数字信号处理原理及实现(第2版)(高等院校信息与通信工程系列教材) 97873023124 pdf epub mobi txt 电子书 下载 2025

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王艳芬 等 著

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出版社： 清华大学出版社

ISBN：9787302312413

商品编码：29222542783

包装：平装

出版时间：2013-10-01

基本信息

书名：数字信号处理原理及实现(第2版)(高等院校信息与通信工程系列教材)

定价：35.00元

作者：王艳芬 等

出版社：清华大学出版社

出版日期：2013-10-01

ISBN：9787302312413

字数：532000

页码：

版次：2

装帧：平装

开本：大32开

商品重量：0.522kg

编辑推荐

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王艳芬编著的《数字信号处理原理及实现(第2版高等院校信息与通信工程系列教材)》系统阐述了数字信号处理的基本原理、算法分析和实现，本书可作为高等院校信息工程、电子信息工程、通信工程、电子科学与技术、电气工程及其自动化、自动化、计算机科学与技术等专业的本科生教材，也可作为从事信息处理、通信工程、电子系统设计等领域的科学研究与工程技术人员的参考用书。数字信号处理原理及实现学习指导 （第2版）（高等学校电子信息类专业系列教材）

内容提要

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王艳芬编著的《数字信号处理原理及实现(第2版高等院校信息与通信工程系列教材)》系统阐述了数 字信号处理的基本原理、算法分析和实现，共包括9章内容，即绪论、离散时间信号与系统的时域分析、 离散时间信号与系统的频域分析、离散傅里叶变换(dft)、快速傅里叶变换(fft)、iir数字滤波器的设 计、fir数字滤波器的设计、数字滤波器结构与有限字长效应、多采样率数字信号处理以及数字信号处理 实验等。
本书概念清楚、理论完整、分析透彻，特别是自始至终运用matlab来阐述基本概念和基本原理，将经 典理论与现代技术相结合，使知识点的叙述更加清楚易懂。本书还结合实际给出了matlab上机实验内容， 并配有上机习题，可以作为课程实验练习和上机考试 的复习题。
《数字信号处理原理及实现(第2版高等院校信息与通信工程系列教材)》可作为高等院校信息工程、 电子信息工程、通信工程、电子科学与技术、电气工程及其自动化、自动化、计算机科学与技术等专业的 本科生教材，也可作为从事信息处理、通信工程、电子系统设计等领域的科学研究与工程技术人员的参考 用书。

