數字信號處理/高等學校教材 下載 mobi epub pdf 電子書 2025

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彭啓琮，林靜然，楊錬，潘曄 著

圖書標籤:

• 數字信號處理
• 信號處理
• 通信工程
• 電子工程
• 高等學校教材
• 工程技術
• 高等教育
• 數學
• 算法
• 濾波

齣版社： 高等教育齣版社

ISBN：9787040469929

版次：1

商品編碼：12140358

包裝：平裝

叢書名： 高等學校教材

開本：16開

齣版時間：2017-02-01

用紙：膠版紙

頁數：490

字數：760000

正文語種：中文

內容簡介

　　《數字信號處理/高等學校教材》圍繞頻域和時頻對偶性兩條主綫講述，分為十一章，分彆是緒論、連續信號和係統、連續信號的離散化與重構、離散信號與係統的時域分析、離散信號與係統的頻域分析、離散Fourier變換、z變換、離散綫性時不變係統的z變換域分析、數字濾波器、數字濾波器的結構及實現、數字信號處理的應用及課程設計。
　　《數字信號處理/高等學校教材》提供關鍵知識點的動態演示或視頻講解，讀者可使用移動終端掃描書中二維碼訪問。
　　《數字信號處理/高等學校教材》可作為高等學校電子信息類專業數字信號處理課程的教材，也可供相關工程技術人員參考。

作者簡介

　　彭啓琮，1946年生，四川省樂山人。本科畢業於清華大學無綫電電子學係，研究生畢業於電子科技大學（原成都電訊工程學院）無綫電技術係，美國密蘇裏大學及明尼蘇達大學訪問學者。現任電子科技大學教授，博士生導師。中國通信學會通信理論與信號處理專業委員會副主任，四川省通信學會副理事長。
　　
　　林靜然，1978年生，重慶人。2007年畢業於電子科技大學，獲信號與信息處理專業博士學位。畢業後留校工作至今，2012年～2013年為明尼蘇達大學訪問學者，現任電子科技大學副教授。主要研究方嚮為現代通信信號及信息處理，發錶論文30餘篇，申報專利10餘項，齣版著作2本。
　　
　　楊錬，1975年齣生於四川成都。2000年碩士畢業於電子科技大學通信與信息工程學院，以實時信號處理技術為主要研究方嚮，留校工作至今。現任電子科技大學副教授。多次獲得省級和校級教學成果奬。
　　
　　潘曄，1972年生，安徽人。本科畢業於電子科技大學自動化工程學院，研究生畢業於計算機學院，美國南加州大學訪問學者。現任通信與信息工程學院副教授，通信工程專業實驗室負責人，“數字信號處理”國傢精品課程骨乾教師，編寫和翻譯教材3本，發錶論文多篇。

目錄

第一章 緒論
1．1 數字信號處理的發展曆程
1．2 信號分析與處理的基本理念和數學方法
1．2．1 連續時間信號、離散時間信號與數字信號
1．2．2 信號的時域錶徵
1．2．3 信號的變換域錶徵
1．2．4 綫性時不變係統的錶徵以及信號通過係統
1．3 為什麼要采用數字信號處理
1．3．1 可程控性
1．3．2 穩定性好
1．3．3 可重復性好
1．3．4 抗乾擾性能好
1．3．5 實現自適應算法
1．3．6 數據壓縮
1．3．7 大規模集成
1．3．8 模擬信號處理的不可替代性
1．4 數字信號處理係統的基本框架
1．5 數字信號處理的廣泛應用
1．5．1 通信
1．5．2 雷達（聲呐）
1．5．3 智能化武器和信息化戰爭
1．5．4 資源勘探、能源利用和綠色生活
1．5．5 醫療和生物醫學工程
1．5．6 日益豐富多彩的消費類電子産品
1．6 數字信號處理算法的實現
1．7 本書內容安排

第二章 連續信號和係統
2．1 引言
2．2 連續信號和係統的時域分析
2．2．1 信號的時域錶示
2．2．2 信號的分類
2．2．3 信號的基本運算
2．2．4 常用信號
2．2．5 信號的分解
2．2．6 係統及其分類
2．2．7 綫性時不變係統的時域分析
2．3 連續信號和係統的頻域分析
2．3．1 信號的頻域錶示和頻譜
2．3．2 Fourier變換的性質及常見的Fourier變換
2．3．3 連續信號和係統的頻域分析
2．3．4 時頻域分析方法小結
2．4 連續信號和係統的復頻域分析
2．4．1 信號的Laplace變換
2．4．2 Laplace變換的性質及常見的Laplace變換對
2．4．3 連續信號和係統的復頻域分析
2．4．4 係統的方框圖錶示和結構
2．5 模擬濾波器的設計
2．5．1 濾波器的性能指標
2．5．2 Butterworth（巴特沃茲）低通濾波器的設計方法
2．5．3 Chebyshev（切比雪夫）低通濾波器的設計方法
2．5．4 Elliptic（橢圓）低通濾波器的設計方法
2．5．5 其他類型濾波器的設計方法——頻譜轉換
……

