数字信号处理实验教程(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 著

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出版社： 清华大学出版社

ISBN：9787302261339

商品编码：29730770429

包装：平装

出版时间：2011-10-01

基本信息

书名:数字信号处理实验教程(21世纪高等学校电子信息工程规划教材)

：25.00元

售价：17.0元,便宜8.0元,折扣68

作者:李莉

出版社：清华大学出版社

出版日期：2011-10-01

ISBN：9787302261339

字数：

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版次：1

装帧：平装

开本：16开

商品重量：0.300kg

编辑推荐

内容提要

本书针对工程应用型本科专业的实验教学特点．注重数字信号处理的基本理论、基本算法的MATIAB实现。倡导有条件的双语教学、个性化的分层教学新理念。通过典型的MATl，AB实例程序帮助读者理解和掌握基础理皓的基本应坩，激发学生的自主学习兴趣。
本书部分(实验1～实验4)为基础实验，侧重基本MATLAB语言介绍、基本信号概念和系统原理，川英文撰写。由于课程教材一般为中史，实践环节的这种安排既能保证学生对基本概念和基础理论算法的理解掌握，又培养了学生英文应用能力，第2部分(实验5～实验11)为专题实验．用中文撰写。专题实验内容循序渐进·通过备专题的相关子课题，引导有兴趣的学生进行综合性、设计性实验研究。根据实验教学要求可对两部分实验内容进行选择，作为必做实验或课外拓展综台设计选做实验。
本书可忭为通信电子信息、计算机应崩技术等相关寺业本科生实验教学用书，也可作为从事数字信号处弹工作的工程技术人员的参考书。

目录

部分　基础实验
　Laboratory 1 Basic Knowledge About MATLAB
　　1.1 Introduction
　　1.2 Pre-knowledge
　　 1.2.1 What Is MATLAB
　　 1.2.2 Starting and Quitting MATLAB
　　 1.2.3 MATLAB Command Window
　　 1.2.4 MATLAB Operators
　　 1.2.5 Variables,Arrays and Matrices
　　 1.2.6 Graphics
　　 1.2.7 Loops
　　 1.2.8 Vectorization
　　 1.2.9 Programming in MATLAB
　　 1.2.10 MATLAB Demos
　　 1.2.11 Complex Numbers in MATLAB
　　　1.2.12 Complex Exponential Signals
　　 1.2.13 Harmonic Sinusoids
　 1.3 Exercises
　　　1.3.1 Exercises on Complex Numbers
　　 1.3.2 Exercises on Arrays
　　 1.3.3 Operating Sinusoids with MATLAB
　　　1.3.4 Representation of Sinusoids with ComplexExponentials
　　 1.3.5 Verify Addition of Sinusoids Using ComplexExponentials
　　 1.3.6 Sinusoidal Synthesis with a Function
　　 1.3.7 Periodic Waveforms
　Laboratory 2 AM And FM Synthesis With SinusoidalSignals
　　 2.1 Introduction
　　 2.2 Pre-knowledge
　　 2.2.1 Amplitude Modulation
　　　……
第2部分　专题实验
参考文献

