前言

随机信号分析与处理是本科电子信息类专业的专业核心课程 ,该课程以随机信号为研究对象 ,运用概率统计的观点对工程实际中涉及的随机问题进行建模、分析和处理 ,相关理论与方法已广泛应用于雷达、通信、语音处理、图像处理、自动控制、生物医学等领域。

本教材根据课题组多年积累的教学经验编写而成,力求突出以下特点。 

①强化数学基础,突出物理概念。随机信号分析与处理的最大特点在于运用概率统计的观点阐述和处理“随机”问题 ,因而涉及概率论与数理统计、随机过程等相关数学知识。然而本课程并非是一门数学课 ,如果仅仅限于数学表达、推导和计算 ,脱离实际物理含义,则违背了信号类课程的特点。因此 ,本书在强调数学描述的严谨性与逻辑性的同时,突出物理概念的解释 ,揭示数学描述与物理含义的统一性 ,培养读者抽象思维与形象思维兼顾的思维能力。 

②优化教学内容,体现贯通特点。随机信号分析、信号检测与估计通常是继信号与系统、数字信号处理之后开设的两门信号类专业课程 ,课程内容联系紧密 ,同时也是雷达原理、通信原理、语音处理、图像处理、统计信号处理等专业课程的基础。本书将随机信号分析、信号检测与估计的核心内容进行整合 ,在编写过程中注重知识的前后衔接 ,避免过多重复、冗余内容 ,重点突出随机信号分析与处理的核心知识与方法,力求使读者对信号类课程的知识脉络有清晰的认识。 

③理论联系实际 ,注重创新培养。随机信号分析与处理的内容理论性强、概念抽象,而许多问题源自于工程实际,又具有一定的综合性和应用性。为了增强读者对知识方法的理解与运用,本书除配以传统的例题、习题之外 ,还辅以大量 MATLAB实验教学内容,增强读者理论联系实际和动手实践的能力。此外 ,在研究型学习部分 ,通过设置扩展性、开放性、前沿性的专题研讨,以拓展读者的学习视野,体现创新培养理念。

全书共七章 ,结构安排如下。第 1章简要回顾概率论的相关基础知识 ;第 2章介绍随机信号的时域分析 ,主要包括随机过程的定义及统计特性、平稳随机过程及其性质、典型的随机过程等 ;第 3章介绍随机信号的频域分析 ,主要包括功率谱密度的概念及性质、维纳 -辛钦定理、白噪声模型等 ;第 4章为随机信号通过线性系统的分析 ;第 5章介绍窄带随机信号表示及其统计性质 ;第 6、7章分别介绍信号检测与估计理论。每章均配以相应的研究型学习、 MATLAB实验和习题。附录部分包含本书相关辅助知识 ,供读者查阅使用。

根据课题组授课经验 ,本书建议学时为 48.64学时 ,同时为了满足不同学时的教学任务,体现个性化、层次化教学 ,对标注 *的章节可作为选学内容 ,不影响整体内容的理解。

本书获得北京理工大学教育教学改革重点项目 (2020CGJG007)和信息与电子学院教育教学改革项目资助 ,同时在编写过程中得到了北京理工大学信息与电子学院和清华大学出版社的大力支持 ,在此表示感谢 !限于作者水平有限 ,书中难免会有纰漏之处 ,恳请广大读者批评指正。

作者 

2021年 6月