法，讨论本课程 的学习方法。(5)布置适当练习，使学生理解掌握各种概念。.教学方法与手段的应用以多媒体教学为主，辅以板书。主要的知识点和关键的内容采用板书加以 强调。以讲授法为主，辅以问题教学法和讨论法。问题的引出和与前期课程有关 的内容采用问题教学法，激发学生学习兴趣。涉及统计处理方法的内容和学习 建议的内容采用讨论法，以利于培养学生能力。课后作业教材第1章的思考题教学

25、后记通过多媒体与板书相结合的教学方法，详细讨论了信号检测与估计的研究 对象、内容及研究方法，到达了预定的教学目标，为后继章节的教学奠定了基 础。教学手段黑板、多媒体课件。通过多媒体、板书和仿真软件演示相结合的教学方法，介绍了高斯白噪声 的统计特性和随机信号的采样定理，讨论了带限和理想高斯白噪声中二元确知教学 后记信号检测方法，并分析它们的差异；以理想高斯白噪声为例，讨论了高斯白噪 声中二元确知信号检测性能分析方法。针对高斯白噪声中多元确知信号的检 测，讨论了一般检测方法和正交检测方法。通过仿真软件，演示了高斯白噪声 中二元确知信号的检测性能，增强了教学的直观效果。第4章教学设计（2）20授课日

26、期授课次序授课学时授课章节 第4章高斯白噪声中信号的检测：4.4高斯白噪声中二元随机参量信号 或主题 的检测教学内容提要随机相位信号的检测。随机振幅和相位信号的检测。随机频率和相位信号的检测。随机振幅、频率和相位信号的检测。随机相位和到达时间信号的检测。随机相位、频率和到达时间信号的检测。目的与要求熟悉正交双通道处理方法，掌握高斯白噪声中二元随机参量信号的检测方 法及检测性能评价方法，理解随机频率和到达时间信号检测方法的特点。知识点归纳(1)正交双通道处理。(2)随机相位信号的检测。(3)随机振幅和相位信号的检测。(4)随机频率和相位信号的检测。(5)随机振幅、频率和相位信号的检测。(6)随机

27、相位和到达时间信号的检测。(7)随机相位、频率和到达时间信号的检测。教学重点(1)正交双通道处理。(2)随机相位信号的检测方法。(3)随机相位信号检测的性能评价方法。(4)随机振幅和相位信号的检测。(5)随机频率和相位信号的检测。(6)随机振幅、频率和相位信号的检测。(7)随机相位、频率和到达时间信号的检测。教学难点(1)正交双通道处理。(2)随机相位信号的检测方法。(3)随机相位信号检测的性能评价方法。(4)随机振幅和相位信号的检测。(5)随机频率和相位信号的检测。(6)随机振幅、频率和相位信号的检测。教学方法讲授法、讨论法、演示法、问题教学法。教学手段黑板、多媒体课件、仿真软件。教学过程

28、设计1.教学内容的展开(1)回顾信号检测的基本理论和高斯白噪声中确知信号的检测，将信号 检测的基本理论具体应用于高斯白噪声中随机参量信号的检测，并以正弦或余 弦信号为例，讨论高斯白噪声中随机参量信号的检测。441节的教学思路：依据实际应用情况，将正弦信号的随机相位取 为均匀分布，依次讨论简单和一般二元随机相位信号检测的似然函数、似然比、 检测判决式、检测系统结构及检测性能分析。其中的关键点是平均似然函数、 正交双通道处理、检测统计量及雅可比的应用，使学生理解这些关键点的作用。 具体讲授过程：简单二元随机相位信号的检测一一般二元随机相位信号的检 测；信号检测的假设一似然函数一似然比一检测算法一检

29、测系统结构一检测性 能分析。442节的教学思路：在将正弦信号的相位取为随机参量的基础上， 再将振幅取为随机参量，讨论高斯白噪声中随机振幅和相位信号的检测。首先， 讨论简单二元随机振幅和相位信号的检测，其检测算法的关键点是平均似然比 由似然比先对相位求统计平均，然后再对振幅求统计平均得到；其检测性能分 析的关键点是检测概率要对振幅求统计平均。在简单二元随机振幅和相位信号 已经导出的结果基础上，采用增加一个虚拟假设的方法，讨论高斯白噪声中一 般二元随机振幅和相位信号的检测方法及性能分析方法。具体讲授过程：简单 二元随机相位信号的检测一一般二元随机相位信号的检测；信号检测的假设一 似然函数f似然比一