目录

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绪论
0.1 信号、系统与信号处理
0.2 数字信号处理系统的基本组成
0.3 数字信号处理的特点
0.4 数字信号处理基本学科分支
o.5 数字信号处理系统的实现方法
0.6 数字信号处理的应用领域
章 离散时间信号与系统的时域分析
1.1 引言
1.2 离散时间信号
1.2.1 序列的定义
1.2.2 常用基本序列
1.2.3 序列的基本运算
1.2.4 任意序列的单位脉冲序列表示
1.2.5 matlab实现
1.3 离散时间系统
1.3.1 线性系统
1.3.2 时不变系统
1.3.3 线性时不变离散系统
.1.3.4 线性卷积的计算
1.3.5 系统的因果性和稳定性
1.4 离散时间系统的时域描述——差分方程
1.4.1 常系数线性差分方程的一般表达式
1.4.2 差分方程的求解
1.4.3 matlab实现
1.5 模拟信号数字处理方法
1.5.1 采样的基本概念
1.5.2 理想采样及其频谱
1.5.3 时域采样定理
1.5.4 采样的恢复
1.5.5 采样内插公式
1.5.6 matlab实现
本章 小结
习题
第2章 离散时间信号与系统的频域分析
2.1 序列的傅里叶变换的定义及性质
2.1.1 序列的傅里叶变换的定义
2.1.2 常用序列的傅里叶变换
2.1.3 序列的傅里叶变换的性质
2.1.4 matlab实现
2.2 序列的z变换
2.2.1 z变换的定义及其收敛域
2.2.2 序列特性对z变换收敛域的影响
2.2.3 z反变换
2.2.4 matlab实现
2.2.5 z变换的性质
2.3 系统函数与频率响应
2.3.1 系统函数的定义
2.3.2 系统函数和差分方程
2.3.3 系统函数的收敛域与系统的因果稳定性
2.3.4 频率响应
2.3.5 iir和fir系统
2.3.6 matlab实现
本章 小结
习题
第3章 离散傅里叶变换
3.1 引言
3.2 傅里叶变换的几种形式
3.2.1 连续时间、连续频率——连续傅里叶变换（ft）
3.2.2 连续时间、离散频率——傅里叶级数（fs）
3.2.3 离散时间、连续频率——序列的傅里叶变换（dtft）
3.2.4 离散时间、离散频率——离散傅里叶变换（dft）
3.3 离散傅里叶级数（dfs）
3.3.1 dfs的定义
3.3.2 dfs的性质
3.4 离散傅里叶变换
3.4.1 dft的定义
3.4.2 dft和z变换、dtft的关系
3.4.3 dft的性质
3.4.4 matlab实现
3.5 频域采样理论——抽样z变换
3.5.1 频域采样
3.5.2 频域恢复——频域内插公式
3.6 用dft计算线性卷积和线性相关
3.6.1 线性卷积的dft算法
3.6.2 线性相关的dft算法
3.7 用dft进行频谱分析
3.7.1 利用dft对连续非周期信号进行谱分析
3.7.2 用dft进行谱分析的误差问题
3.7.3 用dft进行谱分析的参数考虑
3.7.4 matlab实现
本章小结
习题
第4章 快速傅里叶变换
4.1 引言
4.2 直接计算dft的问题及改进的途径
4.2.1 直接计算dft的运算量问题
4.2.2 改善途径
4.3 按时间抽取(dit)的基2-fft算法
4.3.1 算法原理
4.3.2 dit-fft算法与直接计算dft运算量的比较
4.3.3 算法特点
4.4 按频率抽取(dif)的基2-fft算法
4.4.1 算法原理
4.4.2 算法特点
4.5 1dft的高效算法
4.5.1 利用fft流图计算ifft
4.5.2 直接调用fft子程序的方法
4.6 实序列的fft算法
4.7 n为复合数的混合基fft算法
4.7.1 算法的基本原理
4.7.2 n为复合数时算法的运算量估计
4.8 线性调频z变换(czt)
4.8.1 算法基本原理
4.8.2 czt的实现
4.8.3 czt的特点
4.8.4 matlab实现
本章小结
