數字信號處理實驗教程(21世紀高等學校電子信息工程規劃教材) pdf epub mobi txt 電子書 下載 2025

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李莉 著

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• 高等教育
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• 21世紀高等學校
• 通信工程
• 控製工程
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齣版社： 清華大學齣版社

ISBN：9787302261339

商品編碼：29730770429

包裝：平裝

齣版時間：2011-10-01

基本信息

書名:數字信號處理實驗教程(21世紀高等學校電子信息工程規劃教材)

：25.00元

售價：17.0元,便宜8.0元,摺扣68

作者:李莉

齣版社：清華大學齣版社

齣版日期：2011-10-01

ISBN：9787302261339

字數：

頁碼：

版次：1

裝幀：平裝

開本：16開

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編輯推薦

內容提要

本書針對工程應用型本科專業的實驗教學特點．注重數字信號處理的基本理論、基本算法的MATIAB實現。倡導有條件的雙語教學、個性化的分層教學新理念。通過典型的MATl，AB實例程序幫助讀者理解和掌握基礎理皓的基本應坩，激發學生的自主學習興趣。
本書部分(實驗1～實驗4)為基礎實驗，側重基本MATLAB語言介紹、基本信號概念和係統原理，川英文撰寫。由於課程教材一般為中史，實踐環節的這種安排既能保證學生對基本概念和基礎理論算法的理解掌握，又培養瞭學生英文應用能力，第2部分(實驗5～實驗11)為專題實驗．用中文撰寫。專題實驗內容循序漸進·通過備專題的相關子課題，引導有興趣的學生進行綜閤性、設計性實驗研究。根據實驗教學要求可對兩部分實驗內容進行選擇，作為必做實驗或課外拓展綜颱設計選做實驗。
本書可忭為通信電子信息、計算機應崩技術等相關寺業本科生實驗教學用書，也可作為從事數字信號處彈工作的工程技術人員的參考書。

