数字信号处理——理论与应用(第2版) 9787564129026 东南大学出版社 pdf epub mobi txt 电子书 下载 2025

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傅一彪，孙兵著 著

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出版社： 东南大学出版社

ISBN：9787564129026

商品编码：29424701421

包装：平装

出版时间：2011-07-01

基本信息

书名：数字信号处理——理论与应用(第2版)

定价：32.00元

作者：傅一彪,孙兵著

出版社：东南大学出版社

出版日期：2011-07-01

ISBN：9787564129026

字数：

页码：

版次：2

装帧：平装

开本：16开

商品重量：0.400kg

编辑推荐

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随着半导体集成电路和计算机技术的迅速发展，数字信号处理的理论和技术已经应用到社会的各个方面，成为整个数字化技术的基础，“数字信号处理”也成为电子信息、通信、自动控制、机电、生物医学工程等本科专业的必修课程。如何针对本科专业特点，深入浅出地介绍数字信号处理基础理论，透彻地分析其中的物理概念，做到理论联系实际是非常具有挑战性的。俞一彪、孙兵编著的《数字信号处理——理论与应用(第2版)》系统地介绍了数字信号处理的基础理论、基本算法和基本应用。

内容提要

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俞一彪、孙兵编著的《数字信号处理——理论与应用(第2版)》系统地介绍了数字信号处理的基础理论、基本算法和基本应用。内容包括：离散时间信号与系统，傅立叶变换与频谱分析，离散傅立叶变换与快速算法，无限脉冲响应数字滤波器设计，有限脉冲响应数字滤波器设计，多采样率信号处理与小波变换，离散*信号处理。
书中注重物理概念的透彻分析与介绍，强调理论与实际应用的结合。
考虑到频谱分析在实际应用中的重要性，单独设置一章对频谱的概念和频谱分析的意义进行了详细的介绍。另外，还增加了短时傅立叶变换、多采样率信号处理、小渡变换以及离散*信号处理方面的新内容。通过大量例子说明了各种线性相位有限脉冲响应数字滤波器的设计方法以及信号处理的应用。书中配有丰富的例题和习题，主要章节配有实验指导书。
《数字信号处理——理论与应用(第2版)》可作为高等院校电子信息工程、通信工程、自动控制、生物医学工程等本科专业的教材，也可供研究生及从事相关领域工作的工程技术人员阅读参考。