作者介绍

文摘

序言

《现代通信系统中的信号处理理论与实践》 内容简介： 本书旨在系统深入地探讨现代通信系统中至关重要的信号处理理论及其在实际应用中的关键技术。在信息爆炸的时代，高效、可靠的信号传输与处理是通信系统性能的基石。本书将从基础理论出发，逐步深入到复杂算法的设计与实现，为读者构建一个全面而扎实的信号处理知识体系，使其能够理解并掌握现代通信系统中信号的产生、传输、接收、解调以及增强等一系列过程。 第一篇：信号处理基础理论 本篇将为读者奠定坚实的信号处理理论基础。 第一章：信号与系统回顾 连续时间信号与离散时间信号： 深入剖析信号的本质，区分连续时间信号和离散时间信号的特性、表示方法（如时域、频域）以及它们之间的转换关系。重点讲解周期信号、非周期信号、能量信号、功率信号的定义与性质，以及傅里叶级数和傅里叶变换在信号分析中的作用，理解信号的频谱特性。 线性时不变（LTI）系统： 详细阐述LTI系统的基本概念、核心特性（叠加性、时移不变性），并引入卷积积分和卷积和作为描述LTI系统输入输出关系的数学工具。通过大量实例，分析了LTI系统的频率响应，强调了其在信号滤波、系统分析中的重要性。 采样定理与重构： 深刻解读奈奎斯特-香农采样定理，揭示了连续信号离散化的理论依据和关键条件。深入分析了采样过程中产生的混叠现象及其危害，并详细介绍了多种信号重构方法，如理想低通滤波重构、零阶保持、一阶保持等，比较了它们的优缺点和适用场景。 第二章：傅里叶变换及其应用 离散时间傅里叶变换（DTFT）与离散傅里叶变换（DFT）： 详细介绍DTFT和DFT的定义、性质及其相互关系，揭示了它们在分析离散时间信号频谱上的独特优势。深入讲解了DFT作为一种有限长度离散信号的傅里叶变换，其在数字信号处理中的基础性地位。 快速傅里叶变换（FFT）算法： 详细阐述了FFT算法的原理，包括按时间抽选（DIT）和按频率抽选（DIF）两种基本蝶形运算，以及如何通过递归或迭代的方式将N点DFT的计算复杂度从O(N^2)降低到O(NlogN)。通过具体算法流程和代码实现示例，使读者掌握FFT的计算技巧。 傅里叶变换在通信系统中的作用： 重点分析傅里叶变换如何应用于通信系统的各个环节，例如：频谱分析以了解信号的带宽和成分；频率域滤波以去除噪声或隔离特定频率信号；调制与解调的频谱特性分析；通信信道的频率响应分析等。 第三章：Z变换及其应用 Z变换的定义与性质： 详细介绍Z变换的定义、收敛域（ROC）的概念及其重要性。深入讲解了Z变换的线性性、时移性、卷积性、微分性等基本性质，以及它们在离散时间系统分析中的强大作用。 逆Z变换： 介绍求解逆Z变换的常用方法，如留数定理法、多项式长除法、部分分式展开法等，并结合实例进行演示。 Z变换在系统分析中的应用： 重点阐述Z变换如何用于描述和分析离散时间LTI系统，包括系统函数（传递函数）的定义、零极点分析对系统稳定性和频率响应的影响。分析了如何利用Z变换求解差分方程，从而完全描述系统的动态行为。 第二篇：现代通信系统中的关键信号处理技术 本篇将聚焦于现代通信系统中实际应用的信号处理技术，探讨如何通过这些技术提升通信系统的性能。 第四章：数字滤波技术 IIR滤波器设计： 详细介绍无限冲激响应（IIR）滤波器的设计原理，包括巴特沃斯、切比雪夫（I型、II型）和椭圆滤波器等经典逼近方法。重点讲解了如何将模拟滤波器原型转换为数字滤波器，如双线性变换法、脉冲不变法，并分析了它们在设计参数选择和稳定性方面的考虑。 FIR滤波器设计： 详细介绍有限冲激响应（FIR）滤波器的设计方法，包括窗函数法（如矩形窗、汉宁窗、海明窗、布莱克曼窗）和频率采样法。深入分析了各种窗函数的频谱泄漏特性和阻带衰减能力，以及如何根据滤波器技术指标选择合适的窗函数。 滤波器性能评估与应用： 介绍评估滤波器性能的关键指标，如通带纹波、阻带衰减、过渡带宽度、相位响应等。阐述了数字滤波器在通信系统中的广泛应用，如抗混叠滤波、基带信号滤波、信道均衡、噪声抑制等。 第五章：自适应信号处理 自适应滤波器的基本原理： 介绍自适应滤波器的概念，即滤波器参数能够根据输入信号的统计特性自动调整以达到某种最优性能。深入讲解了自适应滤波器的基本结构和工作流程。 最小均方（LMS）算法： 详细阐述LMS算法的原理，推导了其迭代更新公式，并分析了其收敛速度、稳定性以及对输入信号统计特性的依赖性。通过仿真实例，演示LMS算法在噪声消除、回声消除等方面的应用。 递归最小二乘（RLS）算法： 介绍RLS算法，阐述其基于最小二乘准则，具有更快的收敛速度，但计算复杂度相对较高。