数字信号处理原理及应用(第2版) 桂志国,陈友兴 9787118107968 pdf epub mobi txt 电子书 下载 2025

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桂志国，陈友兴 著

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出版社： 国防工业出版社

ISBN：9787118107968

商品编码：29376271476

包装：平装

出版时间：2016-06-01

基本信息

书名：数字信号处理原理及应用(第2版)

定价：65.00元

作者：桂志国,陈友兴

出版社：国防工业出版社

出版日期：2016-06-01

ISBN：9787118107968

字数：

页码：

版次：2

装帧：平装

开本：16开

商品重量：0.4kg

编辑推荐

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内容提要

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桂志国、陈友兴主编的《数字信号处理原理及应用（第2版）》主要包括离散时间信号与系统的基本理论，快速傅里叶变换，数字滤波器的结构理论和设计方法，特殊滤波器的设计，有限字长效应及多抽样率转换等内容。
本书适合普通高等院校信息类相关专业本科生及研究生选为教材，也可作为相关工程技术人员的自学参考书。

目录

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章 离散时间信号与系统的时域分析 1.1 离散时间信号-序列 1.1.1 几种常用序列 1.1.2 序列的基本运算 1.2 序列的卷积和与相关 1.2.1 序列的卷积和 1.2.2 序列的线性相关 1.3 线性移不变系统 1.3.1 线性系统 1.3.2 移不变系统 1.3.3 单位抽样响应与卷积和 1.3.4 因果系统 1.3.5 稳定系统 1.3.6 卷积和的性质及LTI系统的互连 1.4 线性常系数差分方程 1.4.1 线性常系数差分方程的描述 1.4.2 线性常系数差分方程的求解 1.5 连续时间信号的抽样及抽样定理 1.5.1 理想抽样 1.5.2 实际抽样 1.5.3 带通信号的抽样 习题第2章 离散时间信号与系统的z域分析 2.1 z变换的定义及收敛域 2.1.1 z变换的定义 2.1.2 z变换的收敛域 2.1.3 常用序列的z变换 2.1.4 z变换收敛域的性质 2.2 z变换 2.2.1 部分分式展开法 2.2.2 幂级数展开法 2.2.3 围线积分法（留数法） 2.3 z变换的性质与定理 2.4 z变换与连续信号拉普拉斯变换、傅里叶变换的关系 2.4.1 z变换与拉普拉斯变换的关系 2.4.2 序列的z变换和傅里叶变换的关系 2.5 序列傅里叶变换及性质 2.5.1 非周期序列傅里叶变换 2.5.2 序列傅里叶变换的性质与定理 2.5.3 常用序列的傅里叶变换 2.6 离散时间系统的系统函数和频率响应 2.6.1 系统函数的定义 2.6.2 系统函数与差分方程的关系 2.6.3 系统的频率响应 2.6.4 利用H（z）的零极点分析系统 2.6.5 无限长单位抽样响应系统与有限长单位抽样响应系统 习题第3章 离散傅里叶变换 3.1 傅里叶变换的几种形式 3.1.1 非周期连续时间信号的傅里叶变换——时域连续、频域连续 3.1.2 周期连续时间信号的傅里叶级数——时域连续、频域离散 3.1.3 非周期离散时间信号（序列）的傅里叶变换——时域离散、频域连续 3.1.4 周期离散时间信号的傅里叶级数——时域离散、频域离散 3.2 周期序列的离散傅里叶级数及性质 3.2.1 周期序列的离散傅里叶级数 3.2.2 周期序列离散傅里叶级数的性质 3.2.3 周期序列的傅里叶变换 3.3 离散傅里叶变换 3.3.1 离散傅里叶变换的定义 3.3.2 DFT与z变换以及DTFT之间的关系 3.3.3 几种频率的关系 3.4 离散傅里叶变换的性质 3.4.1 离散傅里叶变换隐含的周期性 3.4.2 离散傅里叶变换的性质 3.5 有限长序列的循环卷积定理和循环相关定理 3.5.1 有限长序列的循环卷积 3.5.2 循环卷积定理 3.5.3 有限长序列的线性卷积和循环卷积 3.5.4 有限长序列的循环相关与循环相关定理 3.6 频域抽样理论 3.6.1 由X（k）不失真地恢复x（n）的条件 3.6.2 频率抽样的内插公式 3.7 基于DFT技术的频谱分析技术 3.7.1 利用DFT对连续非周期信号进行频谱分析 3.7.2 利用DFT对连续信号进行频谱分析中的问题及其解决方法 3.7.3 频率分辨率 习题第4章 快速傅里叶变换 4.1 DFT的运算量分析及改善途径 4.1.1 直接计算DFT的运算量 4.1.2 改善DFT运算效率的基本途径 4.2 按时间抽取的基-2FFT算法 4.2.1 