目录

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绪论1 离散时间信号与系统 1.1 连续时间信号的采样与量化 1.1.1 连续信号的采样 1.1.2 采样前后频谱的变化 1.1.3 量化 1.1.4 从采样信号恢复连续信号 1.2 离散时间信号——序列 1.2.1 典型的序列 1.2.2 周期序列 1.2.3 序列的运算 1.2.4 线性卷积 1.2.5 芋列的分解 1.2.6 序列的能量 1.2.7 多维序列 1.3 离散时间系统 1.3.1 离散时间系统的类型 1.3.2 离散时间系统的描述 1.4 Z变换 1.4.1 Z变换的定义及其收敛域 1.4.2 典型序列的Z变换 1.4.3 逆Z变换 1.4.4 Z变换的性质 1.4.5 Z变换与拉普拉斯变换的关系 1.5 离散时间系统的Z变换分析法 1.5.1 系统函数 1.5.2 逆系统 1.5.3 因果稳定系统的Z变换分析 1.5.4 离散时间系统的信号流图描述 1.6 本章小结 习题 实验 离散时间信号与系统分析2 傅立叶变换与频谱分析 2.1 离散信号的傅立叶变换 2.1.1 离散信号傅立叶变换的定义 2.1.2 离散信号的傅立叶反变换 2.1.3 离散信号的傅立叶变换与Z变换的关系 2.2 离散信号傅立叶变换的特点 2.2.1 对称特征 2.2.2 周期特征 2.2.3 线性特征 2.2.4 卷积特性 2.2.5 帕斯维尔定理 2.3 线性移不变系统的频率响应 2.4 系统函数零极点与频率响应的关系 2.5 离散信号频谱与模拟信号频谱之间的关系 2.5.1 模拟信号的傅立叶变换 2.5.2 离散时间傅立叶变换的导出 2.5.3 DTFT与FT的关系 2.6 频谱分析及应用 2.6.1 信号频谱的基本特征 2.6.2 系统频谱的基本特性 2.6.3 信号调制与解调 2.6.4 语音合成 2.6.5 图像增强 2.7 短时傅立叶变换分析 2.7.1 短时傅立叶变换的定义 2.7.2 短时傅立叶变换的特性 2.7.3 短时频谱的一种表示 2.8 本章小结 习题 实验 离散信号频谱分析与应用3 离散傅立叶变换与快速算法 3.1 周期信号的离散傅立叶级数表示 3.1.1 离散傅立叶级数 3.1.2 周期卷积 3.2 离散傅立叶变换 3.2.1 离散傅立叶变换的定义 3.2.2 离散傅立叶反变换 3.3 离散傅立叶变换的特性 3.3.1 有限长特性与频域采样定理 3.3.2 循环卷积特性 3.4 频率分辨率与时间分辨率 3.4.1 频率分辨率 3.4.2 时间分辨率 3.4.3 频率分辨率与时间分辨率的关系与协调 3.5 快速傅立叶变换 3.5.1 基于时选的快速傅立叶变换 3.5.2 基于频选的快速傅立叶变换 3.5.3 同址计算问题 3.5.4 离散傅立叶反变换的快速计算 3.6 离散傅立叶变换的应用 3.6.1 信号去噪 3.6.2 语音识别 3.6.3 图像纹理处理 3.6.4 利用FFT计算线性卷积 3.7 本章小结 习题 实验 基于DFT的信号识别系统4 无限脉冲响应数字滤波器设计 4.1 数字滤波器的性能指标 4.2 IIR数字滤波器的结构 4.2.1 直接Ⅰ型 4.2.2 直接Ⅱ型 4.2.3 级联型 4.2.4 并联型 4.2.5 全通滤波器 4.3 