数字信号处理原理和算法实现·第2版/21世纪高等学校电子信息工程规划教材 pdf epub mobi txt 电子书 下载 2025

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李莉，张倩，俞玉莲 著

图书标签:

• 数字信号处理
• 信号处理
• 算法
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• 通信工程
• 高等教育
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• 21世纪高等学校规划教材
• DSP
• MATLAB

出版社： 清华大学出版社

ISBN：9787302403685

版次：2

商品编码：12007398

包装：平装

开本：16开

出版时间：2016-07-01

用纸：胶版纸

页数：271

字数：432000

编辑推荐

　　1）教材内容合适、结构合理、系统性强。在理论上重点突出，概念清晰。强调教材内容的整体优化，更利于学生的学习；
　　2）紧跟当代科学技术发展的步伐，在教材中引入MATLAB技术，并且都附有具体实现的程序，便于教师指导和学生学习；
　　3）理论联系实际，将数字信号处理方面的科研成果转化为资源加入到教材中，特别注重加强学生的实践能力与创新能力培养。

内容简介

　　本书针对工程应用型本科专业的教学特点，系统介绍数字信号处理的基本理论、基本方法，强调实际应用。通过典型的应用实例、提供的源程序帮助读者理解和掌握基础理论的基本应用，激发学生的学习兴趣。
　　本书第1章～第4章介绍离散时间信号和系统的基本概念、变换域(Z域)分析、离散傅里叶变换（DFT）及FFT的基本原理；第5章介绍数字系统的基本网络结构；第6章和第7章介绍IIR、FIR滤波器的设计方法。
　　根据教学要求可选用与本教材配套的《数字信号处理实验教程》，对课堂教学、实验教学和课外拓展内容安排进行选择和组合。
　　本书可作为通信、电子信息、计算机应用技术等相关专业本科生教学用书，也可作为从事数字信号处理工作的工程技术人员的参考书。