分析RLS算法的优缺点及其适用场景。 自适应滤波器在通信中的应用： 重点探讨自适应滤波器在通信系统中的重要应用，如信道均衡（补偿因信道非线性或多径效应造成的信号失真）、自适应噪声抵消（ANC）、自适应回声消除（AEC）等，这些技术对于提高通信系统的鲁棒性和通信质量至关重要。 第六章：调制与解调技术 数字调制原理： 深入讲解了幅度键控（ASK）、频率键控（FSK）、相位键控（PSK）以及正交幅度调制（QAM）等基本数字调制方式的原理，包括其星座图、频谱特性和功率谱密度。 最优接收与解调： 介绍在AWGN（加性高斯白噪声）信道下，如何实现最优的信号检测，即匹配滤波器和最大似然检测。详细推导了二元和多元信号的概率比检验准则。 相干解调与非相干解调： 区分相干解调和非相干解调的原理和性能差异，分析了相干解调对载波同步的要求以及非相干解调的优势。 现代通信中的调制方案： 探讨了OFDM（正交频分复用）等先进调制技术在现代通信系统（如Wi-Fi、4G/5G）中的作用，以及它们如何通过多载波技术克服频率选择性衰落，提高频谱利用率。 第七章：信道估计与均衡 信道模型与特性： 详细介绍通信信道的数学模型，包括加性噪声、衰落（如瑞利衰落、莱斯衰落）和多径效应。深入分析这些信道特性对信号传输的影响。 信道估计： 讲解了信道估计的基本原理，包括利用导频（Pilot）信号或数据辅助的方法，估计信道的冲激响应或频率响应。介绍常见的信道估计算法，如最小二乘法、最小均方误差法。 信道均衡技术： 阐述信道均衡的必要性，即补偿信道引起的信号失真。详细介绍线性均衡器（如MMSE均衡、ZFE均衡）和非线性均衡器（如MLSE均衡，维特比算法）。分析不同均衡器的性能和复杂度。 现代通信系统中的应用： 强调信道估计与均衡在提高数据传输速率、可靠性和抗干扰能力方面的重要性，特别是在衰落信道和高速率传输的场景下。 第八章：无线通信中的信号处理 多径效应与衰落： 深入分析多径效应如何导致信号的衰落和码间干扰（ISI），以及不同衰落类型（平坦衰落、频率选择性衰落）的特点。 分集技术： 介绍各种分集技术（如空间分集、频率分集、时间分集）如何通过接收多个独立的信号副本，降低衰落的影响，提高通信的可靠性。 MIMO（多输入多输出）系统： 深入探讨MIMO系统的原理，包括空时编码（STC）和预编码技术，如何利用多根天线在空间维度上实现容量的提升和性能的增强。 OFDMA（正交频分多址）： 详细介绍OFDMA技术在4G/5G通信中的核心作用，如何通过将信道划分为多个子载波，实现用户共享和灵活的资源分配，提高频谱效率和系统容量。 第三篇：信号处理的实现与应用 本篇将从工程实现的视角，探讨信号处理算法在实际通信系统中的应用和优化。 第九章：DSP处理器与嵌入式实现 DSP处理器架构： 介绍数字信号处理器（DSP）的特殊架构，如哈佛架构、指令集、硬件乘加单元（MAC）等，以及它们如何为高效的信号处理运算提供支持。 嵌入式系统开发： 讲解如何将信号处理算法移植到嵌入式平台，包括硬件选型、软件开发工具链、实时操作系统（RTOS）的应用，以及底层驱动的开发。 硬件加速技术： 探讨FPGA（现场可编程门阵列）和ASIC（专用集成电路）等硬件加速技术在实现高性能、低功耗信号处理中的作用，以及硬件描述语言（HDL）在设计中的应用。 第十章：通信系统中信号处理的最新进展与展望 认知无线电与软件定义无线电（SDR）： 介绍认知无线电的核心思想，即无线通信系统能够感知其周围的无线环境并智能地调整自身的通信参数。探讨软件定义无线电如何通过软件来灵活地实现通信功能，为信号处理提供了更大的灵活性。 机器学习在通信信号处理中的应用： 探讨机器学习（如深度学习）在信号检测、信道估计、信道均衡、资源分配等通信领域的最新应用，以及其带来的潜在优势和挑战。 5G/6G通信中的信号处理： 展望未来通信技术，如5G/6G网络中将面临的更高速率、更低时延、海量连接等挑战，以及信号处理技术将如何演进以满足这些需求，例如波束赋形、大规模MIMO、边缘计算等。 通过本书的学习，读者将能够： 深刻理解数字信号处理的基本原理，掌握分析和处理信号的数学工具。 熟练掌握数字滤波、自适应信号处理、调制解调、信道估计与均衡等关键信号处理技术。 能够将所学理论知识应用于分析和解决现代通信系统中的实际问题。 对未来通信技术的发展趋势有初步的认识，为进一步的学习和研究奠定基础。 本书适合作为电子信息工程、通信工程、计算机科学与技术等专业本科生和研究生的教材或参考书，也适合从事通信系统设计、研发和优化的工程师阅读。