目錄

部分　基礎實驗
　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　專題實驗
參考文獻

作者介紹

文摘

序言

《現代通信係統中的信號處理理論與實踐》 內容簡介： 本書旨在係統深入地探討現代通信係統中至關重要的信號處理理論及其在實際應用中的關鍵技術。在信息爆炸的時代，高效、可靠的信號傳輸與處理是通信係統性能的基石。本書將從基礎理論齣發，逐步深入到復雜算法的設計與實現，為讀者構建一個全麵而紮實的信號處理知識體係，使其能夠理解並掌握現代通信係統中信號的産生、傳輸、接收、解調以及增強等一係列過程。 第一篇：信號處理基礎理論 本篇將為讀者奠定堅實的信號處理理論基礎。 第一章：信號與係統迴顧 連續時間信號與離散時間信號： 深入剖析信號的本質，區分連續時間信號和離散時間信號的特性、錶示方法（如時域、頻域）以及它們之間的轉換關係。重點講解周期信號、非周期信號、能量信號、功率信號的定義與性質，以及傅裏葉級數和傅裏葉變換在信號分析中的作用，理解信號的頻譜特性。 綫性時不變（LTI）係統： 詳細闡述LTI係統的基本概念、核心特性（疊加性、時移不變性），並引入捲積積分和捲積和作為描述LTI係統輸入輸齣關係的數學工具。通過大量實例，分析瞭LTI係統的頻率響應，強調瞭其在信號濾波、係統分析中的重要性。 采樣定理與重構： 深刻解讀奈奎斯特-香農采樣定理，揭示瞭連續信號離散化的理論依據和關鍵條件。深入分析瞭采樣過程中産生的混疊現象及其危害，並詳細介紹瞭多種信號重構方法，如理想低通濾波重構、零階保持、一階保持等，比較瞭它們的優缺點和適用場景。 第二章：傅裏葉變換及其應用 離散時間傅裏葉變換（DTFT）與離散傅裏葉變換（DFT）： 詳細介紹DTFT和DFT的定義、性質及其相互關係，揭示瞭它們在分析離散時間信號頻譜上的獨特優勢。深入講解瞭DFT作為一種有限長度離散信號的傅裏葉變換，其在數字信號處理中的基礎性地位。 快速傅裏葉變換（FFT）算法： 詳細闡述瞭FFT算法的原理，包括按時間抽選（DIT）和按頻率抽選（DIF）兩種基本蝶形運算，以及如何通過遞歸或迭代的方式將N點DFT的計算復雜度從O(N^2)降低到O(NlogN)。通過具體算法流程和代碼實現示例，使讀者掌握FFT的計算技巧。 傅裏葉變換在通信係統中的作用： 重點分析傅裏葉變換如何應用於通信係統的各個環節，例如：頻譜分析以瞭解信號的帶寬和成分；頻率域濾波以去除噪聲或隔離特定頻率信號；調製與解調的頻譜特性分析；通信信道的頻率響應分析等。 第三章：Z變換及其應用 Z變換的定義與性質： 詳細介紹Z變換的定義、收斂域（ROC）的概念及其重要性。深入講解瞭Z變換的綫性性、時移性、捲積性、微分性等基本性質，以及它們在離散時間係統分析中的強大作用。 逆Z變換： 介紹求解逆Z變換的常用方法，如留數定理法、多項式長除法、部分分式展開法等，並結閤實例進行演示。 Z變換在係統分析中的應用： 重點闡述Z變換如何用於描述和分析離散時間LTI係統，包括係統函數（傳遞函數）的定義、零極點分析對係統穩定性和頻率響應的影響。分析瞭如何利用Z變換求解差分方程，從而完全描述係統的動態行為。 第二篇：現代通信係統中的關鍵信號處理技術 本篇將聚焦於現代通信係統中實際應用的信號處理技術，探討如何通過這些技術提升通信係統的性能。 第四章：數字濾波技術 IIR濾波器設計： 詳細介紹無限衝激響應（IIR）濾波器的設計原理，包括巴特沃斯、切比雪夫（I型、II型）和橢圓濾波器等經典逼近方法。重點講解瞭如何將模擬濾波器原型轉換為數字濾波器，如雙綫性變換法、脈衝不變法，並分析瞭它們在設計參數選擇和穩定性方麵的考慮。 FIR濾波器設計： 詳細介紹有限衝激響應（FIR）濾波器的設計方法，包括窗函數法（如矩形窗、漢寜窗、海明窗、布萊剋曼窗）和頻率采樣法。深入分析瞭各種窗函數的頻譜泄漏特性和阻帶衰減能力，以及如何根據濾波器技術指標選擇閤適的窗函數。 濾波器性能評估與應用： 介紹評估濾波器性能的關鍵指標，如通帶紋波、阻帶衰減、過渡帶寬度、相位響應等。闡述瞭數字濾波器在通信係統中的廣泛應用，如抗混疊濾波、基帶信號濾波、信道均衡、噪聲抑製等。 第五章：自適應信號處理 自適應濾波器的基本原理： 介紹自適應濾波器的概念，即濾波器參數能夠根據輸入信號的統計特性自動調整以達到某種最優性能。深入講解瞭自適應濾波器的基本結構和工作流程。 最小均方（LMS）算法： 詳細闡述LMS算法的原理，推導瞭其迭代更新公式，並分析瞭其收斂速度、穩定性以及對輸入信號統計特性的依賴性。通過仿真實例，演示LMS算法在噪聲消除、迴聲消除等方麵的應用。 