目录

绪论
0.1数字信号处理系统的组成
0.2数字信号处理的特点
0.3数字信号处理学科的内容
0.4数字信号处理的实现
0.5数字信号处理系统的应用领域
第1章离散时间信号和系统
1.1概述
1.2时域离散信号
1.2.1模拟信号的采样、序列
1.2.2常用典型序列
1.2.3序列的运算
1.3离散时间系统
1.3.1线性
1.3.2时不变性
1.3.3系统输入输出关系
1.3.4系统的因果性和稳定性
1.4系统的线性常系数差分方程及其求解
1.4.1系统的线性常系数差分方程
1.4.2线性常系数差分方程的求解
1.5模拟信号数字处理方法
1.5.1模拟信号数字处理方法概述
1.5.2数字信号转换成模拟信号
1.6MATLAB实现
1.6.1常用序列的MATLAB实现
1.6.2序列运算的MATLAB实现
1.6.3卷积和的MATLAB实现
1.6.4MATLAB求解离散系统的差分方程
1.7习题
第2章离散时间信号和系统的变换域分析
2.1概述
2.2序列的离散时间傅里叶变换
2.2.1离散时间傅里叶变换定义
2.2.2DTFT的性质
2.3周期序列的离散傅里叶级数与DTFT
2.3.1周期序列的离散傅里叶级数
2.3.2周期序列的DTFT
2.4DTFT和CFT之间的关系
2.5z变换
2.5.1z变换的定义
2.5.2z变换的收敛域
2.5.3逆z变换
2.5.4z变换的性质与定理
2.5.5利用z变换求数字系统的输出
2.6用ZT分析系统的因果性、稳定性和频响特性
2.6.1传输函数与系统函数
2.6.2因果性和稳定性
2.6.3信号频谱/系统频响的几何解释
2.7MATLAB实现
2.7.1周期序列傅里叶级数的MATLAB实现
2.7.2序列逆z变换的MATLAB实现
2.7.3系统时域响应的MATLAB实现
2.7.4系统频率响应的MATLAB实现
2.8习题
第3章离散傅里叶变换
3.1引言
3.2DFT的定义
3.2.1DFT和IDFT的定义
3.2.2DFT和z变换的关系
3.2.3周期序列与有限长序列的内在联系
3.3DFT的性质
3.3.1线性性质
3.3.2序列的和
3.3.3序列的初值
3.3.4序列的圆周移位(循环移位)
3.3.5圆周卷积(循环卷积)及其与有限长序列线性卷积的关系
3.3.6序列的相关性
3.3.7Parseval定理
3.3.8有限长序列及其DFT的奇偶性和对称性
3.4频域取样
3.5用DFT对连续时间信号进行谱分析
3.5.1DFT是对连续时间信号FT的近似
3.5.2频率分辨率
3.5.3DFT分析连续时间信号x(t)实例
3.6用DFT对离散时间信号进行谱分析
3.7DFT应用中的问题与参数选择
3.7.1混叠现象
3.7.2栏栅效应
3.7.3频率泄漏
3.8MATLAB实现
3.8.1DFT的MATLAB实现