30、检测算法f检测系统结构f检测性能分析。443节的教学思路：在将正弦信号的相位取为随机参量的基础上， 再将频率取为随机参量，讨论高斯白噪声中简单一元随机频率和相位信号的检 测。首先，利用简单二元随机相位信号检测的似然比对频率求统计平均得到平 均似然比；然南佣似然比检测方法得到检测判决式及检测系统结构；最后讨 论了将二元随机频率和相位信号的检测转换为多元随机频率和相位信号的检 测。关键点是将频率概率密度函数等效为抽样值的离散函数，使检测方法简便。22 具体讲授过程：简单二元随机频率和相位信号检测的假设一频率概率密度函数 的近似一似然比一检测算法一检测系统结构一随机频率和相位信号的多元信 号检测方法

31、。444节的教学思路：对于高斯白噪声中简单二元随机振幅、频率和 相位信号的检测，由于涉及到3个随机参量，求平均似然比就需要考虑似然比 对3个随机参量求统计平均的先后顺序。为了使求平均似然比方便，按照似然 比对相位、振幅、频率的顺序依次求统计平均，这是讨论简单二元随机振幅、 频率和相位信号检测的关键。在得到平均似然比的基础上，讨论检测算法及检 测系统结构，并讨论转换为多元随机振幅、频率和相位信号的检测。具体讲授 过程：简单二元随机振幅、频率和相位信号检测的假设一似然比一检测算法一 检测系统结构一随机振幅、频率和相位信号的多元信号检测方法。445节的教学思路：对于高斯白噪声中简单二元随机相位和到达

32、时 间信号的检测，与简单二元随机频率和相位信号检测的分析方法类似。像对待 频率那样，将到达时间概率密度函数等效为抽样值的离散函数。首先，利用简 单二元随机相位信号检测的似然比对到达时间求统计平均得到平均似然比；然 后利用似然比检测方法得到检测判决式及检测系统结构；最后讨论了将简单二 元随机相位和到达时间信号的检测转换为多元随机相位和到达时间信号的检 测。具体讲授过程：简单二元随机相位和到达时间信号检测的假设一到达时间 概率密度函数的近似一似然比一检测算法一检测系统结构一随机相位和时延 信号的多元信号检测方法。446节的教学思路：对于高斯白噪声中简单二元随机相位、频率和 到达时间信号的检测，由于

33、涉及到3个随机参量，求平均似然比就需要考虑似 然比对3个随机参量求统计平均的先后顺序。为了使求平均似然比方便，按照 似然比对相位、频率、到达时间的顺序依次求统计平均。在得到平均似然比的 基础上，讨论检测算法及检测系统结构，并讨论转换为多元随机相位、频率和 到达时间信号的检测。具体讲授过程：简单二元随机相位、频率和到达时间信 号检测的假设一似然比一检测算法一检测系统结构一随机相位、频率和到达时 间信号的多元信号检测方法。布置适当练习，使学生掌握高斯白噪声中二元随机信号的检测方法。2 .教学方法与手段的应用以多媒体教学为主，辅以板书和仿真演示。主要的知识点和关键的内容采 用板书加以强调。高斯白噪声

34、中二元随机参量信号的检测性能采用仿真演示。以讲授法为主，辅以问题教学法、演示法和讨论法。随机相位和到达时间 信号的检测采用问题教学法，提高分析问题的能力。随机振幅、频率和相位信 号的检测采用讨论法，激发学生学习兴趣，提高解决问题的能力。对高斯白噪 声中二元随机参量信号的检测性能，采用演示法，加深学生用对所学知识的理 解。课后作业教学后记教材第4章的思考题：4.4、4.5o 教材第4章的习题：4.9、4.10、4.1k24通过多媒体、板书和仿真软件演示相结合的教学方法，以正弦或余弦信号 为例，以似然比检测算法为代表，讨论了高斯白噪声中随机参量信号的检测。 首先讨论了高斯白噪声中随机相位信号的检测