IIR滤波器的特性 4.3.1 巴特沃兹滤波器 4.3.2 切比雪夫滤波器 4.3.3 椭圆滤波器 4.4 模拟滤波器到数字滤波器的转换 4.4.1 脉冲响应不变法 4.4.2 双线性变换法 4.5 IIR滤波器设计的频率变换方法 4.5.1 模拟低通滤波器到各种数字滤波器的变换 4.5.2 数字低通滤波器到其他滤波器的变换 4.6 IIR滤波器实现与系数量化效应 4.6.1 IIR滤波器的实现 4.6.2 系数量化效应 4.7 IIR滤波器应用 4.7.1 彩超系统中的壁滤波器 4.7.2 DTMF双音频信号的合成 4.8 本章小结 习题 实验 IIR滤波器的设计5 有限脉冲响应数字滤波器设计 5.1 FIR数字滤波器的特点 5.1.1 基本特点 5.1.2 线性相位特点 5.1.3 线性相位FIR滤波器的实现条件 5.2 窗函数设计法 5.2.1 窗函数设计法原理 5.2.2 理想低通滤波器 5.2.3 矩形窗的设计特性 5.2.4 汉宁窗的设计特性 5.2.5 哈明窗的设计特性 5.2.6 布莱克曼窗的设计特性 5.2.7 凯泽窗的设计特性 5.2.8 窗函数设计法的进一步分析 5.3 利用凯泽窗设计FIR滤波器 5.3.1 低通滤波器设计 5.3.2 带通滤波器设计 5.3.3 高通滤波器设计 5.3.4 带阻滤波器设计 5.4 频率取样设计法 5.4.1 频率取样设计法原理 5.4.2 设计实例分析 5.5 等波纹逼近优化设计方法 5.5.1 小均方误差优化设计 5.5.2 等波纹逼近优化设计 5.6 系数量化效应与溢出控制 5.6.1 系数量化效应 5.6.2 溢出控制 5.7 FIR滤波器应用 5.7.1 信号去噪 5.7.2 信号的高频提升 5.7.3 图像去噪 5.8 本章小结 习题 实验 FIR滤波器设计与实现6 多采样率信号处理与小波变换 6.1 多采样率信号处理 6.1.1 序列的抽取与插值 6.1.2 序列的采样率降低处理 6.1.3 序列的采样率提升处理 6.2 多采样率处理的应用 6.2.1 带通信号的降采样处理 6.2.2 正交镜像滤波器组设计 6.2.3 树结构正交镜像滤波器组设计 6.2.4 倍频程分隔滤波器组设计 6.2.5 子带数据压缩编码 6.3 小波变换 6.3.1 连续小波变换 6.3.2 小波变换的时频特性 6.3.3 二进小波变换 6.3.4 多分辨率分析 6.3.5 Mallat算法 6.4 小波变换应用 6.4.1 离散小波变换的计算 6.4.2 信号去噪处理 6.4.3 图像数据压缩 6.4.4 语音信号基音检测 6.5 本章小结 习题7 离散随机信号处理 7.1 随机变量和随机过程 7.2 平稳随机信号 7.3 随机信号的A／D转换噪声和过采样处理 7.4 随机信号功率谱 7.5 线性系统对随机信号的响应 7.5.1 均值 7.5.2 自相关函数及功率谱 7.5.3 互相关函数和互功率谱密度 7.6 功率谱估计 7.6.1 谱估计方法种类 7.6.2 自相关函数的估计 7.6.3 互相关函数的估计 7.6.4 传统功率谱估计 7.6.5 模型谱估计 7.6.6 AR谱估计 7.6.7 大熵谱估计 7.6.8 Burg谱估计法 7.6.9 阶数的确定 7.7 维纳滤波与卡尔曼滤波 7.8 本章小结 习题附录 专业术语英汉对照参考文献

