數字信號處理係統設計 李洪濤、顧陳、硃曉華 國防工業齣版社 pdf epub mobi txt 電子書 下載 2025

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李洪濤，顧陳，硃曉華 著

圖書標籤:

• 數字信號處理
• 係統設計
• 信號處理
• 通信工程
• 電子工程
• 國防工業齣版社
• 李洪濤
• 顧陳
• 硃曉華
• DSP

店鋪： 河北省新華書店圖書專營店

齣版社： 國防工業齣版社

ISBN：9787118110524

商品編碼：29737562311

包裝：平裝-膠訂

齣版時間：2016-10-01

基本信息

書名：數字信號處理係統設計

定價：69.00元

作者：李洪濤、顧陳、硃曉華

齣版社：國防工業齣版社

齣版日期：2016-10-01

ISBN：9787118110524

字數：

頁碼：

版次：1

裝幀：平裝-膠訂

開本：16開

商品重量：0.4kg

編輯推薦

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內容提要

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本書以數字信號處理理論為基礎，詳細介紹瞭與之相關的係統設計知
識，內容涵蓋瞭數字信號處理係統算法及其組成、高速數據采集技術、半
導體存儲技術、高速數據通信技術、DSP 與FPGA 技術，以及電磁兼容與
印刷電路闆設計技術等。
本書章概述瞭數字信號處理算法及其係統組成；第2～4章介紹瞭
與之相關的數據采集、存儲及傳輸技術；第5、6章分彆介紹瞭數字信號處理
係統中的兩大核心處理芯片——DSP 及FPGA 在數字信號處理係統中的應
用；第7 章介紹瞭電磁兼容與印刷電路闆設計技術。
本書可作為教材，內容豐富、結構閤理、圖文並茂，便於實施係統教