算法原理 4.2.2 算法运算量分析 4.2.3 算法特点分析 4.2.4 按时间抽取的其他形式流图 4.2.5 DIT基-2FFT的软件编程思想 4.3 按频率抽取的基-2FFT算法 4.3.1 算法的基本原理 4.3.2 按频率抽取的FFF算法特点分析 4.3.3 时间抽取法与频率抽取法的比较 4.4 快速傅里叶反变换 4.4.1 稍微变动FFT程序和参数实现IFFT 4.4.2 不改变FFT的程序直接实现IEFT 4.5 FFT算法的MATLAB软件实现 4.6 实序列的FFT算法 4.6.1 利用频谱对称性推导实序列的FFT 4.6.2 离散哈德曼变换 4.7 基于FFT的线性卷积与线性相关快速算法 4.7.1 基于FFT的有限长序列线性卷积算法 4.7.2 基于FFT的有限长序列和无限长序列卷积算法 4.7.3 基于FFT的线性相关算法 习题第5章 数字滤波器的基本结构 5.1 数字滤波器结构的表示方法 5.2 无限长单位抽样响应（IIR）滤波器的结构 5.2.1 直接I型 5.2.2 直接Ⅱ型（典范型、正准型） 5.2.3 级联型 5.2.4 并联型 5.2.5 转置定理 5.3 有限长单位抽样响应（FIR）滤波器的基本结构 5.3.1 直接型（横截型、卷积型） 5.3.2 级联型 5.3.3 快速卷积型 5.3.4 频率抽样型结构 5.3.5 梳状滤波器 5.4 格型滤波器的基本结构 5.4.1 全零点（FIR）格型滤波器 5.4.2 全极点（IIR）格型滤波器 5.4.3 零、极点（IIR）格型滤波器 习题第6章 无限长单位抽样响应数字滤波器的设计 6.1 滤波器的基本概念 6.1.1 滤波器的分类 6.1.2 滤波器的技术指标 6.1.3 滤波器的设计步骤 6.2 模拟低通滤波器的设计 6.2.1 由幅度平方函数来确定系统函数 6.2.2 巴特沃思模拟低通滤波器的设计 6.2.3 切比雪夫模拟低通滤波器的设计 6.2.4 椭圆模拟低通滤波器的设计 6.2.5 贝塞尔模拟低通滤波器的设计 6.2.6 归-化原型滤波器设计数据 6.2.7 常用模拟滤波器的比较 6.3 基于模拟滤波器的IIR数字滤波器设计 6.3.1 抽样响应不变法 6.3.2 双线性变换法 6.4 数字高通、带通和带阻IIR滤波器的设计 6.4.1 模拟频带法 6.4.2 数字频带法 习题第7章 有限长单位抽样响应数字滤波器的设计 7.1 线性相位FIR数字滤波器及其特点 7.1.1 线性相位的定义 7.1.2 线性相位的条件 7.1.3 线性相位FIR滤波器的幅度特性 7.1.4 线性相位FIR滤波器的零点分布 7.2 窗函数设计法 7.2.1 设计方法 7.2.2 加窗处理对频谱性能的影响 7.2.3 典型窗函数 7.2.4 窗函数设计法举例 7.3 频率抽样设计法 7.3.1 设计方法 7.3.2 逼近误差 7.3.3 频率抽样法设计举例 7.4 等波纹佳设计法 7.4.1 设计思想 7.4.2 交错点组定理 7.4.3 Parks-McClellan算法 7.4.4 MATLAB实现 7.5 IIR滤波器和FIR滤波器的比较 习题第8章 常用的特殊滤波器 8.1 常用的特殊IIR滤波器 8.1.1 全通滤波器 8.1.2 小相位滤波器 8.1.3 特殊零极点二阶滤波器 8.2 简单整系数FIR滤波器 8.2.1 均值滤波器 8.2.2 平滑滤波器 8.2.3 建立在零极点相消思想的简单整系数滤波器 习题第9章 有限字长效应 9.1 问题的提出 9.2 二进制数的表示 9.2.1 定点运算与浮点运算 9.2.2 原码、补码和反码 9.3 量化误差 9.3.1 定点运算的量化误差 9.3.2 浮点运算中的量化误差 9.4 系统输入信号的量化效应 9.4.1 信号量化误差的统计分析 9.4.2 量化噪声通过线性系统的响应 9.5 系统系数的量化效应 9.5.1 系数量化误差对系统零极点的影响 9.5.2 系数量化对滤波器稳定性的影响 9.6 定点运算FIR滤波器的有限字长效应 9.6.1 FIR滤波器的有限字长效应 9.6.2 FFT算法的有限字长效应 9.7 定点运算IIR滤波器的有限字长效应 9.7.1 量化噪声 9.7.2 极限环振荡 9.7.3 死带效应 9.8 浮点运算的有限字长效应 习题0章 多抽样率转换 10.1 按整数因子D抽取 10.1.1 抽取器 10.1.2 抗混叠抽取器 10.1.3 频谱关系 10.2 按整数因子，内插 10.2.1 插值器 10.2.2 插值器的频域分析 10.2.3 插值器的时域关系 10.3 按有理因子I/D的抽样率转换 10.4 多抽样率转换FIR滤波器的MATLAB实现 1O.4.1 相关的MATLAB函数 10.4.2 FIR整数插值举例 10.4.3 FIR整数抽取举例 10.4.4 FIR有理因子的抽样率转换 10.5 多抽样率转换的FIR滤波器结构 10.5.1 整数因子抽取的FIR实现 10.5.2 整数因子插值的FIR实现 10.5.3 多相FIR结构 习题参考文献