作者介绍

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文摘

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序言

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《现代通信原理与技术》 图书简介 在信息爆炸的时代，通信技术的发展日新月异，深刻地改变着我们的生活方式和社会形态。从基础的语音通信到高速的数据传输，从广播电视的广泛覆盖到互联网的全球互联，通信技术始终是推动社会进步的关键力量。《现代通信原理与技术》一书，旨在系统性地梳理和深入剖析现代通信系统中至关重要的理论基础与核心技术，为读者提供一个全面、深入且与时俱进的学习视角。本书并非仅仅是对现有技术的简单罗列，而是着力于揭示其背后深刻的数学原理、工程挑战以及不断演进的发展趋势，力求帮助读者建立扎实的理论功底，并能洞察未来通信技术的发展方向。 本书的编写，充分考虑了当前通信工程领域对于专业知识的广度和深度需求，尤其强调理论与实践的结合。内容覆盖了从信号的产生、编码、调制，到传输、解调、解码，再到系统设计、性能分析等一系列关键环节。全书结构严谨，逻辑清晰，从宏观的通信系统模型入手，逐步深入到各个子系统的具体原理和关键技术。 第一篇：通信系统的基本原理与信号表示 本篇是全书的基石，旨在为后续章节的学习打下坚实的理论基础。 第一章：通信系统的模型与基本概念 我们将从最基本的通信系统模型出发，介绍信息源、发送端、信道、接收端以及信宿等核心组成部分。在此基础上，系统性地阐述通信的本质，即信息的有效、可靠、精确地从一点传递到另一点。本章还将引入一系列基本概念，如信源编码、信道编码、调制、解调、信号带宽、信噪比、信息传输速率等，并探讨它们在整个通信过程中的作用与重要性。我们会分析各种噪声对信号传输的影响，以及如何通过合理的系统设计来克服这些不利因素。 第二章：信号的数学表示与傅里叶分析 信号是信息的载体，理解信号的数学表示是深入分析通信系统的前提。本章将重点介绍连续时间信号和离散时间信号的表示方法，包括冲激信号、指数信号、正弦信号等基本信号。在此基础上，将深入讲解傅里叶级数和傅里叶变换的强大分析工具。傅里叶分析能够将时域信号分解为不同频率分量的叠加，这对于理解信号的频谱特性、分析系统的频率响应以及设计滤波器等至关重要。我们将详细推导傅里叶变换的性质，并结合通信领域的实际应用，例如信号的带宽分析、频谱混叠的现象及其规避方法等，帮助读者深刻理解傅里叶分析的物理意义和工程价值。 第三章：随机信号与噪声分析 在实际通信系统中，信号传输过程中不可避免会受到各种随机干扰，其中最主要的就是噪声。本章将系统介绍随机信号的理论，包括随机变量、随机过程的概念，以及平稳性、遍历性等重要性质。我们将重点分析通信系统中常见的噪声模型，如加性高斯白噪声（AWGN）的特性及其在不同场景下的影响。理解噪声的统计特性是设计可靠通信系统的关键，我们将探讨如何通过统计学的方法来量化噪声的影响，并为后续章节中信道容量、误码率等性能指标的分析奠定基础。 第二篇：数字通信的核心技术 本篇将聚焦于数字通信的核心技术，详细解析信息在数字化过程中的各种变换与处理。 第四章：信源编码（数据压缩） 为了提高信息传输效率，减少传输带宽和存储空间，信源编码（数据压缩）技术是必不可少的。本章将介绍无损信源编码和有损信源编码两大类。无损编码方法，如霍夫曼编码（Huffman Coding）和算术编码（Arithmetic Coding），通过统计码字出现频率的不等性来优化编码效率，我们将深入分析其编码原理、算法流程及性能。对于有损编码，我们将介绍其基本思想，即在人耳或人眼感知能力范围内去除冗余信息，主要会探讨这类编码在多媒体通信中的应用。 第五章：信道编码（纠错编码） 为了提高通信系统的可靠性，抵抗信道噪声的干扰，信道编码（纠错编码）技术扮演着至关重要的角色。本章将详细介绍几种经典的纠错编码方案。首先，我们会从基本概念入手，介绍汉明码（Hamming Code）的构造原理和译码方法，它是最早也是最简单的线性分组码之一。接着，将深入探讨卷积码（Convolutional Codes），包括其编码器结构、状态图、以及维特比译码算法（Viterbi Decoding Algorithm），这是一种高效的硬判决译码算法。此外，还会介绍更高级的纠错编码技术，如BCH码（Bose-Chaudhuri-Hocquenghem Code）和RS码（Reed-Solomon Code），它们在CD、DVD、卫星通信等领域有着广泛应用。最后，我们还将提及Turbo码和LDPC码（Low-Density Parity-Check Code）等现代高性能纠错码，它们在3G、4G、5G等移动通信系统中发挥着关键作用。 