3.8.2用DFT计算线性卷积和圆周卷积的MATLAB实现
3.8.3连续时间信号谱分析的MATLAB实现
3.9习题
第4章快速傅里叶变换
4.1概述
4.2基��2 FFT
4.2.1DIT�睩FT原理
4.2.2DIF�睩FT
4.2.3快速傅里叶反变换
4.3矩阵形式的FFT
4.3.1算法原理
4.3.2进一步减少运算量的措施
4.4FFT应用于长序列卷积
4.4.1快速卷积
4.4.2重叠相加
4.4.3重叠保留
4.5线性调频�瞶变换
4.5.1CZT的定义
4.5.2CZT的特点
4.5.3CZT的快速实现
4.6离散哈特莱变换
4.6.1DHT的定义
4.6.2DHT和DFT的关系
4.6.3DHT的性质
4.7MATLAB实现
4.8习题
第5章数字滤波器的结构
5.1概述
5.2信号流图表示网络结构
5.3IIR滤波器的基本网络结构
5.3.1直接型Ⅰ
5.3.2直接型Ⅱ(典型形式)
5.3.3级联型
5.3.4并联型
5.3.5转置型
5.4FIR滤波器的基本结构
5.5格型结构
5.6MATLAB实现
5.7习题
第6章IIR数字滤波器设计
6.1基本概念
6.1.1数字滤波器和模拟滤波器
6.1.2滤波器的指标
6.1.3数字滤波器的设计原则
6.2模拟滤波器的设计
6.2.1模拟LPF设计指标
6.2.2巴特沃斯模拟低通滤波器设计
6.2.3切比雪夫模拟低通滤波器设计
6.2.4模拟滤波器的频率变换
6.3IIR LPF设计： 脉冲响应不变法
6.3.1一般数字滤波器的设计思想
6.3.2脉冲响应不变法的变换思想及方法
6.3.3脉冲响应不变法的参数映射关系及特点
6.4IIR LPF设计： 双线性变换法
6.4.1双线性变换的一般变换关系
6.4.2间接法设计数字LPF时T的选择
6.4.3双线性变换法、脉冲响应不变法的比较
6.5IIR HPF、BPF、BSF设计
6.5.1设计思路
6.5.2频率变换法设计数字高通滤波器
6.5.3z平面变换法
6.6IIR滤波器直接设计法
6.7IIR滤波器设计应用实例(MATLAB分析)
6.7.1模拟低通滤波器设计
6.7.2模拟�彩�字滤波器的转换
6.7.3数字滤波器应用实例
6.8习题
第7章FIR滤波器的设计
7.1FIR滤波器的线性相位条件和特点
7.2窗函数法设计FIR滤波器
7.2.1窗函数技术
7.2.2窗函数法的应用
7.3频率取样法设计FIR滤波器
7.4优化技术设计
7.4.1优化准则
7.4.2线性相位FIR滤波器的Chebyshev最优逼近
7.5IIR和FIR滤波器的比较
7.6FIR滤波器的MATLAB仿真实现
7.6.1窗函数法设计FIR滤波器的实现
7.6.2频率取样法设计FIR滤波器的实现
7.6.3FIR滤波器的优化设计的实现
7.6.4信道均衡器的FIR滤波器的实现
7.7习题
参考答案
参考文献