作者介绍

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文摘

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序言

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《现代通信系统中的信号处理技术》 内容简介： 本书深入探讨了现代通信系统中至关重要的信号处理原理及其广泛的应用。在当今信息爆炸的时代，高效、可靠的通信是社会发展的基石，而信号处理技术则是实现这一切的核心驱动力。本书旨在为读者提供一个全面而深入的视角，理解信号处理如何在数字通信的各个环节发挥关键作用，从信号的产生、传输到接收和解析，无不贯穿着精妙的信号处理算法和技术。 第一部分：信号与系统的基础理论 在正式进入通信系统的具体应用之前，本书首先建立起坚实的信号与系统理论基础。 离散时间信号与系统： 详细介绍了离散时间信号的定义、分类（如单位冲激信号、单位阶跃信号、周期信号、非周期信号等）及其基本运算。重点阐述了线性时不变（LTI）系统的概念，包括卷积的定义、性质以及如何利用卷积来描述LTI系统的输入输出关系。系统分析的两种基本方法——时域分析法（通过差分方程）和频域分析法（通过系统函数）被深入剖析。 傅里叶分析： 这是信号处理的灵魂。本书首先回顾了连续时间傅里叶级数（FS）和傅里叶变换（FT），进而重点介绍了离散时间傅里叶级数（DTFS）和离散时间傅里叶变换（DTFT）。DTFT是理解离散信号频谱特性的关键工具，而其快速算法——离散傅里叶变换（DFT）及其高效实现——快速傅里叶变换（FFT）则为数字信号处理的实际应用奠定了计算基础。本书将详细讲解DFT的性质，并阐述FFT的各种算法（如DIT和DIF），以及它们在计算效率上的显著优势。 Z变换： 作为傅里叶变换在离散时间系统分析中的推广，Z变换在系统稳定性分析、系统函数求解以及系统频率响应的获取方面扮演着重要角色。本书将详细介绍Z变换的定义、收敛域（ROC）的概念及其性质，并重点讲解如何利用Z变换来分析离散时间LTI系统的稳定性、频率响应以及设计滤波器。 第二部分：数字通信中的关键信号处理技术 在搭建好理论基础后，本书将笔锋转向数字通信系统中具体应用的信号处理技术，这些技术直接决定了通信系统的性能和可靠性。 采样理论与量化： 真实世界的模拟信号需要转化为数字信号才能进行存储、处理和传输。本书将深入讲解奈奎斯特-香农采样定理，阐述采样频率与信号带宽的关系，以及欠采样和过采样的概念。采样后的模拟信号幅度被离散化，这一过程即为量化。本书将分析量化误差的来源和特性，以及不同量化方式（如均匀量化、非均匀量化）对信号保真度的影响。误差编码和纠错码的概念也将在此部分初步介绍，为后续的可靠传输打下基础。 数字基带传输： 在数字信号被采样和量化后，需要进行编码和成形，以便于在数字信道中传输。本书将详细介绍各种数字基带传输码型，如归零码、不归零码、曼彻斯特码等，分析它们的功率谱密度特性，以及如何选择合适的码型以降低码间串扰（ISI）。同时，将深入探讨信号的成形滤波（如升余弦滤波器）在抑制ISI、提高传输效率方面的作用。 数字调制技术： 将数字基带信号转换为适合在带通信道中传输的射频信号是数字调制的任务。本书将系统介绍多种主流的数字调制技术，包括： 幅度键控（ASK）： 分析其基本原理、功率效率和抗噪声性能。 频率键控（FSK）： 讲解其实现方式、解调原理以及在某些特定应用中的优势。 