遞歸最小二乘（RLS）算法： 介紹RLS算法，闡述其基於最小二乘準則，具有更快的收斂速度，但計算復雜度相對較高。分析RLS算法的優缺點及其適用場景。 自適應濾波器在通信中的應用： 重點探討自適應濾波器在通信係統中的重要應用，如信道均衡（補償因信道非綫性或多徑效應造成的信號失真）、自適應噪聲抵消（ANC）、自適應迴聲消除（AEC）等，這些技術對於提高通信係統的魯棒性和通信質量至關重要。 第六章：調製與解調技術 數字調製原理： 深入講解瞭幅度鍵控（ASK）、頻率鍵控（FSK）、相位鍵控（PSK）以及正交幅度調製（QAM）等基本數字調製方式的原理，包括其星座圖、頻譜特性和功率譜密度。 最優接收與解調： 介紹在AWGN（加性高斯白噪聲）信道下，如何實現最優的信號檢測，即匹配濾波器和最大似然檢測。詳細推導瞭二元和多元信號的概率比檢驗準則。 相乾解調與非相乾解調： 區分相乾解調和非相乾解調的原理和性能差異，分析瞭相乾解調對載波同步的要求以及非相乾解調的優勢。 現代通信中的調製方案： 探討瞭OFDM（正交頻分復用）等先進調製技術在現代通信係統（如Wi-Fi、4G/5G）中的作用，以及它們如何通過多載波技術剋服頻率選擇性衰落，提高頻譜利用率。 第七章：信道估計與均衡 信道模型與特性： 詳細介紹通信信道的數學模型，包括加性噪聲、衰落（如瑞利衰落、萊斯衰落）和多徑效應。深入分析這些信道特性對信號傳輸的影響。 信道估計： 講解瞭信道估計的基本原理，包括利用導頻（Pilot）信號或數據輔助的方法，估計信道的衝激響應或頻率響應。介紹常見的信道估計算法，如最小二乘法、最小均方誤差法。 信道均衡技術： 闡述信道均衡的必要性，即補償信道引起的信號失真。詳細介紹綫性均衡器（如MMSE均衡、ZFE均衡）和非綫性均衡器（如MLSE均衡，維特比算法）。分析不同均衡器的性能和復雜度。 現代通信係統中的應用： 強調信道估計與均衡在提高數據傳輸速率、可靠性和抗乾擾能力方麵的重要性，特彆是在衰落信道和高速率傳輸的場景下。 第八章：無綫通信中的信號處理 多徑效應與衰落： 深入分析多徑效應如何導緻信號的衰落和碼間乾擾（ISI），以及不同衰落類型（平坦衰落、頻率選擇性衰落）的特點。 分集技術： 介紹各種分集技術（如空間分集、頻率分集、時間分集）如何通過接收多個獨立的信號副本，降低衰落的影響，提高通信的可靠性。 MIMO（多輸入多輸齣）係統： 深入探討MIMO係統的原理，包括空時編碼（STC）和預編碼技術，如何利用多根天綫在空間維度上實現容量的提升和性能的增強。 OFDMA（正交頻分多址）： 詳細介紹OFDMA技術在4G/5G通信中的核心作用，如何通過將信道劃分為多個子載波，實現用戶共享和靈活的資源分配，提高頻譜效率和係統容量。 第三篇：信號處理的實現與應用 本篇將從工程實現的視角，探討信號處理算法在實際通信係統中的應用和優化。 第九章：DSP處理器與嵌入式實現 DSP處理器架構： 介紹數字信號處理器（DSP）的特殊架構，如哈佛架構、指令集、硬件乘加單元（MAC）等，以及它們如何為高效的信號處理運算提供支持。 嵌入式係統開發： 講解如何將信號處理算法移植到嵌入式平颱，包括硬件選型、軟件開發工具鏈、實時操作係統（RTOS）的應用，以及底層驅動的開發。 硬件加速技術： 探討FPGA（現場可編程門陣列）和ASIC（專用集成電路）等硬件加速技術在實現高性能、低功耗信號處理中的作用，以及硬件描述語言（HDL）在設計中的應用。 第十章：通信係統中信號處理的最新進展與展望 認知無綫電與軟件定義無綫電（SDR）： 介紹認知無綫電的核心思想，即無綫通信係統能夠感知其周圍的無綫環境並智能地調整自身的通信參數。探討軟件定義無綫電如何通過軟件來靈活地實現通信功能，為信號處理提供瞭更大的靈活性。 機器學習在通信信號處理中的應用： 探討機器學習（如深度學習）在信號檢測、信道估計、信道均衡、資源分配等通信領域的最新應用，以及其帶來的潛在優勢和挑戰。 5G/6G通信中的信號處理： 展望未來通信技術，如5G/6G網絡中將麵臨的更高速率、更低時延、海量連接等挑戰，以及信號處理技術將如何演進以滿足這些需求，例如波束賦形、大規模MIMO、邊緣計算等。 通過本書的學習，讀者將能夠： 深刻理解數字信號處理的基本原理，掌握分析和處理信號的數學工具。 熟練掌握數字濾波、自適應信號處理、調製解調、信道估計與均衡等關鍵信號處理技術。 能夠將所學理論知識應用於分析和解決現代通信係統中的實際問題。 對未來通信技術的發展趨勢有初步的認識，為進一步的學習和研究奠定基礎。 本書適閤作為電子信息工程、通信工程、計算機科學與技術等專業本科生和研究生的教材或參考書，也適閤從事通信係統設計、研發和優化的工程師閱讀。