35、方法及检测性能分析方法，这是 随机参量信号检测中最基本的一种，其关键点是：平均似然函数、正交双通道 处理、检测统计量及雅可比的应用。在随机相位信号检测的基础上，分别讨论 了随机振幅和相位信号的检测，随机频率和相位信号的检测，随机振幅、频率 和相位信号的检测，随机相位、频率和到达时间信号的检测，其关键点是：似 然比对随机参量求统计平均的先后顺序，频率和到达时间概率密度函数等效为 抽样值的离散函数，增加虚拟假设的方法，将二元随机信号检测转换位多元随 机信号检测的方法。通过仿真软件，演示了高斯白噪声中二元随机信号的检测 性能，增强了教学的直观效果。第4章教学设计（3）授课日期年 月 日授课次序授课学

36、时授课章节 或主题第4章 高斯白噪声中信号的检测：4.4多重信号的检测教学内 容提要多重确知信号的检测。452多重同振幅随机相位信号的检测。多重不同振幅随机相位信号的检测。多重随机振幅和相位信号的检测。目的与 要求理解多重确知信号的概念及目的，掌握高斯白噪声中多重确知信号的检测 方法及检测性能评价方法，掌握高斯白噪声中多重随机参量信号的检测方法及 检测性能评价方法。知识点 归纳（1）多重确知信号的概念。（2）多重确知信号的检测。（3）多重同振幅随机相位信号的检测。（4）多重不同振幅随机相位信号的检测。（5）多重随机振幅和相位信号的检测。教学重点（1）多重确知信号的检测。（2）多重同振幅随机相位

37、信号的检测。（3）多重不同振幅随机相位信号的检测。（4）多重随机振幅和相位信号的检测。教学难点（1）多重确知信号的检测。（2）多重同振幅随机相位信号的检测。（3）多重随机振幅和相位信号的检测。教学方法讲授法、讨论法、演示法、问题教学法。教学手段黑板、多媒体课件、仿真软件。.教学内容的展开(1)根据实际应用需求，引入多重信号检测的概念、目的及检测方法思 路。节的教学思路：依据多重信号检测的思路，重点阐述多重信号 的似然函数是单个信号似然函数的乘积，多重信号的似然比等于各个接收信号 似然比之积。以多重简单二元确知信号的检测为例，以似然比检测算法为代表, 讨论了检测算法、检测系统结构及检测性能分析。

38、具体讲授过程：多重简单二 元确知信号检测的假设一单个信号的似然比一多重信号的似然比一检测算法 一检测系统结构一检测性能分析。452节的教学思路：在简单二元随机相位信号检测的基础上，讨论 多重同振幅简单二元随机相位信号的检测算法、检测系统结构及检测性能分 析。具体讲授过程：多重同振幅简单二元随机相位信号检测的假设一单个信号 的似然比一多重信号的似然比一检测算法一检测系统结构一检测性能分析。教学过程设计453节的教学思路：在简单二元随机相位信号检测的基础上，讨论 多重不同振幅简单二元随机相位信号的检测算法及检测系统结构。具体讲授过 程：多重不同振幅简单二元随机相位信号检测的假设一单个信号的似然比一

39、多 重信号的似然比一检测算法一检测系统结构。454节的教学思路：在简单二元随机振幅和相位信号检测的基础上, 讨论多重简单二元随机振幅和相位信号的检测算法、检测系统结构及检测性能 分析。具体讲授过程：多重简单二元随机振幅和相位信号检测的假设一单个信 号的似然比一多重信号的似然比一检测算法一检测系统结构一检测性能分析。布置适当练习，使学生熟悉多重信号检测的特点，掌握高斯白噪声 中多重二元随机信号的检测方法。2.教学方法与手段的应用以多媒体教学为主，辅以板书和仿真演示。主要的知识点和关键的内容采 用板书加以强调。高斯白噪声中多重二元信号的检测性能采用仿真演示。以讲授法为主，辅以问题教学法、演示法和讨