评分☆☆☆☆☆

这本书在内容深度上的把控堪称教科书级别的典范，它没有为了追求“全面”而牺牲掉对核心内容的深入挖掘。对于那些需要扎实基础的读者来说，这本书提供的深度是完全足够的，而且讲授脉络清晰，层层递进，保证了知识体系的完整性。我尤其欣赏它对一些经典算法的剖析，比如快速傅里叶变换（FFT）的实现细节，书中不仅给出了算法步骤，还对其复杂度进行了严谨的分析，并讨论了在不同硬件平台上进行优化的可行性。这种深度，足以让一个有志于从事DSP相关研究或开发的读者打下坚实的基础。相比市面上一些过于浅尝辄止或过于偏重某一个应用方向的书籍，这本书的定位非常精准——它旨在培养读者扎实的信号处理思维，而不是仅仅教会你如何使用某一款工具箱。这种注重“内功修炼”的教学理念，才是真正有价值的。

评分☆☆☆☆☆

这本书的编撰风格极其严谨，处处体现出对知识精确性的极致追求。我注意到书中对于一些数学推导，即便是看似简单的步骤，作者也进行了详尽的交代，确保读者不会在任何一个环节感到困惑。这种严谨性在处理系统稳定性、误差分析等需要高精度数学基础的部分尤为突出。记得在介绍Z变换和拉普拉斯变换的对比分析时，书中非常细致地探讨了连续时间和离散时间系统的对应关系，这种对边界条件和特殊情况的关注，显示出作者深厚的学术功底和严谨的治学态度。对于我个人而言，阅读这样一本毫不含糊的教材，极大地提升了我对工程问题的敬畏感——你知道每一个近似和简化背后可能隐藏的风险。这种对细节的执着，是培养一个优秀工程师不可或缺的品质，而这本书正是在潜移默化中向读者传递这种精神。

评分☆☆☆☆☆

对我这样一个工程实践者来说，这本书最宝贵的一点在于它对“动手能力”的培养引导。虽然它是一本理论教材，但它提供的那些实践环节设计得非常巧妙，有效地将抽象的数学概念转化为可操作的实验任务。书后附带的那些实验项目，不仅仅是重复书本上的例子，而是提出了一些需要读者自己设计和调整参数才能完成的挑战。比如，在设计自适应滤波器时，书中只是给出了理论框架，具体如何选择收敛因子和噪声模型，则需要读者结合实验结果去不断试错和优化。这种“给予鱼不如授人以渔”的教学思路，极大地锻炼了我的独立解决问题的能力。在如今这个快速迭代的工程环境中，这种能够主动分析问题、设计方案的能力，远比记住某一个公式重要得多。这本书真正做到了在传授知识的同时，打造出读者的核心竞争力。

评分☆☆☆☆☆

我感觉这本书的排版和视觉设计也下了不少功夫，读起来非常舒服，不像有些教材那样密密麻麻，让人望而生畏。图表的质量尤其值得称赞，无论是时域波形图还是频域的频谱图，都绘制得非常清晰、专业，色彩搭配也适宜长时间阅读。更重要的是，这些图表不仅仅是装饰品，它们是理解复杂概念的钥匙。比如，书中用来解释混叠现象的那几张图，直观地展示了采样频率与信号频率之间的关系，比单纯的文字描述要高效得多。此外，书中对关键术语的标注和定义也非常准确和规范，这对于我们后续查阅资料和撰写报告非常有利。整体而言，这本书在内容深度和阅读体验上找到了一个绝佳的平衡点，它既能满足深入研究的需求，又能作为日常学习的参考手册。能看出编者在细节处理上花费了大量心血，最终呈现出的成品质量非常高，体现了专业教材应有的水准。

评分☆☆☆☆☆

这本教材的编写风格真是让人眼前一亮，它不像传统教材那样堆砌晦涩难懂的公式，而是非常注重理论与实践的结合。我特别欣赏作者在讲解每个概念时，都会紧密联系到实际的工程应用场景，这对于我们这些初学者来说至关重要。例如，在讨论傅里叶变换时，书中没有仅仅停留在数学推导上，而是深入剖析了它在音频处理和图像压缩中的具体作用，配以详实的案例分析。我记得有一次在尝试实现一个简单的滤波器时遇到了瓶颈，翻看这本书的对应章节，豁然开朗，原来问题出在对某些参数设置的理解不够深入。书中提供的那些源代码示例，虽然不是直接针对我手头的项目，但其清晰的结构和注释，极大地启发了我如何去构建自己的程序框架。可以说，这本书不仅仅是知识的传授者，更像是一位经验丰富的工程师在手把手地指导你如何从理论走向实际操作。它成功地架起了理论与工程实践之间那座看似遥远的桥梁，让“数字信号处理”这个听起来高深莫测的领域变得触手可及。