习题
第5章 iir数字滤波器的设计
5.1 引言
5.2 数字滤波器的基本概念
5.2.1 数字滤波原理
5.2.2 数字滤波器的分类
5.2.3 数字滤波器的技术指标
5.2.4 数字滤波器的设计方法
5.3 模拟滤波器的设计
5.3.1 模拟滤波器的技术指标要求
5.3.2 由幅度平方函数来确定传输函数
5.3.3 巴特沃思低通滤波器
5.3.4 切比雪夫低通滤波器
5.3.5 模拟滤波器的频率变换
5.4 脉冲响应不变法设计iir数字滤波器
5.4.1 变换原理
5.4.2 s平面与z平面的映射关系
5.4.3 混叠失真
5.4.4 优缺点
5.4.5 matlab实现
5.5 双线性变换法设计iir数字滤波器
5.5.1 变换原理
5.5.2 s平面与z平面的映射关系
5.5.3 双线性变换法中的频率失真和预畸变
5.5.4 模拟滤波器的数字化方法
5.5.5 matlab实现
5.6 iir数字滤波器的频率变换及matlab实现
5.7 iir数字滤波器的直接设计法
5.7.1 零、极点累试法
5.7.2 小均方误差法
5.8 iir数字滤波器的相位均衡
5.8.1 全通滤波器的群时延特性
5.8.2 iir数字滤波器的群时延均衡
本章小结
习题
第6章 fir数字滤波器的设计
6.1 引言
6.2 线性相位fir数字滤波器的特点
6.2.1 线性相位条件
6.2.2 幅度函数特点
6.2.3 线性相位fir数字滤波器的零点位置
6.3 窗函数法设计fir数字滤波器
6.3.1 设计方法
6.3.2 加窗对fir数字滤波器幅度特性的影响
6.3.3 常用窗函数.
6.3.4 一般设计步骤及matlab实现
6.4 频率采样法设计fir数字滤波器
6.4.1 设计方法
6.4.2 线性相位滤波器的约束条件
6.4.3 逼近误差
6.4.4 过渡带采样的优设计
6.4.5 一般设计步骤及matlab实现
6.5 等波纹逼近法设计fir数字滤波器
6.5.1 等波纹逼近准则.
6.5.2 线性相位fir数字滤波器的设计
6.5.3 matlab实现
6.6 简单整系数法设计fir数字滤波器
6.6.1 设计方法
6.6.2 简单整系数fir数字滤波器的优化设计
6.6.3 参数求解及matlab实现
6.7 fir和iir数字滤波器的比较
本章小结
习题
第7章 数字滤波器结构与有限字长效应
7.1 引言
7.2 基本结构单元
7.3 iir滤波器的基本网络结构
7.3.1 直接型
7.3.2 级联型
7.3.3 并联型
7.3.4 全通系统
7.3.5 小相位系统
7.4 fir滤波器的基本网络结构
7.4.1 直接型(卷积型)
7.4.2 级联型
7.4.3 频率采样结构
7.4.4 线性相位结构
7.5 数字滤波器的格型结构
7.5.1 全零点(fir)系统的格型结构
7.5.2 全极点(fir)系统的格型结构
7.5.3 极零系统的格型结构
7.6 有限字长效应
7.6.1 输入信号的量化效应
7.6.2 数字滤波器的系数量化效应
7.6.3 数字滤波器的运算量化效应
本章小结
习题
第8章 多采样率数字信号处理
8.1 引言
8.2 序列的整数倍抽取和插值
8.2.1 序列的整数倍抽取
8.2.2 序列的整数倍插值
8.3 有理倍数的采样率转换
8.4 多采样转换滤波器的设计
8.4.1 直接型fir滤波器结构
8.4.2 多相滤波器实现
8.5 多采样转换滤波器的matlab实现
本章小结
习题
第9章 数字信号处理实验
9.1 实验开发工具matlab基础
9.1.1 matlab语言
9.1.2 交互式仿真simulink
9.1.3 滤波器分析设计工具fdatool
9.2 实验(1)：fft频谱分析及应用
9.3 实验(2)：iir数字滤波器的设计
9.4 实验(3)：fir数字滤波器的设计
9.5 实验(4)：数字滤波器结构及simulink仿真实现
9.6 实验(5)：立体声延时音效处理
9.7 上机习题
附录 傅里叶变换