相位键控（PSK）： 重点介绍二进制相移键控（BPSK）、四相相移键控（QPSK）及其更高阶的MPSK。分析它们在功率效率和数据率之间的权衡。 正交幅度调制（QAM）： 介绍QAM如何通过组合幅度和相位来提高频谱利用率，并分析其在现代高速通信中的重要地位。 本书还将讨论调制解调器的设计原理，以及不同调制方案的性能评估指标（如误码率BER、频谱效率）。 信道估计与均衡： 通信信道并非理想状态，会引入衰落、噪声和失真，导致信号质量下降。本书将详细阐述信道模型，并重点介绍如何进行信道估计，以了解信道的瞬时特性。基于信道估计的结果，均衡技术被用来抵消信道引起的 ISI。本书将介绍线性和非线性均衡器（如MMSE均衡器、MLSE均衡器）的设计原理和工作方式，以及它们在改善接收信号质量中的作用。 多用户通信技术： 随着用户数量的激增，如何高效地共享通信资源成为关键问题。本书将介绍几种重要的多用户通信技术： 多址接入技术（Multiple Access）： 详细讲解频分多址（FDMA）、时分多址（TDMA）、码分多址（CDMA）以及正交频分多址（OFDMA）的基本原理和各自的优缺点。 MIMO（Multiple-Input Multiple-Output）技术： 介绍MIMO系统如何利用多天线提高通信容量和可靠性，包括空间复用、空间分集等技术。 错误检测与纠正： 在实际通信过程中，噪声和干扰不可避免地会导致数据错误。本书将深入讲解错误检测与纠正码（ECC）的原理和应用。 分组码： 介绍线性分组码、循环码、BCH码、RS码等，分析它们的编码、解码过程以及纠错能力。 卷积码： 讲解卷积码的编码结构、Viterbi译码算法，并分析其在纠错性能上的优势。 Turbo码与LDPC码： 作为现代先进编码技术，本书将对其基本原理和性能进行介绍，突出它们在大幅提升通信系统可靠性方面的重要性。 数字信号处理算法的实现： 理论知识最终需要转化为实际的工程实现。本书将讨论在实际系统中实现信号处理算法时所面临的挑战，例如计算复杂度、实时性要求等。并会介绍一些常用的滤波器设计方法（如巴特沃斯、切比雪夫、椭圆滤波器）及其在硬件实现上的考虑。 第三部分：现代通信系统中的实际应用 本书的最后部分将前面介绍的理论和技术融合，展示它们在各种现代通信系统中的具体应用。 蜂窝移动通信系统： 以2G、3G、4G、5G等代际发展为线索，分析不同代际通信系统中信号处理技术所扮演的关键角色，例如：CDMA在3G中的应用，OFDMA和MIMO在4G/5G中的应用，以及5G中更先进的波束赋形、大规模MIMO等技术。 无线局域网（WLAN）： 介绍Wi-Fi技术中使用的OFDM、QAM等调制解调技术，以及在速率和可靠性提升方面的信号处理贡献。 卫星通信与深空探测： 讨论在长距离、低信噪比环境下，如何利用高效的编码技术、先进的调制方案以及精密的信号检测与跟踪技术来实现可靠通信。 软件定义无线电（SDR）： 介绍SDR的概念，以及如何利用高性能的数字信号处理器（DSP）和现场可编程门阵列（FPGA）等硬件平台，实现灵活、可重构的信号处理功能，以适应不断变化的通信标准和需求。 本书的写作风格力求严谨而不失生动，在理论推导的基础上，辅以大量的图示和例证，帮助读者透彻理解抽象的信号处理概念。通过对这些核心原理和应用技术的深入学习，读者将能够更好地理解现代通信系统的设计、性能分析以及未来发展趋势。本书适合作为高等院校通信工程、电子工程、信息工程等相关专业的教材，也可供从事相关领域研究与开发的工程师作为参考。