《现代通信系统中的信号处理：理论与实践》 内容简介 本书聚焦于现代通信系统中的核心技术——数字信号处理，深入探讨了数字信号处理的基本原理、关键算法以及在实际通信系统中的应用。本书旨在为电子信息工程、通信工程、计算机科学与技术等相关专业的本科生和研究生提供扎实的理论基础和丰富的实践指导，帮助他们理解和掌握数字信号处理在信息时代所扮演的关键角色，并能独立解决实际工程问题。 核心理论与算法 本书从数字信号处理的基石出发，系统性地介绍了信号的离散化、采样定理、量化噪声等基本概念，为读者构建起数字信号世界的认知框架。在此基础上，重点阐述了数字信号处理的四大支柱： 傅里叶变换系列（DFT, FFT）： 深入解析了离散傅里叶变换（DFT）的数学原理，并通过快速傅里叶变换（FFT）算法的多种实现方式，揭示了其在信号频谱分析中的强大能力。读者将学习如何利用FFT高效地提取信号的频率成分，理解其在调制解调、滤波、语音识别等领域的应用。本书不仅会讲解FFT算法的复杂度优势，还会深入探讨其在硬件实现上的考量，例如FFT butterflies的结构和并行化策略。 数字滤波理论（FIR, IIR）： 系统性地介绍了无限冲激响应（IIR）滤波器和有限冲激响应（FIR）滤波器的设计原理和性能比较。读者将学习如何根据系统性能指标（如通带、阻带、衰减、相位响应）选择合适的滤波器结构，并掌握窗函数法、频率采样法、Parks-McClellan最优设计法等多种FIR滤波器设计方法，以及IIR滤波器常用的双线性变换法、脉冲不变法等设计技术。本书会详细剖析不同设计方法的优缺点，以及它们在实际应用中的适用场景，例如对相位失真要求严格的场合选择FIR滤波器，对计算资源有限的场合考虑IIR滤波器。 随机信号处理： 深入探讨了随机信号的统计特性，包括自相关函数、功率谱密度等。本书详细讲解了谱估计的经典方法（周期图法、改进的周期图法、Welch法）和现代方法（AR模型、ARMA模型）。读者将学习如何利用这些工具来分析和理解通信信号中的噪声成分，以及如何在有噪声环境下进行信号的检测和估计。重点将放在现代通信系统中常见的噪声模型，例如AWGN（加性高斯白噪声），并讲解如何基于这些模型进行性能分析。 自适应信号处理： 详细介绍了自适应滤波器的工作原理和常见算法，如最小均方（LMS）算法及其变种（NLMS, SLMS）和递归最小二乘（RLS）算法。读者将学习如何设计和实现能够根据输入信号特性动态调整自身参数的滤波器，这对于处理时变信道、抑制干扰、均衡信号等具有至关重要的意义。本书将重点解析LMS算法的收敛性、收敛速度和计算复杂度，并对比RLS算法的快速收敛特性及其计算代价。 现代通信系统中的应用 本书并非孤立地介绍理论，而是紧密结合现代通信系统的实际需求，将数字信号处理的理论与实践紧密联系起来，深入探讨了以下关键应用领域： 调制与解调： 详细阐述了各种数字调制技术（如ASK, FSK, PSK, QAM）的原理，以及相应的数字解调方法。重点讲解了载波同步、符号定时恢复等关键技术，以及它们在实现高效可靠通信中的作用。本书会通过具体的例子，说明不同调制方式在信噪比、带宽效率等方面的权衡。 信道编码与解码： 介绍了错误检测和纠正码的基本原理，包括奇偶校验、循环冗余校验（CRC）、汉明码、卷积码和Turbo码等。读者将学习这些编码技术如何增加信息冗余以抵抗信道传输中的错误，以及相应的解码算法（如Viterbi算法）如何有效地恢复原始信息。本书会强调不同编码方案的纠错能力与编码效率之间的关系。 多址接入技术： 深入探讨了在有限的无线资源中实现多个用户同时通信的关键技术，包括频分多址（FDMA）、时分多址（TDMA）、码分多址（CDMA）和正交频分复用（OFDM）。本书将详细讲解OFDM的原理，包括其如何将高速数据流分割成多个低速数据流在正交的子载波上传输，以及如何克服多径效应。 谱估计与信号检测： 结合实际通信场景，讲解如何利用谱估计技术识别和分析信号的频率特性，以及如何在存在噪声和干扰的情况下准确检测目标信号。例如，在雷达信号处理、声纳信号处理以及无线通信中的信号检测等方面，谱估计技术都扮演着核心角色。 语音与图像信号处理： 简要介绍数字信号处理在语音信号（如语音编码、语音识别）和图像信号（如图像压缩、图像增强）处理中的应用，展示了数字信号处理的广泛适用性。 实践导向与工具应用 本书高度重视理论与实践的结合，鼓励读者动手实践。书中提供了丰富的计算示例，并鼓励读者使用MATLAB/Simulink、Python（NumPy, SciPy, Matplotlib）等主流的科学计算工具和编程语言来实现和验证算法。通过编程实践，读者能够更直观地理解算法的运行机制，并能将所学知识应用于实际工程问题。书中会提供一些具体的代码片段和仿真场景，引导读者一步步完成对算法的实现和分析。 学习目标 通过学习本书，读者将能够： 深刻理解数字信号处理的基本原理和数学基础。 熟练掌握傅里叶变换、数字滤波、随机信号处理和自适应信号处理等核心算法。 理解数字信号处理在现代通信系统中的关键作用及其应用方式。 掌握使用MATLAB/Simulink或Python等工具进行信号处理算法的设计、仿真和分析。 具备分析和解决通信系统中数字信号处理相关工程问题的能力。 目标读者 本书适合以下读者： 电子信息工程、通信工程、计算机科学与技术、自动化等专业的本科生和研究生。 从事通信、雷达、导航、音频、视频等领域的研发工程师。 对数字信号处理技术感兴趣的科研人员和从业者。 本书是通往现代通信系统奥秘的一扇窗口，也是开启数字信号处理领域职业生涯的坚实阶梯。通过对本书内容的深入学习和实践，读者将能够掌握驱动信息时代发展的核心技术，为未来的学习和工作奠定坚实基础。