目錄

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作者介紹

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文摘

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序言

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《現代通信係統中的信號處理技術》 引言 在信息爆炸的時代，信號處理技術的重要性日益凸顯。從我們每天使用的智能手機、無綫網絡，到先進的雷達係統、醫學影像設備，無不依賴於精密的信號處理算法。這些技術使得我們能夠從海量、嘈雜的數據中提取有用的信息，實現高效、可靠的通信和數據分析。本書旨在深入探討現代通信係統中涉及的關鍵信號處理技術，為讀者構建一個全麵而係統的認知框架。我們將循序漸進地介紹信號處理的基本理論，並重點闡述其在現代通信係統設計中的實際應用，包括但不限於信道編碼、均衡、調製解調、頻譜擴展以及多用戶接入等核心環節。 第一章 信號與係統的基礎理論 本章將作為信號處理學習的基石，係統性地迴顧和梳理信號與係統的基本概念。 信號的分類與錶示： 我們將介紹連續時間信號與離散時間信號的定義，以及它們在時域、頻域的錶示方法。傅裏葉級數和傅裏葉變換是理解信號頻譜特性的核心工具，我們將詳細講解它們的原理、性質及應用。此外，拉普拉斯變換和Z變換作為更通用的分析工具，在研究連續時間和離散時間係統時同樣不可或缺，本書將對其進行深入的闡述，並強調它們在係統穩定性分析和瞬態響應求解中的作用。 係統的基本性質： 綫性、時不變、因果性、穩定性是描述係統行為的關鍵屬性。我們將通過數學推導和實例分析，幫助讀者理解這些性質的含義及其對係統設計的影響。 捲積與係統響應： 捲積是描述綫性時不變係統輸齣與輸入之間關係的數學運算。我們將詳細講解捲積的計算方法，並重點闡述係統衝激響應在錶徵係統特性中的重要性。通過衝激響應，可以預測係統對任意輸入信號的響應，這是係統分析和設計的基礎。 采樣定理： 信號的離散化是數字信號處理的起點。奈奎斯特-香農采樣定理是連接連續信號和離散信號的橋梁，本書將詳細介紹其原理、條件以及過采樣和欠采樣的影響，並探討抗混疊濾波器的設計。 第二章 離散時間信號處理 在理解瞭信號與係統的基本理論後，本章將聚焦於離散時間信號的特有處理方法。 離散傅裏葉變換（DFT）與快速傅裏葉變換（FFT）： DFT是分析離散時間信號頻譜特性的基本工具，但其計算復雜度較高。FFT作為DFT的高效計算算法，在實際應用中具有至關重要的地位。我們將深入講解FFT的算法原理，包括按時間抽取和按頻率抽取的蝶形運算，以及它們在降低計算量方麵的優勢。 離散捲積與FIR/IIR濾波器： 離散捲積是離散時間係統分析的核心。本書將介紹有限衝激響應（FIR）濾波器和無限衝激響應（IIR）濾波器。FIR濾波器因其良好的綫性相位特性，在許多對相位要求嚴格的應用中備受青睞，我們將探討其設計方法，如窗函數法和頻率采樣法。IIR濾波器則在實現相同性能指標時，所需的階數較低，計算量更小，我們將介紹其設計原理，如雙綫性變換法等。 濾波器設計與實現： 濾波器在信號處理中扮演著至關重要的角色，用於抑製噪聲、分離信號等。本章將介紹不同類型的濾波器（低通、高通、帶通、帶阻）的設計原則，並提供實際設計步驟和性能評估方法，包括通帶、阻帶、過渡帶的定義以及幅度響應和相位響應的考量。 功率譜密度估計： 信號的頻譜特性是理解信號內容的關鍵。本章將介紹周期圖法、Welch法等經典的功率譜密度估計方法，並分析它們的優缺點，以及如何利用譜估計來分析信號的頻率成分和噪聲特性。 第三章 參數化信號處理 本章將引入更高級的信號處理方法，即利用信號的模型特性進行分析和估計。 自迴歸（AR）模型與滑動平均（MA）模型： 這些模型是描述平穩隨機信號的重要工具。我們將講解AR模型的數學錶達，並介紹Yule-Walker方程等求解模型參數的方法。MA模型則通過信號的過去輸齣的加權和來描述當前輸齣，我們將闡述其特性。 自迴歸滑動平均（ARMA）模型： ARMA模型結閤瞭AR和MA模型的優點，能夠更靈活地描述復雜的信號特性。本書將介紹ARMA模型的構建和參數估計方法。 譜估計方法（AR、MA、ARMA）： 基於參數化模型，我們可以發展齣更精確的譜估計方法，如Burg法、Makhoul法等。這些方法在低信噪比環境下錶現齣優越的性能。 維納濾波： 維納濾波器是經典的最優綫性濾波器，能夠在最小均方誤差的意義下，從含噪信號中恢復原始信號。我們將深入講解維納濾波器的原理，包括其基於信號統計特性的求解方法，並探討其在目標跟蹤、圖像復原等領域的應用。 第四章 現代通信係統中的關鍵信號處理技術 本章將把前幾章的理論知識應用於現代通信係統的具體設計中。 信道編碼與解碼： 通信過程中，信號不可避免地會受到噪聲和乾擾的影響，導緻誤碼。信道編碼通過在信息中添加冗餘，提高信號的抗乾擾能力。我們將介紹綫性分組碼、捲積碼等經典編碼方案，以及相應的解碼算法，如最大似然譯碼和最大後驗概率譯碼。糾錯碼是保證通信可靠性的關鍵。 調製與解調技術： 調製是將基帶信號加載到載波上的過程，解調則是相反的過程。我們將重點介紹數字調製技術，如幅度鍵控（ASK）、頻率鍵控（FSK）、相位鍵控（PSK）以及正交幅度調製（QAM）。每種調製方式都有其優缺點，本書將分析它們在不同應用場景下的適用性，並探討其解調器的設計。 均衡技術： 在通信信道中，信號可能會發生失真，特彆是多徑傳播會導緻符號間乾擾（ISI）。均衡器用於補償信道的失真，恢復原始信號。我們將介紹零強製均衡器（ZF）和最小均方誤差均衡器（MMSE）等經典均衡算法，並探討自適應均衡器的原理，使其能夠實時跟蹤信道變化。 頻譜擴展技術： 頻譜擴展技術通過將信號的能量分散到更寬的頻帶上，提高信號的抗乾擾和抗截獲能力。我們將介紹直接序列擴頻（DSSS）和跳頻擴頻（FHSS）等技術，分析其原理和在CDMA通信等係統中的應用。 多用戶接入技術： 在現代通信係統中，如何高效地允許多個用戶共享有限的信道資源是核心問題。本書將介紹碼分多址（CDMA）、時分多址（TDMA）和頻分多址（FDMA）等技術，並深入探討OFDM（正交頻分復用）技術，分析其在提高頻譜利用率和應對多徑效應方麵的優勢。 MIMO（多輸入多輸齣）係統中的信號處理： 隨著無綫通信速率的不斷提升，MIMO技術成為瞭關鍵。我們將介紹MIMO係統的基本原理，包括空間復用、分集增益等，並闡述其在信號檢測、信道估計等方麵的信號處理挑戰與解決方案。 第五章 信號處理在特定通信係統中的應用 本章將選取幾個典型的現代通信係統，深入剖析信號處理技術在其中的具體應用。 蜂窩移動通信係統： 從2G到5G，信號處理技術不斷演進，以滿足日益增長的移動通信需求。我們將分析在這些係統中，信道編碼、調製解調、均衡、多用戶接入等技術是如何協同工作的。 無綫局域網（WLAN）： Wi-Fi作為廣泛應用的無綫接入技術，其信號處理方案也十分關鍵。本書將探討OFDM、MIMO等技術在Wi-Fi中的具體實現，以及如何保證高數據速率和可靠連接。 衛星通信係統： 衛星通信麵臨著長時延、高噪聲等挑戰，信號處理技術在此類係統中扮演著至關重要的角色，用於信道補償、功率控製等。 軟件定義無綫電（SDR）： SDR將硬件功能通過軟件實現，極大地提高瞭無綫通信係統的靈活性和可重構性。本書將探討SDR平颱中信號處理算法的設計和實現，以及其在適應性通信中的優勢。 結論 本書係統性地介紹瞭數字信號處理的基礎理論和在現代通信係統中的核心應用。通過對信號與係統的深入理解，再到具體的信號處理算法和通信係統設計，希望能夠為讀者提供一個全麵且實用的知識體係。信號處理技術的發展日新月異，本書所介紹的內容旨在幫助讀者掌握基本原理，為進一步探索更前沿的通信技術打下堅實的基礎。隨著5G、6G以及物聯網等新技術的不斷湧現，信號處理技術將繼續扮演著推動通信行業發展的核心驅動力。 緻謝 感謝所有為本書編寫和齣版提供幫助的個人和機構。 參考文獻 （此處應列齣參考文獻，具體內容根據實際編寫情況添加）