评分☆☆☆☆☆

说实话，现在市面上的信号处理教材大多偏向理论推导，很多概念，比如功率谱密度、线性相位滤波器的设计准则，读起来总是感觉隔了一层。我希望这本第二版能在这方面有所突破。我期待看到作者能够运用现代化的教学工具和视角来重新审视这些经典内容。例如，在讲解随机信号处理时，是否能引入一些现代统计学工具的视角？在分析系统的稳定性时，是否能结合一些图形化工具来辅助判断，而不是仅仅依赖于特征方程的根的位置？我尤其关注它对现代数字滤波器结构，比如自适应滤波器（如LMS算法）的介绍深度。如果能用一种循序渐进的方式，从简单的维纳滤波器讲到更复杂的自适应结构，同时强调它们在通信或控制系统中的应用场景，我相信这本书就能成为一本真正能够伴随我职业生涯成长的工具书。它需要的是一种与时俱进的阐述方式。

评分☆☆☆☆☆

这本《数字信号处理原理及应用（第2版）》的书名本身就显得非常扎实和专业，从书名来看，它应该是一本涵盖了理论基础和实际应用，并且是经过市场检验的第二版教材。我拿到这本书时，首先被它厚实的篇幅和清晰的章节划分所吸引。尽管我不是这方面的科班出身，但光是翻阅目录，就能感受到编著者在梳理知识体系上的用心良苦。它似乎不仅仅是罗列公式和定理，而是试图构建一个从基础概念到复杂算法的完整认知框架。我特别期待它在“应用”部分能给出足够详尽的案例分析，毕竟理论学得再好，如果不能在工程实践中落地，那也只是纸上谈兵。希望这本教材能真正做到理论指导实践，而不是沦为一本“晦涩难懂的参考书”。它的排版和字体选择也体现了出版方的专业水准，阅读体验是保障学习兴趣的关键一环，如果内容再能配合一些彩图或流程图来辅助理解那些抽象的变换过程，那就更完美了。

评分☆☆☆☆☆

作为一名长期从事嵌入式系统开发的工程师，我对实时信号处理的需求日益迫切。我更看重的是算法在资源受限环境下的效率和可实现性。因此，我对《数字信号处理原理及应用（第2版）》中关于快速算法，比如FFT的实现细节非常感兴趣。这本书是否详细介绍了定点运算和浮点运算在DSP芯片上的性能差异？在讲解卷积和相关运算时，是否提供了C语言或伪代码级别的实现示例？如果能有针对特定DSP平台（如TI或ADI系列）的优化技巧分析，那简直是意外之喜。毕竟，理论的完美并不等同于工程上的可行性。我期待它能在“应用”章节中，加入一些实际的硬件接口和数据流设计的讨论，比如如何高效地将ADC采集的数据送入处理器进行实时滤波。这本书如果能弥合纯理论与实际硬件操作之间的鸿沟，那它对我们工程师的价值将是无可估量的。

评分☆☆☆☆☆

我之前尝试过几本关于DSP的书，它们要么过于关注高深的数学理论，让我感觉像在啃一本高等数学的习题集；要么又过于浅显，只是简单介绍了一些基本术语，无法解决实际问题。我购买这本书，是希望它能找到一个完美的平衡点。我期待作者能够用一种既严谨又不失亲和力的笔调来叙述。比如，在介绍离散时间系统的基本概念时，能不能用日常生活中常见的例子，如声音的混响或图像的模糊，来形象化地解释系统的输入输出关系？而且，既然是第二版，我非常希望它能纳入近年来信号处理领域的一些新热点，比如对机器学习在信号去噪或分类中的初步应用有所涉猎，哪怕只是作为一个展望或引子。一本优秀的教材不应该仅仅是知识的载体，更应该是激发读者进一步探索欲望的火花。这本书的气质应该更偏向于“实战指导手册”而不是“学术论文集”。

评分☆☆☆☆☆

我最近在尝试将一些数据分析方法引入到我的工作流程中，但目前遇到的瓶颈在于对信号的数字化处理环节理解不够深入。我希望找到一本既有足够深度，又不至于让人望而却步的参考书。这本书的“原理”部分，我希望能看到对傅里叶变换、Z变换这些核心工具的深入剖析，不仅仅是公式推导，更重要的是它们背后的物理意义和适用范围。如果能用更直观的方式解释采样定理和量化误差对实际信号重建的影响，那对初学者来说无疑是巨大的福音。我尤其关注它在滤波器设计这块的处理，比如FIR和IIR滤波器的特性对比，以及如何根据实际需求选择合适的窗函数。一个好的教材应该能引导读者思考“为什么这样做”，而不是简单地告知“应该这样做”。从封面给人的感觉来看，这套书的作者团队应该在业界有相当的积累，期待他们能将这些复杂的过程讲得清晰透彻，让我在面对实际的噪声抑制和特征提取问题时，能够胸有成竹。