作者介绍

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文摘

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序言

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《通信系统原理与应用》 概述 《通信系统原理与应用》旨在为读者提供一个全面而深入的通信系统理论基础，并结合实际应用，使读者能够理解现代通信系统的设计、分析与实现。本书内容涵盖了通信系统的基本组成、关键技术、发展趋势以及在各个领域的实际应用，力求在理论深度与实践广度之间取得平衡，为从事通信工程、信号处理、信息技术等相关领域的专业人士、研究生以及高年级本科生提供一本不可或缺的参考书籍。 本书的编写遵循循序渐进的原则，从最基础的通信概念出发，逐步深入到复杂的调制解调技术、信道编码、多址技术、现代移动通信系统以及新兴的通信技术。每一章节都力求逻辑清晰，概念阐述准确，并配以丰富的图表和实例，以帮助读者更好地理解抽象的理论知识。 核心内容 第一部分：通信系统基础 引言： 介绍通信的定义、发展历程、重要性以及通信系统的基本组成框图，为读者建立宏观认知。 信号与系统： 详细讲解信号的分类（模拟信号、数字信号、周期信号、非周期信号等），以及系统的基本性质（线性、时不变、因果性、稳定性）。重点介绍傅里叶级数和傅里叶变换在信号分析中的应用，以及拉普拉斯变换和Z变换在系统分析中的作用。 信道模型： 探讨不同类型的通信信道，如加性高斯白噪声（AWGN）信道、衰落信道（如瑞利衰落、莱斯衰落）等，并分析噪声对信号传输的影响。 信息论基础： 引入信息熵、信源编码、信道容量等基本概念，为理解通信的有效性和可靠性奠定理论基础。 第二部分：模拟通信 振幅调制（AM）： 详细讲解调幅、双边带调幅（DSB）、单边带调幅（SSB）和残边带调幅（VSB）的原理、产生方法和解调技术。分析其频谱特性、功率效率和抗噪声性能。 角度调制（FM/PM）： 深入探讨调频（FM）和调相（PM）的原理、调制和解调方法。对比AM的优缺点，重点分析FM在抗噪声方面的优势。 采样定理与脉冲编码调制（PCM）： 详细阐述奈奎斯特采样定理，介绍模拟信号离散化的过程。重点讲解PCM的量化、编码过程，以及其在数字通信中的基础地位。 第三部分：数字基带传输 数字信号的表示与基本码型： 介绍各种数字信号的波形表示，如单极性、双极性、单边、双边归零码、曼彻斯特码等，并分析它们的特性。 成型滤波器与匹配滤波器： 探讨信号在传输过程中可能遇到的失真，介绍成型滤波器（如升余弦滤波器）的作用，以减小码间串扰。详细讲解匹配滤波器的原理及其在最大信噪比接收中的作用。 误码率（BER）分析： 分析数字基带传输中的错误产生原因，推导在不同码型和信道条件下的误码率公式，并进行性能比较。 第四部分：数字带通传输 数字调制技术： 详细讲解二进制相移键控（BPSK）、二进制频移键控（BFSK）、二进制幅度移键控（BASK）的原理、星座图、功率谱密度和解调方法。 多进制调制技术： 介绍四相相移键控（QPSK）、M进制幅度调制（M-ASK）、M进制频移键控（M-FSK）和M进制正交幅度调制（M-QAM）等高级调制技术。分析它们的星座图、数据率、功率效率和误码率性能，以及在实际应用中的优势。 差错控制编码： 引入信道编码的基本概念，讲解分组码（如汉明码、卷积码）和卷积码的编码、译码原理。重点分析它们如何提高通信系统的可靠性，降低误码率。 第五部分：多址技术 频分多址（FDMA）： 介绍FDMA的工作原理，如何通过分配不同的频段来实现多用户同时通信。 时分多址（TDMA）： 讲解TDMA的原理，用户如何轮流使用同一频段的不同时隙进行通信。 码分多址（CDMA）： 深入探讨CDMA的关键技术，如扩频、伪随机序列（PN序列）的应用，以及如何通过不同的码来区分用户。 正交频分复用（OFDM）： 详细介绍OFDM的技术原理，如何将高速数据流分割成多个低速数据流，并在多个正交子载波上并行传输，以抵抗多径衰落。 第六部分：现代通信系统 移动通信系统： 概述蜂窝移动通信系统的基本架构，介绍从第一代（1G）到第四代（4G）移动通信技术（GSM, WCDMA, LTE）的发展历程和关键技术。 卫星通信系统： 讲解卫星通信的基本原理，包括轨道类型、地面站、转发器等，以及其在广播、数据传输等方面的应用。 光纤通信系统： 介绍光纤作为传输介质的优势，以及光通信系统的组成，包括光源、光纤、光探测器等，重点关注其高带宽和低损耗特性。 无线局域网（WLAN）： 阐述Wi-Fi技术的工作原理，包括IEEE 802.11系列标准，以及其在无线接入网络中的重要作用。 第七部分：通信系统的性能分析与优化 链路预算分析： 讲解如何进行通信链路的功率和性能预算，以评估通信系统的覆盖范围和可靠性。 系统性能指标： 总结并讨论通信系统的关键性能指标，如吞吐量、延迟、可靠性（可用性）、频谱效率等。 抗干扰技术： 探讨各种抗干扰技术，如扩频、自适应均衡、纠错编码等。 实践与应用 本书在讲解理论知识的同时，注重与实际应用的结合。书中会穿插大量实际通信系统中的例子，如手机通信、无线网络、卫星广播、有线电视等，帮助读者理解理论如何应用于现实世界。部分章节会讨论当前通信技术的热点和发展方向，如5G、物联网（IoT）、软件定义无线电（SDR）等，为读者提供前瞻性的视野。 学习目标 通过学习本书，读者将能够： 掌握通信系统的基本原理、组成和工作流程。 理解并分析不同类型的信号和信道特性。 熟练掌握各种模拟和数字调制解调技术。 理解并应用信息论中的关键概念。 掌握通信系统中常用的编码技术，能够进行基本的差错控制分析。 了解现代通信系统（如移动通信、卫星通信、光纤通信）的关键技术和发展趋势。 具备对通信系统进行初步的性能分析和评估的能力。 能够将所学理论知识应用于解决实际通信工程问题。 适用读者 高等院校信息与通信工程、电子工程、计算机科学与技术等相关专业的本科生和研究生。 从事通信设备研发、网络规划、系统集成、通信技术研究等领域的工程师和技术人员。 对通信技术感兴趣的社会各界人士。 《通信系统原理与应用》力求成为读者深入理解和掌握通信系统核心知识的有力助手，为通信技术的发展和创新贡献一份力量。