40、论法。多重信号检测的概念、 目的及检测方法思路采用问题教学法，提高分析问题的能力。多重不同振幅随 机相位信号的检测采用讨论法，激发学生学习兴趣，提高解决问题的能力。对 高斯白噪声中多重二元信号的检测性能，采用演示法，加深学生用对所学知识 的理解。课后作业教材第4章的思考题：4.3o教材第4章的习题：4.12、4.13、4.17o26通过多媒体、板书和仿真软件演示相结合的教学方法，阐述了多重信号检 测的概念，分析了多重信号检测的重点在于：多重信号的似然函数是单个信号教学 后记似然函数的乘积，多重信号的似然比等于各个接收信号似然比之积。在此基础 上，分别讨论了多重简单二元确知信号的检测、多重同振幅

41、简单二元随机相位 信号的检测、多重不同振幅简单二元随机相位信号的检测、多重简单二元随机 振幅和相位信号的检测。通过仿真软件，演示了高斯白噪声中多重二元信号的 检测性能，增强了教学的直观效果。第5章教学设计授课日期年 月 日授课次序授课学时授课章节 或主题第5章高斯色噪声中信号的检测教学内 容提要5.1高斯色噪声中信号检测的思路5.2卡亨南-洛维展开5.3高斯色噪声中确知信号的检测5.4高斯色噪声中随机相位信号的检测目的与 要求（1）熟悉高斯色噪声的特点，深刻理解高斯色噪声中信号检测的思路。（2）理解卡亨南-洛维展开的概念，掌握卡亨南-洛维展开。（3）熟练掌握高斯色噪声中确知信号的检测方法及检测

42、性能分析方法。（4）熟悉信号的复包络表示，熟练掌握高斯色噪声中随机相位信号的检 测方法及检测性能分析方法。知识点 归纳（1）高斯色噪声。（2）卡亨南一洛维展开。（3）高斯色噪声中确知信号的检测方法及检测性能分析方法。（4）信号的复包络表示。（5）高斯色噪声中随机相位信号的检测方法。教学重点（1）卡亨南洛维展开。（2）高斯色噪声中确知信号的检测方法及检测性能分析方法。（3）高斯色噪声中随机相位信号的检测方法。教学难点（1）卡亨南-洛维展开。（2）高斯色噪声中确知信号的检测方法及检测性能分析方法。（3）高斯色噪声中随机相位信号的检测方法。教学方法讲授法、讨论法、演示法、问题教学法。教学手段黑板、多

43、媒体课件、仿真软件。28教学过程 设计1.教学内容的展开(1)回顾高斯白噪声中信号检测的特点，引入高斯色噪声中信号检测。5.1节的教学思路：通过高斯色噪声的特点，阐述高斯色噪声中信号 似然函数无法由时域采样获得，需要另辟途径，从而引入卡亨南-洛维展开的 概念并说明其作用。5.2节的教学思路：在随机信号的正交展开的基础上，根据正交展开 系数不相关的条件，讨论了卡亨南-洛维展开，说明了白噪声情况下正交函数 集的任意性，分析了卡亨南-洛维展开对随机参量信号的适应性。具体讲授过 程：随机信号的正交展开一卡亨南-洛维展开一含有白噪声接收信号的正交展 开一随机参量信号情况下接收信号的正交展开。5.3节的教

44、学思路：针对确知信号的特点，主要讨论高斯色噪声中一 元信号的检测算法、检测系统结构及检测性能分析，使学生充分认识卡亨南- 洛维展开的作用。通过例题使学生熟悉高斯色噪声中信号检测方法。具体讲授 过程：检测算法一检测系统结构一检测性能分析一例题。5.4节的教学思路：在介绍信号及噪声的复包络表示形式的基础上， 主要讨论高斯色噪声中简单二元随机相位信号的似然函数、检测算法及检测系 统结构，高斯色噪声中一般一元随机相位信号的似然函数、检测算法及检测系 统结构。具体讲授过程：信号及噪声的复包络一简单二元随机相位信号的检测 一一般二元随机相位信号的检测。布置适当练习，使学生掌握高斯色噪声中信号检测方法和性能