評分☆☆☆☆☆

在數字信號處理的諸多方麵，噪聲處理和信號增強一直是比較棘手的問題。這本書在這方麵的內容堪稱經典。作者們並沒有局限於傳統的濾波方法，而是深入探討瞭各種先進的信號增強技術。從維納濾波到卡爾曼濾波，再到更復雜的獨立成分分析（ICA）和主成分分析（PCA），書中都進行瞭詳盡的介紹。我最喜歡的部分是關於卡爾曼濾波的講解，作者用一個非常直觀的例子（比如跟蹤一個移動的物體）來解釋卡爾曼濾波的原理，並且逐步推導齣其更新方程。更難得的是，書中還討論瞭擴展卡爾曼濾波（EKF）和無跡卡爾曼濾波（UKF）在處理非綫性係統時的應用，並提供瞭相應的僞代碼。這對於我理解和實現更復雜的跟蹤算法非常有幫助。此外，書中關於語音信號降噪和圖像去模糊的章節，也給瞭我很多啓發。這些實際的應用案例，讓我能夠更清晰地認識到理論知識在解決實際問題中的重要性。

評分☆☆☆☆☆

這本書對於理解數字信號處理中的一些關鍵概念，例如過采樣、欠采樣、混疊等，做瞭非常深入的闡述。作者們通過生動的圖示和形象的比喻，將這些抽象的理論變得通俗易懂。我記得在講到采樣定理時，作者不僅給齣瞭奈奎斯特準則，還詳細分析瞭欠采樣可能帶來的混疊現象，以及如何通過抗混疊濾波器來避免這種情況。書中還討論瞭不同的采樣方案，比如均勻采樣和非均勻采樣，以及它們在不同應用場景下的優劣勢。這一點對於我之前在處理一些不規則信號時遇到的問題，提供瞭很好的解決方案。此外，書中關於信號重建的章節，也讓我對插值算法有瞭更深的理解，比如零階保持、一階保持以及更高級的sinc插值。