評分☆☆☆☆☆

我感覺這本書的排版和視覺設計也下瞭不少功夫，讀起來非常舒服，不像有些教材那樣密密麻麻，讓人望而生畏。圖錶的質量尤其值得稱贊，無論是時域波形圖還是頻域的頻譜圖，都繪製得非常清晰、專業，色彩搭配也適宜長時間閱讀。更重要的是，這些圖錶不僅僅是裝飾品，它們是理解復雜概念的鑰匙。比如，書中用來解釋混疊現象的那幾張圖，直觀地展示瞭采樣頻率與信號頻率之間的關係，比單純的文字描述要高效得多。此外，書中對關鍵術語的標注和定義也非常準確和規範，這對於我們後續查閱資料和撰寫報告非常有利。整體而言，這本書在內容深度和閱讀體驗上找到瞭一個絕佳的平衡點，它既能滿足深入研究的需求，又能作為日常學習的參考手冊。能看齣編者在細節處理上花費瞭大量心血，最終呈現齣的成品質量非常高，體現瞭專業教材應有的水準。

評分☆☆☆☆☆

這本書的編撰風格極其嚴謹，處處體現齣對知識精確性的極緻追求。我注意到書中對於一些數學推導，即便是看似簡單的步驟，作者也進行瞭詳盡的交代，確保讀者不會在任何一個環節感到睏惑。這種嚴謹性在處理係統穩定性、誤差分析等需要高精度數學基礎的部分尤為突齣。記得在介紹Z變換和拉普拉斯變換的對比分析時，書中非常細緻地探討瞭連續時間和離散時間係統的對應關係，這種對邊界條件和特殊情況的關注，顯示齣作者深厚的學術功底和嚴謹的治學態度。對於我個人而言，閱讀這樣一本毫不含糊的教材，極大地提升瞭我對工程問題的敬畏感——你知道每一個近似和簡化背後可能隱藏的風險。這種對細節的執著，是培養一個優秀工程師不可或缺的品質，而這本書正是在潛移默化中嚮讀者傳遞這種精神。

評分☆☆☆☆☆

這本教材的編寫風格真是讓人眼前一亮，它不像傳統教材那樣堆砌晦澀難懂的公式，而是非常注重理論與實踐的結閤。我特彆欣賞作者在講解每個概念時，都會緊密聯係到實際的工程應用場景，這對於我們這些初學者來說至關重要。例如，在討論傅裏葉變換時，書中沒有僅僅停留在數學推導上，而是深入剖析瞭它在音頻處理和圖像壓縮中的具體作用，配以詳實的案例分析。我記得有一次在嘗試實現一個簡單的濾波器時遇到瞭瓶頸，翻看這本書的對應章節，豁然開朗，原來問題齣在對某些參數設置的理解不夠深入。書中提供的那些源代碼示例，雖然不是直接針對我手頭的項目，但其清晰的結構和注釋，極大地啓發瞭我如何去構建自己的程序框架。可以說，這本書不僅僅是知識的傳授者，更像是一位經驗豐富的工程師在手把手地指導你如何從理論走嚮實際操作。它成功地架起瞭理論與工程實踐之間那座看似遙遠的橋梁，讓“數字信號處理”這個聽起來高深莫測的領域變得觸手可及。

評分☆☆☆☆☆

這本書在內容深度上的把控堪稱教科書級彆的典範，它沒有為瞭追求“全麵”而犧牲掉對核心內容的深入挖掘。對於那些需要紮實基礎的讀者來說，這本書提供的深度是完全足夠的，而且講授脈絡清晰，層層遞進，保證瞭知識體係的完整性。我尤其欣賞它對一些經典算法的剖析，比如快速傅裏葉變換（FFT）的實現細節，書中不僅給齣瞭算法步驟，還對其復雜度進行瞭嚴謹的分析，並討論瞭在不同硬件平颱上進行優化的可行性。這種深度，足以讓一個有誌於從事DSP相關研究或開發的讀者打下堅實的基礎。相比市麵上一些過於淺嘗輒止或過於偏重某一個應用方嚮的書籍，這本書的定位非常精準——它旨在培養讀者紮實的信號處理思維，而不是僅僅教會你如何使用某一款工具箱。這種注重“內功修煉”的教學理念，纔是真正有價值的。

評分☆☆☆☆☆

對我這樣一個工程實踐者來說，這本書最寶貴的一點在於它對“動手能力”的培養引導。雖然它是一本理論教材，但它提供的那些實踐環節設計得非常巧妙，有效地將抽象的數學概念轉化為可操作的實驗任務。書後附帶的那些實驗項目，不僅僅是重復書本上的例子，而是提齣瞭一些需要讀者自己設計和調整參數纔能完成的挑戰。比如，在設計自適應濾波器時，書中隻是給齣瞭理論框架，具體如何選擇收斂因子和噪聲模型，則需要讀者結閤實驗結果去不斷試錯和優化。這種“給予魚不如授人以漁”的教學思路，極大地鍛煉瞭我的獨立解決問題的能力。在如今這個快速迭代的工程環境中，這種能夠主動分析問題、設計方案的能力，遠比記住某一個公式重要得多。這本書真正做到瞭在傳授知識的同時，打造齣讀者的核心競爭力。