45、分析 方法。2.教学方法与手段的应用以多媒体教学为主，辅以板书和仿真演示。主要的知识点和关键的内容采 用板书加以强调。以讲授法为主，辅以问题教学法、演示法和讨论法。高斯色噪声中信号检 测的引入采用问题教学法,提高分析问题的能力。对检测性能分析采用讨论法， 激发学生学习兴趣。课后作业教材第5章的思考题：教材第5章的习题：5.2、5.3、5.5、5.6。教学 后记采用多媒体课件与板书相结合的教学方法，根据高斯色噪声特点，引入并 论证卡亨南-洛维展开，以似然比检测方法为代表，讨论了高斯色噪声中确知 信号的检测方法及检测性能分析方法，高斯色噪声中随机相位信号的检测方 法，到达了预期教学目的。第2章教学

46、设计授课日期年 月 日授课次序授课学时授课章节 或主题第2章匹配滤波器教学内 容提要2.1概述(匹配滤波器的概念)。2.2匹配滤波器冲激响应及传输函数。2.3白噪声背景下的匹配滤波器。2.4色噪声背景下的匹配滤波器(广义匹配匹配滤波器)。目的与 要求(1)理解匹配滤波器抑制噪声的作用，掌握输出信噪比最大准那么和匹配 滤波器的概念。(2)掌握匹配滤波器方程和传输函数的推导方法，深刻理解匹配滤波器 的物理课实现性。(3)掌握匹配滤波器方程和传输函数的推导方法，熟悉白噪声背景下匹 配滤波器的性质。(4)理解白化滤波器的概念，掌握广义匹配匹配滤波器及白化处理方法。知识点 归纳(1)输出信噪比最大准那么

47、和匹配滤波器的概念。(2)匹配滤波器方程和传输函数。(3)白噪声背景下匹配滤波器的冲激响应和传输函数。(4)广义匹配匹配滤波器和白化滤波器。教学重点(1)匹配滤波器定义及研究思路。(2)匹配滤波器方程及传输函数。(3)白噪声背景下的匹配滤波器冲激响应及传输函数。(4)白化滤波器及广义匹配匹配滤波器传输函数。教学难点(1)获得匹配滤波器方程的最优化方法。(2)物理可实现匹配滤波器的求取方法。(3)白化处理方法。教学方法讲授法、讨论法、演示法、问题教学法。第6章教学设计授课日期年 月 日授课次序授课学时授课章节 或主题第6章序列检测教学内 容提要6.1序列检测的基本原理。6.2采用修正的奈曼-皮尔

48、逊准那么的序列检测。6.3序列检测与固定观测次数检测的比拟。目的与 要求深刻理解序列检测的概念和基本原理，掌握采用修正的奈曼-皮尔逊准那么 的序列检测，熟悉序列检测的特点。知识点 归纳(1)序列检测。(2)序列检测的基本原理。(3)修正的奈曼-皮尔逊准那么的序列检测。(4)平均观测次数。教学重点(1)序列检测的一般原理。(2)采用修正的奈曼-皮尔逊准那么的序列检测。教学难点平均观测次数。教学方法讲授法、讨论法、演示法、问题教学法。教学手段黑板、多媒体课件、仿真软件。30教学过程 设计1.教学内容的展开(1)回顾前期信号检测局部的教学内容，归纳出固定观测次数检测。针 对固定观测次数检测的缺乏，导

49、入序列检测。6.1节的教学思路：从常规检测的观测次数与信噪比的关系入手，阐 明序列检测的概念及基本原理，培养学生发现问题和解决问题的能力。具体讲 授过程：常规检测一序列检测一序列检测的基本原理一序列检测的优缺点。6.2节的教学思路：依据序列检测的基本原理，讨论对奈曼-皮尔逊 准那么的改进以适应序列检测，分析序列检测的评价指标：平均观测次数，通过 例题加深对序列检测方法的理解。具体讲授过程：检测算法一检测门限一平均 观测次数一可截断序列检测一例题。6.3节的教学思路：通过比拟序列检测的平均观测次数少于固定观测 次数检测的观测次数，定义取样数缩短因子；通过分析取样数缩短因子，讨论 序列检测的特点，

50、使学生熟悉序列检测的性能分析。具体讲授过程：取样数缩 短因子定义一取样数缩短因子分析一取样数缩短因子与发现概率的关系。布置适当练习，使学生理解掌握序列检测概念和采用修正的奈曼- 皮尔逊准那么的序列检测方法。2.教学方法与手段的应用以多媒体教学为主，辅以板书和仿真演示。主要的知识点和关键的内容采 用板书加以强调。序列检测过程采用仿真演示。以讲授法为主，辅以问题教学法、演示法和讨论法。常规检测与序列检测 的引出采用问题教学法，提高学生学归纳问题的能力。涉及结论性的内容采用 讨论法，激发学生学习兴趣。对序列检测过程，采用演示法，增强教学的直观 效果。课后作业教材第6章的思考题：6.1-6.5o 教材