评分☆☆☆☆☆

在翻阅这本书的过程中，我感受到了作者在知识体系构建上的匠心独运。开篇就对数字信号处理的学科定位、发展历程以及其在现代科技中的重要作用进行了宏观的阐述，为我勾勒出了一幅清晰的学科全景图。随后，从信号的离散化、量化开始，到滤波器的设计与实现，再到更高级的时频分析和统计信号处理，每一个知识点都如同精心打磨的宝石，镶嵌在逻辑严谨的知识链条中。我尤其欣赏书中对滤波器设计部分的讲解，不仅涵盖了窗函数法、频率采样法等经典设计方法，还对优化设计方法进行了介绍，并在每个方法后都提供了相应的算法实现思路和性能分析，让我能够清晰地理解不同设计方法的适用场景和优劣。此外，书中对多速率信号处理的讲解也让我耳目一新，它揭示了信号采样率转换在数据压缩、通信系统等领域的核心作用，并通过实例演示，让我对这一关键技术有了更深刻的理解。

评分☆☆☆☆☆

这本书无疑是一本具有前瞻性的著作，它在经典理论的基础上，融入了近年来数字信号处理领域的一些最新进展和发展趋势。我特别关注了书中关于小波变换和多分辨率分析的内容，这部分讲解得非常透彻，从多分辨率分析的数学原理到小波变换的数学形式，再到其在图像压缩、信号去噪等方面的应用，都给予了充分的阐释。作者通过生动的图示和清晰的逻辑，将这些相对复杂的概念变得易于理解，让我对信号的局部特征分析有了全新的认识。同时，书中对现代通信系统中信号处理的一些前沿问题的探讨，也让我看到了数字信号处理未来的发展方向，例如在OFDM、MIMO等技术中的应用，这极大地激发了我进一步探索和学习的动力。这本书不仅仅满足了我对基础知识的渴求，更点燃了我对该领域未来发展的无限遐想。

评分☆☆☆☆☆

这是一本令人振奋的学习材料，让我对数字信号处理的世界有了前所未有的认识。从理论推导的清晰性到算法实现的细致讲解，都充分体现了作者深厚的学术功底和丰富的实践经验。书中关于离散时间信号与系统的基本概念，从时域分析到频域分析的过渡，逻辑严谨，循序渐进，即便是我这样的初学者，也能在反复揣摩中逐渐掌握核心要义。尤其值得称赞的是，作者并没有将理论束之高阁，而是巧妙地将各种经典算法，如傅里叶变换、Z变换、FIR/IIR滤波器设计等，与具体的工程应用场景相结合，让我看到了这些抽象概念在实际问题中的强大生命力。每章末的习题都极具挑战性，不仅巩固了知识点，更能启发我的思考，培养解决实际问题的能力。我特别喜欢书中对信号采样与重建部分的处理，其详细的推导和对混叠现象的深入剖析，让我彻底理解了数字化的过程和其中的关键技术，为后续学习打下了坚实的基础。这本书不仅仅是一本教材，更像是一位循循善诱的老师，引导我一步步深入数字信号处理的殿堂。

评分☆☆☆☆☆

我必须承认，这本书在某些章节的处理上，给了我相当大的惊喜。特别是关于谱估计的部分，作者别出心裁地将传统的周期图法、Welch法与现代的AR/ARMA模型法进行了对比分析，不仅突出了各自的优缺点，更在实际应用案例的演示中，让我看到了不同算法在处理噪声、分辨率等问题上的差异。这种多角度、深层次的比较，极大地拓宽了我的视野，也让我对如何选择合适的谱估计方法有了更清晰的认识。此外，书中关于自适应滤波器的介绍也让我茅塞顿开，从LMS算法的原理到RLS算法的改进，再到其在噪声消除、均衡器等方面的应用，都讲解得细致入微。我尝试着跟着书中的伪代码实现了一些简单的自适应滤波器，在仿真平台上取得了不错的效果，这让我对理论知识的掌握程度有了直观的感受，极大地提升了我的学习兴趣和信心。总而言之，这本书在理论深度和应用广度上的平衡把握得非常好，是一本难得的优秀教材。

评分☆☆☆☆☆

作为一名需要将其作为学习指导的读者，这本书在教学方法的创新性上给我留下了深刻的印象。作者并没有采用枯燥的理论灌输方式，而是通过大量的图表、流程图以及精心设计的例题，将抽象的数学概念具象化。例如，在讲解卷积运算时，书中用形象的动画演示了滑动窗口的过程，让我瞬间就理解了卷积的本质。在讲解快速傅里叶变换（FFT）时，作者更是将蝶形运算的分解过程以图解的方式展现出来，让原本复杂的算法变得直观易懂。此外，书中还提供了一些简化的伪代码，指导读者如何将理论算法转化为实际的程序代码，这对于提升动手实践能力非常有帮助。我尝试着去复现书中介绍的一些经典算法，通过实际编程和调试，我对算法的理解又上升了一个层次。这本书的教学设计充分考虑到了读者的学习习惯和认知规律，是一本真正能够帮助读者掌握数字信号处理核心技术的优秀教材。