评分☆☆☆☆☆

评价五： 这次的学习体验，不得不说，这本书在对数字信号处理核心概念的阐述上，做到了既深入又清晰。例如，在讲解傅里叶变换和Z变换时，作者不仅给出了严格的数学定义和性质，还花了大量篇幅去解释它们在信号分析和系统分析中的实际意义。我特别赞赏的是，书中对滤波器设计的介绍，详细阐述了FIR和IIR滤波器的各种设计方法，从最基本的窗函数法到更复杂的优化设计，都进行了详尽的分析。作者还非常细心地对比了不同设计方法的优缺点，以及它们在实际应用中的适用性，这对于初学者来说，非常有价值。此外，书中对FFT算法的讲解也非常到位，不仅介绍了算法的原理，还讨论了其计算复杂度以及在实际中的实现技巧。我个人觉得，书中的例子非常贴切，能够帮助我更好地理解抽象的理论知识。总而言之，这本书内容翔实，讲解透彻，是一本非常适合用于深入学习数字信号处理原理和方法的优秀教材。

评分☆☆☆☆☆

评价二： 最近购入的这本《数字信号处理原理及实现（第2版）》确实是一本扎实且有深度的教材。它的内容组织非常系统，从最基础的信号与系统理论出发，逐步深入到各种高级的信号处理技术。我尤其欣赏作者在讲解数字滤波器的章节，对各种设计方法（如窗函数法、频率采样法、切比雪夫法等）的阐述非常详尽，并配以大量图表，使得理解过程更加直观。书中对离散时间傅里叶变换（DTFT）和离散傅里叶变换（DFT）的区分和联系讲解得也很到位，并介绍了快速傅里叶变换（FFT）算法的经典实现。此外，书中还涉及了谱分析、自适应滤波等更进阶的主题，虽然我目前对这些部分的理解还不是特别透彻，但其提供的基础框架和指引，已经让我对其有了初步的认识。值得一提的是，书中的例子很多都取材于实际应用，例如在通信、音频处理等领域，这让学习过程更具实践意义。对于准备深入研究数字信号处理方向的学子或者工程师来说，这本书无疑是一份宝贵的参考资料，它能够帮助你构建起全面而扎实的专业知识体系。

