前言

当前，为应对科技变革与国防需求，教育领域正加速推进跨学科融合、产教协同改革，人才培养正在从“知识传授”向“能力培养”转型。特别是在电子信息、人工智能等领域，技术迭代速度不断加快，人才培养要求也不断提高——既要培养学生扎实的理论功底，又要培养学生将理论应用于工程实践的创新能力。

长期以来，“概率论与数理统计”与“随机信号分析与处理”作为电子信息类专业的核心基础课程，往往在不同年级分开开设。“概率论与数理统计”侧重于数学理论推导，缺乏工程应用案例，导致学生“知其然，不知其所以然”； “随机信号分析与处理”聚焦信号分析与处理理论和方法，讲授内容与“概率论与数理统计”部分重复，两门课程的知识点衔接不畅，导致学生重复学习、知识体系构建困难。

为此，我们秉承钱学森“理工结合，注重基础，落实到工”的教育理念，打破学科壁垒，在继承两门课程精华和要点的基础上，融合并重构两门课程知识体系，将概率论的数学逻辑与随机信号的工程应用有机结合，形成这本《概率论与随机信号处理》教材，以实现“理为工服务，工为理赋能”的双向支撑，帮助学生建立“理论奠基—工程应用”的认知闭环，更好地夯实学生的理论基础，锻炼学生的工程实践能力。

在内容设计方面，本书“既做减法，也做加法”，即合并了两门课程中的重复内容，删除了脱离工程实践的纯数学推导，以减轻学生的学习负担； 同时，增加了大量关于雷达、通信、电子对抗等领域的工程案例，以增强知识点的鲜活性和应用性，便于学生理解知识点并融会贯通； 采用“理论讲解—习题巩固—应用演示—实验锻炼”的方式，循序渐进，以培养学生的逻辑思维、工程思维和创新实践能力； 为各知识点配备了相应的教学视频、运行程序与运行结果，便于学生自学与研究； 基于科研项目，引入一些实测数据和工程应用问题，以便开展研究型教学，同时培养学生的科研创新能力。

本书共9章，第1~4章聚焦概率论，从概率论基础、随机变量，到随机变量的数字特征、大数定理与中心极限定理，系统梳理了概率论的基本理论与方法，并结合雷达、通信等领域的工程案例，帮助学生理解抽象概念的实际意义和计算方法； 第5~7章聚焦随机信号分析，内容涵盖随机信号统计特性分析、随机信号线性滤波、随机信号非线性滤波； 第8~9章聚焦信号检测与估计，内容涵盖估计理论与方法、检测理论与方法。本书将“概率论与数理统计”中的点估计、区间估计融入“随机信号分析与处理”的未知确定参数估计框架中，将“概率论与数理统计”中的假设检验与“随机信号分析与处理”的检测理论方法融为一体。

本书既是对“理工融合”教育理念的实践探索，也是对跨学科教材编写模式的创新尝试。本书主要面向国内高等院校电子信息类、自动化类、海洋科学与工程类专业的本科生与研究生，也可作为国防科技领域工程技术人员的参考资料。在使用过程中，广大师生可根据自身的知识基础与教学需求，灵活选择教学内容与学习重点。希望本书能为高等院校相关专业的教学注入新活力，帮助学生夯实理论基础，提高实践创新能力。同时，也恳请广大师生在使用过程中提出宝贵意见，帮助我们进一步完善本书。

最后，感谢国防科技大学电子科学学院对课程教学改革与教材建设的大力支持。由于学科发展迅速，加之编者水平有限，书中难免存在疏漏与不足之处，恳请广大读者与同行批评指正，以便在后续修订中不断完善。

编者

2026年5月