第六章：数字调制与解调 数字调制是将数字基带信号转换为适合在信道中传输的带通信号的过程。本章将系统介绍各种数字调制方式。我们将从基本的调幅（ASK）、调频（FSK）和调相（PSK）开始，详细分析其调制原理、功率谱密度以及在不同信道条件下的性能表现。接着，将深入探讨正交幅度调制（QAM），这是现代数字通信中最常用的调制技术之一，我们将分析不同阶数的QAM（如16QAM, 64QAM）的星座图、数据速率和抗噪声能力。针对每个调制方式，我们还将详细介绍其对应的最优解调方法，如匹配滤波器（Matched Filter）和最大似然（Maximum Likelihood）判决。 第七章：多路复用技术 在有限的信道资源中传输更多的数据，多路复用技术是必不可少的。本章将详细介绍几种重要的多路复用技术。频分复用（FDM）通过将信道划分为多个不重叠的频段来实现多个信号的同时传输。时分复用（TDM）则将时间划分为多个时隙，每个时隙分配给一个信号。统计时分复用（STDM）是对TDM的改进，它能够更有效地利用信道资源。此外，还会介绍码分复用（CDMA），这是一种以扩频技术为基础的复用方式，具有良好的抗干扰能力和保密性，是3G移动通信的核心技术之一。 第三篇：现代通信系统的关键技术与发展趋势 本篇将进一步拓展到更广泛的现代通信系统，并展望未来的发展方向。 第八章：无线通信技术 无线通信是现代通信系统中发展最快、应用最广的领域之一。本章将深入探讨无线通信面临的挑战，如衰落（Fading）、多径传播、干扰等。我们将介绍主要的无线通信标准，如GSM、WCDMA、LTE以及5G等，并剖析其关键技术，例如扩频技术、跳频技术、MIMO（Multiple-Input Multiple-Output）技术，它通过利用多根天线来提高系统容量和可靠性，以及OFDM（Orthogonal Frequency Division Multiplexing）技术，它将高速数据流分解成多个低速数据流在多个正交子载波上并行传输，是4G和5G通信的核心技术。 第九章：网络通信与协议 通信系统最终要融入到网络中，实现信息的互联互通。本章将介绍通信网络的基本概念，包括局域网（LAN）、广域网（WAN）以及互联网。我们将详细阐述TCP/IP协议族，这是互联网的基础协议，包括IP（Internet Protocol）用于数据包寻址和路由，TCP（Transmission Control Protocol）提供可靠的、面向连接的传输服务，以及UDP（User Datagram Protocol）提供无连接的、尽力而为的服务。本章还将探讨网络层的路由选择、拥塞控制等问题，以及应用层的HTTP、FTP等协议。 第十章：通信系统的性能评估与优化 任何通信系统的设计都需要对其性能进行客观的评估和持续的优化。本章将介绍用于衡量通信系统性能的关键指标，如误码率（BER）、信噪比（SNR）、信道容量（Channel Capacity）等。我们将推导香农（Shannon）信道容量公式，它给出了在给定信道条件下信息传输的理论上限。在此基础上，将探讨如何通过选择合适的编码、调制、多址等技术来逼近这一理论极限。此外，还会讨论系统资源分配、功率控制、干扰协调等优化策略。 第十一章：未来通信技术展望 通信技术正以前所未有的速度发展。本章将对未来的通信技术进行展望。我们将探讨6G通信可能面临的挑战与机遇，例如更高的频段（太赫兹）、更智能的通信（AI与通信的融合）、空天地一体化网络等。还将讨论物联网（IoT）、车联网（V2X）等新兴应用对通信技术提出的新需求，以及量子通信、可见光通信等前沿技术的发展动向。 本书的特色与优势 理论严谨，深入浅出：本书在保证理论体系完整性的同时，注重概念的清晰阐述和数学推导的易懂性，力求让读者在掌握原理的同时，也能理解其背后的逻辑。 案例丰富，应用导向：书中穿插了大量的通信工程领域的实际应用案例，如移动通信、卫星通信、无线局域网等，帮助读者将理论知识与实际工程问题相结合。 内容全面，与时俱进：本书涵盖了数字通信的经典理论与前沿技术，能够满足不同层次读者的学习需求，并为读者了解未来通信发展趋势提供指引。 结构清晰，逻辑连贯：全书章节安排合理，循序渐进，从基础理论到核心技术，再到应用与发展，层层递进，使读者能够建立起完整的知识体系。 目标读者 本书适合于高等院校通信工程、电子工程、信息工程、计算机科学与技术等相关专业的高年级本科生、研究生，以及从事通信系统设计、研发、维护的工程师和技术人员。对于对现代通信技术感兴趣的广大读者，本书也是一本极具价值的参考读物。 通过学习《现代通信原理与技术》，读者将能够深刻理解现代通信系统的工作机制，掌握核心的设计方法和分析工具，并能为应对未来通信技术发展带来的挑战做好充分准备。