评分☆☆☆☆☆

评价三： 作为一本高等院校的教材，这本书在内容的严谨性和学术性上表现得相当出色。我印象最深的是关于采样定理和重构部分的讲解，作者非常细致地解释了奈奎斯特-香农采样定理的推导过程，以及在实际应用中可能遇到的问题，比如混叠现象的产生和解决方法。书中关于Z变换和傅里叶变换在系统分析中的应用，也讲解得十分到位，通过对传递函数、频率响应等概念的深入剖析，让我更清晰地理解了LTI系统的特性。在滤波器设计方面，这本书提供了多种设计方法，无论是FIR还是IIR滤波器，都给出了清晰的设计流程和数学依据，并且对比了不同方法的特点和适用场景，这对于在实际项目中选择合适的滤波器具有很强的指导意义。此外，书中还对一些信号处理中的经典算法，如FFT，进行了详细的介绍，包括其原理、复杂度分析以及在不同场景下的应用。虽然书中的数学公式和推导较多，但作者的表述清晰，逻辑性强，对于认真研读的读者来说，理解起来是可行的。这本书的理论深度和广度都相当可观，是深入学习数字信号处理的良好选择。

评分☆☆☆☆☆

评价一： 这本书我断断续续看了几个月，终于啃完了。不得不说，它在内容深度上绝对是无可挑剔的。作者对傅里叶变换、Z变换、滤波器设计这些核心概念的讲解，简直是层层剥茧，把复杂的数学理论用非常清晰的逻辑串联起来。最让我印象深刻的是，书中不仅给出了大量的公式推导，还穿插了许多直观的图示和例子，这对于我这种数学基础不算特别扎实的读者来说，简直是救命稻草。比如，在讲到离散傅里叶变换（DFT）时，作者花了相当大的篇幅解释了其物理意义，以及为什么我们不能直接对连续信号进行傅里叶变换。还有在设计FIR和IIR滤波器的时候，书中不仅讲解了各种设计方法的原理，还对比了它们的优缺点，让我对不同滤波器有了更深刻的认识。我特别喜欢的是，书中并没有仅仅停留在理论层面，而是花了很多笔墨去介绍各种实现算法，比如FFT算法的原理和各种改进算法。虽然我还没有机会将这些算法全部代码化，但光是阅读这些实现细节，就让我对数字信号处理在实际工程中的应用有了更宏观的把握。这本书绝对是想要深入理解数字信号处理原理的读者不容错过的佳作，它为你打下坚实的理论基础，并为你开启实践的大门。

评分☆☆☆☆☆

评价四： 收到这本书后，我立刻就被它厚重的体积和扎实的版式吸引了。翻阅下来，发现内容确实是名副其实。开篇对信号与系统的基本概念，如连续时间信号、离散时间信号、线性时不变系统等，进行了详细的介绍，为后续的学习打下了坚实的基础。我特别喜欢书中关于卷积和相关运算的讲解，作者通过多种方式，包括图示和数学公式，将抽象的概念变得生动易懂。在数字滤波器的章节，书中对FIR和IIR滤波器的设计方法进行了系统性的梳理，从窗函数法到频率采样法，再到各种优化设计方法，都有详尽的阐述。对于每种方法，都给出了详细的数学推导和实例分析，这对于我这种动手能力较弱的读者来说，非常有帮助。此外，书中关于谱分析的内容，也让我对信号的频率成分有了更深入的了解。例如，对功率谱密度和能量谱密度的讲解，以及如何利用DFT来估计它们。这本书内容丰富，覆盖面广，对于想要全面掌握数字信号处理理论和实现技术的读者，绝对是一本值得反复研读的参考书。