評分☆☆☆☆☆

這本《數字信號處理係統設計》真的讓我耳目一新，它不僅僅是一本教科書，更像是一位經驗豐富的老友在耐心傳授知識。首先，它對數字信號處理的基礎理論講解得非常透徹，比如采樣定理、量化、傅裏葉變換等等，這些概念在彆的書中可能隻是點到為止，但在這裏，作者們花瞭很多篇幅去深入剖析，甚至還引用瞭一些數學推導的細節，讓人能夠理解其背後的邏輯和原理。我尤其喜歡作者在解釋FFT算法時，不僅給齣瞭經典的Cooley-Tukey算法，還對比瞭其他幾種不同的FFT實現方式，並分析瞭它們的優劣勢，這對於我們理解算法的演進和選擇最適閤特定場景的算法非常有幫助。更重要的是，書中的很多例子都緊密結閤瞭實際應用，比如音頻信號的處理、圖像壓縮等等，這些鮮活的案例能夠極大地激發我的學習興趣，讓我不再覺得理論知識枯燥乏味。我之前也讀過一些關於DSP的書，但總感覺缺少瞭點什麼，這本書恰恰彌補瞭我的遺憾。它不像有些書那樣堆砌公式，而是將理論與實踐巧妙地融閤在一起，讓我們不僅知其然，更能知其所以然。我還會時不時地翻迴去看看書中的一些推導過程，每次都有新的體會。

評分☆☆☆☆☆

這本書在講解數字信號處理的最新發展和應用趨勢方麵，也做得相當不錯。作者們並沒有局限於傳統的DSP理論，而是積極引入瞭近年來備受關注的新興技術，比如機器學習在DSP中的應用、深度學習在信號處理中的前景等等。我個人對這方麵的內容非常感興趣，書中關於如何利用神經網絡來設計濾波器、進行信號分類和識彆的章節，給瞭我很多新的思路。此外，書中還討論瞭DSP在人工智能、物聯網、5G通信等領域的應用案例，這讓我對DSP技術的未來發展方嚮有瞭更清晰的認識。這本書就像一個連接過去與未來的橋梁，既鞏固瞭我的基礎知識，又為我打開瞭新的視野。

評分☆☆☆☆☆

這本書在如何將理論轉化為實際工程項目方麵，提供瞭非常寶貴的指導。作者們非常注重工程實現的細節，比如浮點數和定點數的運算差異、存儲器的管理、中斷的處理等等。我印象最深刻的是，書中有一章節專門討論瞭FPGA在DSP係統設計中的應用。作者詳細介紹瞭如何利用Verilog或VHDL語言來描述DSP算法，並如何在FPGA上實現這些算法。其中，關於流水綫設計、並行處理以及如何優化硬件資源的利用率的章節，對我啓發很大。我之前一直覺得FPGA編程很復雜，但在看瞭這本書的講解後，我開始慢慢理解其設計思路。書中還提供瞭一些經典的DSP IP核的介紹，以及如何將它們集成到FPGA設計中。這對於想要將DSP算法應用到硬件平颱上的工程師來說，無疑是一份寶貴的參考資料。

評分☆☆☆☆☆

說實話，拿到這本書之前，我對數字信號處理的係統設計部分一直感到有些迷茫，覺得理論知識學瞭不少，但真正落地到係統實現的時候，就不知道從何下手瞭。然而，《數字信號處理係統設計》這本書就像一盞明燈，為我指明瞭方嚮。它不僅僅是介紹瞭各種DSP算法，更重要的是，它詳細地闡述瞭如何將這些算法集成到一個完整的係統中。比如，在講到濾波器設計時，作者不僅給齣瞭FIR和IIR濾波器的數學模型，還非常細緻地介紹瞭如何根據實際需求（如通帶紋波、阻帶衰減、過渡帶寬度等）來選擇閤適的濾波器類型和設計參數。更讓我印象深刻的是，書中還專門闢齣一章來討論DSP硬件平颱，例如TMS320係列DSP處理器，並提供瞭如何利用這些硬件平颱來實現算法的指導。其中，關於程序優化和代碼生成的部分，也給瞭我極大的啓發。我之前遇到的一個難題是如何提高算法的執行效率，這本書給齣的建議，比如使用定點運算、查錶法、流水綫優化等，都非常實用，並且配有具體的代碼片段作為示例，這讓我能夠很快地將學到的知識應用到自己的項目中。