51、第6章的习题：6.2、6.3o教学 后记利用PPT、板书及仿真软件演示相结合的教学方法，讨论了序列检测的概 念和基本原理，重点讨论了采用修正的奈曼-皮尔逊准那么的序列检测，介绍了 序列检测与固定观测次数检测的比拟方法，完成了预定的教学任务。通过仿真 软件，演示了采用修正的奈曼-皮尔逊准那么的序列检测过程，平均观测次数与 信噪比及检测概率的关系，加深了学生对教学内容的理解。第7章教学设计授课日期年 月 日授课次序授课学时授课章节 或主题第7章非参量检测教学内 容提要7.1非参量检测的基本原理。7.2符号检测。7.3秩检测。7.4检测器的渐近相对效率与效验。目的与 要求深刻理解非参量检测的基本原理

52、，掌握符号检测方法，掌握秩检测方法， 了解检测器的渐近相对效率与效验的概念。知识点 归纳(1)非参量检测。(2)符号检测。(3)秩检测。(4)检测器的渐近相对效率与效验。教学重点(1)符号检测方法。(2)秩检测方法。教学难点(1)符号检测性能分析。(2)秩检测性能分析。教学方法讲授法、讨论法、演示法、问题教学法。教学手段黑板、多媒体课件、仿真软件。32教学过程 设计1.教学内容的展开(1)回顾前期信号检测局部的教学内容，归纳出参量检测。针对参量检 测的应用条件，引出非参量检测。7.1节的教学思路：从参量检测特点入手，说明非参量检测的概念及 基本原理，培养学生发现问题和解决问题的能力。具体讲授过

53、程：参量检测一 非参量检测一非参量检测的基本原理一参量检测与非参量检测的比拟。7.2节的教学思路：在强调符号检测方法所针对的噪声环境特点的基 础上，讨论符号检测算法及符号检测器组成，分析符号检测算法的性能，通过 例题加深对符号检测方法的理解。具体讲授过程：符号检测算法一符号检测器 一符号检测性能分析一例题。7.3节的教学思路：在强调秩检测方法所针对的噪声环境特点的基础 上，讨论秩检测算法及秩检测器组成，分析秩检测算法的性能，通过例题加深 对秩检测方法的理解。具体讲授过程：秩检测算法一秩检测器一秩检测性能分 析一例题。7.4节的教学思路：介绍比拟不同非参量检测方法的性能指标：渐近 相对效率与效验

54、，使学生对非参量检测方法有较全面的了解。具体讲授过程： 检测器的渐近相对效率一效验。布置适当练习，使学生理解非参量检测的基本原理，掌握符号检测 方法和秩检测方法。2.教学方法与手段的应用以多媒体教学为主，辅以板书和仿真演示。主要的知识点和关键的内容采 用板书加以强调。符号检测和秩检测过程采用仿真演示。以讲授法为主，辅以问题教学法、演示法和讨论法。非参量检测引出采用 问题教学法，提高学生归纳问题的能力。符号检测和秩检测性能分析采用讨论 法，激发学生学习兴趣。对符号检测和秩检测过程，采用演示法，使学生对教 学内容有深刻的理解。课后作业教材第7章的思考题:7.17.3。教材第7章的习题：7.2、7.

55、4o教学 后记利用PPT、板书及仿真软件演示相结合的教学方法，讨论了非参量检测的 概念和基本原理，重点讨论了符号检测方法和秩检测方法，介绍了比拟不同非 参量检测方法的性能指标，到达了教学要求。通过仿真软件，演示了符号检测 和秩检测过程，提高了教学效果。第8章教学设计（1）授课日期年 月 日授课次序授课学时授课章节 或主题第8章信号参量估计的基本理论：8.1信号参量估计的实质；8.2信号参 量估计的基本原理；8.3信号参量贝叶斯估计；8.4最大似然估计；8.5估计 量的性能指标教学内 容提要8.1信号参量估计的实质。8.2信号参量估计的基本原理。8.3信号参量贝叶斯估计。8.4最大似然估计。8.