评分☆☆☆☆☆

这套书的装帧设计真的很有质感，封面是那种低饱和度的蓝色，摸上去有一种哑光的触感，拿在手里沉甸甸的，一看就很有分量。书脊上的字体印刷清晰，即使放在书架上，一眼也能认出它的名字。翻开扉页，纸张的质量也相当不错，不是那种劣质的白纸，而是略带米黄色的环保纸，书页边缘也没有毛糙感，阅读起来非常舒服，不会有刺鼻的油墨味。我个人比较注重书籍的实体感受，毕竟是需要花时间去研读的，一本有诚意、制作精良的书，确实能提升学习的愉悦感。尤其是我这种喜欢在纸质书上做笔记和标注的人，好的纸张能够承载我的思考，不会轻易洇墨，这一点很重要。而且，我注意到它采用了锁线装订，这种装订方式比传统的胶装要牢固得多，开本也比较适中，放在桌上不会轻易合拢，方便随时翻阅和对照。整体而言，从拿到书的那一刻起，就感受到了一种严谨和专业的态度，这一点对于一本学术类的书籍来说，是至关重要的。

评分☆☆☆☆☆

这本书在理论讲解方面，可以说是非常扎实和深入的。它没有停留在表面，而是深入到每个概念的数学推导和物理意义的剖析。对于一些核心的数学工具，比如傅里叶变换、拉普拉斯变换、Z变换等，都进行了详细的介绍，并且解释了它们在不同场景下的适用性。我特别喜欢它对这些变换的推导过程，虽然有些过程比较复杂，但作者的处理方式让它们变得可以理解，甚至挖掘出了它们背后更深层次的数学美感。而且，书中不仅仅局限于“是什么”，更侧重于“为什么”。在解释一个算法或者一个概念时，会追溯其产生的背景和解决的问题，这使得我不仅学会了方法，更能理解其价值和局限性。对于信号的采样、量化、编码等过程，也进行了细致的阐述，让我对数字信号处理的整个流程有了更全面的认识。它的严谨性让我觉得，一旦掌握了书中的内容，就等于打下了坚实的理论基础。

评分☆☆☆☆☆

我之所以选择这本教材，很大程度上是被它的体系化结构所吸引。从目录的设计来看，它循序渐进，逻辑清晰，将复杂的概念分解成易于理解的部分。初学者可以从基础概念入手，逐步深入到更高级的主题，而有一定基础的读者，也可以快速定位到自己感兴趣的章节进行深入学习。我尤其欣赏它在每个章节开头都会有一个小引言，简要介绍本章的学习目标和主要内容，这使得我能够提前对学习内容有一个大致的了解，有助于规划学习路径。此外，书中大量的图示和表格也极大地帮助了我理解抽象的理论。很多时候，枯燥的公式和定义，通过直观的图形展示，立刻就变得生动起来，例如傅里叶变换的部分，如果没有那些示意图，我恐怕要花费更多的时间去消化。它还提供了丰富的例题，并且对解题过程进行了详细的讲解，这对于我这种需要通过实践来巩固知识的人来说，简直是雪中送炭。每一个例题都紧扣理论，能够帮助我检验对知识点的掌握程度。

评分☆☆☆☆☆

我必须说，这本书的配套资源也同样出色。虽然我主要是在阅读纸质书，但我了解到作者或者出版社还提供了一些额外的学习辅助材料，这对于深度学习者来说是极大的福利。比如，我听说有配套的PPT讲解，里面包含了关键的知识点总结和精美的图表，还有一些可能包含代码实现的资源，比如MATLAB或者Python的脚本，能够让我更方便地进行仿真和验证。这种“软硬兼施”的学习方式，极大地提高了学习效率。我个人比较倾向于边学边练，如果能够找到这些配套资源，我就可以在理解理论的同时，动手去实现和测试，这会让学习过程更加生动有趣，也更能加深理解。总而言之，这本书不仅仅是一本教材，它更像是一个完整的学习生态系统，为读者提供了全方位的支持，让人感到非常安心和充满信心。

评分☆☆☆☆☆

让我印象深刻的是，这本书在理论与实际应用之间架起了一座坚实的桥梁。它没有让理论学习变成空中楼阁，而是通过大量的工程案例和实际应用场景，展示了数字信号处理的强大威力。在讲解完某个理论概念后，紧接着就会出现相关的应用实例，例如在通信系统中的应用、在图像处理中的应用、在音频信号处理中的应用等等。这些例子都非常贴近实际，让我能够直观地感受到理论知识是如何解决实际问题的。我特别喜欢它对一些经典算法的讲解，比如FIR滤波器和IIR滤波器的设计，以及FFT算法的原理和实现。这些章节不仅详细阐述了算法的数学原理，还探讨了它们在实际工程中的实现细节和性能考量，这对我将来从事相关工作非常有指导意义。它还提到了一些现代数字信号处理面临的挑战和未来的发展趋势，这让我对这个领域充满了好奇心和探索的动力。