評分☆☆☆☆☆

在數字信號處理係統中，魯棒性和可靠性是非常重要的考量因素。這本書在這方麵的內容也給瞭我很大的啓發。作者們不僅關注算法本身的性能，還深入探討瞭如何提高DSP係統在復雜環境下的魯棒性。比如，在信號處理過程中，如何有效地對抗噪聲、乾擾和失真，書中提供瞭一些實用的技巧和方法。我特彆欣賞書中關於自適應濾波器的講解，它不僅介紹瞭LMS、RLS等經典的自適應算法，還詳細分析瞭它們在抑製迴聲、均衡信道等方麵的應用。此外，書中還討論瞭如何利用冗餘和糾錯編碼來提高係統的可靠性，這對於構建高可靠性的DSP係統至關重要。

評分☆☆☆☆☆

這本書在講解數字信號處理的數學基礎方麵，可以說是嚴謹又不失生動。作者們沒有迴避那些必要的數學推導，但他們總是會以一種非常清晰易懂的方式來呈現。比如，在講解Z變換時，書中不僅給齣瞭Z變換的定義和性質，還詳細分析瞭不同類型的係統（如因果係統、穩定係統）在Z域的錶示，以及如何利用Z變換來分析和設計綫性時不變係統。我尤其喜歡書中關於離散傅裏葉變換（DFT）和快速傅裏葉變換（FFT）的論述。它從DFT的定義齣發，一步步引導讀者理解FFT算法的由來和精妙之處，並且詳細介紹瞭基2DIT、基2DIF以及更通用的DIF/DIT算法。作者還專門討論瞭FFT算法在實際應用中的注意事項，比如數據點的選擇、頻率分辨率的權衡等，這些細節對於提高算法的魯棒性和效率至關重要。

評分☆☆☆☆☆

我之前在學習一些DSP算法時，總感覺缺乏一個係統性的框架，很多知識點都是零散的。而《數字信號處理係統設計》這本書在這方麵做得非常好。它從宏觀的角度齣發，將整個DSP係統設計過程分解成瞭一個個邏輯清晰的模塊，然後逐一進行講解。從信號的采集和預處理，到核心算法的設計和實現，再到最終的係統集成和調試，每個環節都有詳細的論述。我尤其喜歡書中關於係統級仿真和性能評估的部分。作者們強調瞭在實際硬件實現之前，進行充分的仿真驗證的重要性，並介紹瞭各種仿真工具和方法。此外，書中還討論瞭如何對DSP係統的性能進行評估，比如計算復雜度、功耗、實時性等，並提供瞭相應的分析方法。這對於我進行係統優化和決策非常有幫助。

評分☆☆☆☆☆

這本書在講解DSP係統設計理念方麵做得非常齣色，它不是簡單地羅列算法，而是從一個更高的維度去審視整個設計流程。作者們非常強調“以應用為導嚮”的設計思路，這意味著在設計DSP係統之前，必須首先清晰地理解目標應用的需求，包括信號的特性、係統的實時性要求、功耗限製等等。書中通過大量的實例，比如雷達信號處理、通信係統中的調製解調、生物醫學信號分析等，來闡釋這個理念。我特彆欣賞書中關於係統架構設計的部分，它詳細介紹瞭不同係統架構的優缺點，以及如何根據具體需求來選擇最優的架構。比如，在討論分布式DSP係統和集中式DSP係統時，作者不僅給齣瞭它們的技術細節，還結閤實際案例分析瞭各自的適用場景。這一點對於我這種剛開始接觸係統設計的人來說，簡直是雪中送炭。我之前總覺得設計一個復雜的DSP係統是一項艱巨的任務，但這本書讓我看到瞭係統設計背後的邏輯和方法論，讓我覺得隻要掌握瞭正確的方法，一切皆有可能。