56、5估计量的性能指标。目的与 要求（1）深刻理解信号参量估计的概念和实质，掌握信号参量估计的基本原 理。（2）熟练掌握贝叶斯估计、最大后验估计和最大似然估计3种经典估计 方法。（3）理解估计量性能指标的物理意义，掌握估计量的性能指标。知识点 归纳（I）缶节约里估计的概念。（2）信号参量估计的基本原理。（3）代价函数。（4）贝叶斯估计。（5）最大后验估计。（6）最大似然估计。（7）估计量的性能指标。教学重点（1）信号参量估计的基本原理。（2）代价函数。（3）贝叶斯估计。（4）最大后验估计。（5）最大似然估计。（6）估计量的性能指标。34教学难点(1)信号参量估计的基本原理。(2)贝叶斯估计。(3)

57、估计量的性能指标。教学方法讲授法、讨论法、演示法、问题教学法。教学手段黑板、多媒体课件、仿真软件。教学过程 设计.教学内容的展开(1)通过实际应用需求牵引出信号参量估计。(2)8.1节的教学思路：从实际应用需求出发，阐述信号参量估计的概念； 根据处理的对象，说明信号参量估计的实质；通过分析信号参量估计的推理行 为，论述其数学基础，启发学生思维。具体讲授过程：实际应用需求一信号参 量估计的概念一信号参量估计的实质一信号参量估计的数学基础。8.2节的教学思路：依据贝叶斯统计决策的理论和方法，讨论随机信 号的参数估计问题。根据信息传输系统模型，建立信号参量估计的信号模型、 参量空间及判决空间，分析信

58、号参量估计所需的信息，说明信号参量估计问题 是一个最优化问题，归纳设计信号参量估计系统的步骤，使学生掌握信号参量 估计的基本原理。具体讲授过程：信号参量估计的信息传输系统模型一信号参 量估计的信号模型一参量空间及判决空间一信号参量估计所需的信息一信号 参量估计的准那么一估计量一估计量的性能评价一参量估计系统框图一设计信 号参量估计系统的步骤。8.3节的教学思路：依据贝叶斯统计决策的方法，构造贝叶斯风险作 为最优化问题的目标函数，使贝叶斯风险到达最小就是贝叶斯估计。根据典型 代价函数，分别讨论最小均方误差估计、条件中值估计及最大后验估计。通过 例题掌握贝叶斯估计的方法。具体讲授过程：贝叶斯估计所

59、需的条件一一 般贝叶斯估计一最小均方误差估计一条件中值估计一最大后验估计一例题。8.4节的教学思路：依据贝叶斯估计所需的条件这条线索，讨论 最大似然估计的物理意义，构造最大似然估计方程;通过与最大后验估计比拟， 分析最大似然估计与最大后验估计的关系。重点要强调最大似然估计的不变 性。通过例题掌握最大似然估计的方法。具体讲授过程：最大似然估计所需的 条件一最大似然估计的物理意义一最大似然估计方程一与最大后验估计 的关系一例题。8.5节的教学思路：着重分析估计量性能指标的物理意义，选择这些 性能指标的合理性。具体讲授过程：无偏性一有效性一一致性一充分性。（7）布置适当练习，使学生掌握信号参量估计的

60、基本原理和方法。2.教学方法与手段的应用以多媒体教学为主，辅以板书和仿真演示。主要的知识点和关键的内容采 用板书加以强调。最大似然估计在实际中的应用过程采用仿真演示。以讲授法为主，辅以问题教学法、演示法和讨论法。信号参量估计的概念 及实质采用问题教学法，提高学生发现问题的能力。一般贝叶斯估计采用讨论 法，激发学生学习兴趣。对最大似然估计过程，采用编程讲解和演示法，培养 学生用所学知识解决问题的能力。课后作业教材第8章的思考题:教材第 8 章的习题：8.1、8.3、8.5、8.7、8.8。教学 后记通过多媒体、板书、编程讲解和仿真软件演示相结合的教学方法，阐述了 信号参量估计的概念及实质，讨论了