第三章 連續信號的離散化與重構
第四章 離散信號與係統的時域分析
第五章 離散信號與係統的頻域分析
第六章 離散Fourier變換
第七章 z變換
第八章 離散綫性時不變係統的z變換域分析
第九章 數字濾波器
第十章 數字濾波器的結構及實現
第十一章 數字信號處理的應用及課程設計
參考文獻

《通信原理：現代通信係統的基石》 內容簡介 在信息爆炸的時代，通信技術以前所未有的速度滲透到我們生活的方方麵麵。從智能手機的便捷通話，到互聯網的全球互聯，再到衛星通信的遙遠觸及，這一切都離不開通信係統背後深刻的理論支撐。本書《通信原理：現代通信係統的基石》旨在係統、深入地闡述支撐現代通信係統的核心概念、關鍵技術和基本原理。本書內容嚴謹，邏輯清晰，旨在幫助讀者建立對通信係統全局的深刻理解，為進一步學習更前沿的通信技術打下堅實的基礎。 全書共分為十四章，循序漸進地帶領讀者探索通信的奧秘。 第一章 導論 本章首先勾勒瞭通信係統的發展曆程，從早期簡單的電報電話，到如今紛繁復雜的移動通信、光縴通信和無綫通信網絡，展現瞭通信技術演進的宏偉圖景。接著，係統地介紹瞭通信係統的基本組成部分，包括信源、信宿、信道、發送器和接收器，並分析瞭它們在信息傳輸過程中的作用。在此基礎上，我們探討瞭通信係統的主要性能指標，如信息傳輸速率、信噪比、誤碼率、帶寬利用率等，為後續章節的學習奠定量化的評估基礎。最後，本章對通信係統設計中麵臨的挑戰進行瞭概述，例如噪聲乾擾、失真、容量限製等，為讀者認識通信領域的復雜性提供瞭一個初步的視角。 第二章 信號與係統基礎 信號是通信的載體，係統是處理信號的框架。本章深入探討瞭信號的基本概念和分類，包括連續時間信號與離散時間信號、周期信號與非周期信號、能量信號與功率信號等。我們詳細介紹瞭信號的常用數學錶示方法，如傅裏葉級數和傅裏葉變換，它們是分析信號頻譜特性的關鍵工具。係統作為信號的處理者，其性質同樣至關重要。本章將介紹綫性時不變（LTI）係統的概念，這是通信係統中廣泛使用的模型。我們通過衝激響應和捲積運算來錶徵LTI係統的行為，並引入瞭係統函數的概念，用於描述係統在頻率域的特性。此外，本章還會討論采樣定理，這是實現模數轉換和數字信號處理的理論基石，為後續深入學習數字通信打下理論基礎。 第三章 模擬信號的錶示與變換 本章聚焦於模擬信號的深入分析。我們首先迴顧並深化對傅裏葉變換的理解，重點分析其在頻譜分析中的應用，包括如何通過傅裏葉變換獲得信號的頻率成分，以及其在理解信號帶寬和功率譜密度方麵的作用。接著，我們將探討拉普拉斯變換，它在分析連續時間係統時尤為重要，能夠方便地處理非周期信號和係統的穩定性問題。在此基礎上，本章引入瞭捲積的概念，並詳細解釋瞭捲積定理，它揭示瞭時域捲積與頻域乘積之間的深刻聯係，是理解綫性係統如何處理信號的關鍵。我們還將討論幾種重要的模擬信號，如正弦信號、指數信號、單位階躍信號和衝激信號，並分析它們在通信係統中的應用場景。 第四章 概率論與隨機過程基礎 在真實的通信環境中，信號傳輸總是伴隨著噪聲等不確定因素。因此，掌握概率論和隨機過程是理解通信係統性能和設計抗噪聲方案的關鍵。本章將係統介紹概率論的基本概念，包括隨機變量、概率密度函數（PDF）、纍積分布函數（CDF）、期望值和方差等。我們著重介紹通信係統中常見的隨機變量，如高斯隨機變量，並討論其在噪聲模型中的重要性。在此基礎上，本章引入瞭隨機過程的概念，將其視為一個隨時間演變的隨機變量集閤。我們重點研究平穩隨機過程，並分析其統計特性，如自相關函數和功率譜密度，這些特性對於分析通信係統的性能至關重要。本章還將介紹馬爾可夫過程等重要的隨機過程模型。 第五章 噪聲與信號失真 噪聲是通信係統中最主要的乾擾源，它會降低信號的質量，增加傳輸的誤碼率。本章深入分析瞭各種類型的噪聲，包括熱噪聲、散粒噪聲、閃爍噪聲等，並重點討論瞭加性高斯白噪聲（AWGN）模型，這是許多通信係統分析的基礎。我們詳細闡述瞭噪聲對信號的影響，包括信號功率的衰減以及信噪比的降低。此外，本章還將探討信號在傳輸過程中可能齣現的其他形式的失真，例如綫性失真（如頻率選擇性衰落）和非綫性失真。我們介紹瞭幾種錶徵失真的方法，如幅度響應和相位響應，並分析瞭如何通過均衡技術來補償這些失真。 第六章 綫性調製技術 調製是將基帶信號轉換成適閤在信道中傳輸的高頻信號的關鍵技術。本章將重點介紹幾種基本的綫性調製技術。首先，我們深入探討瞭調幅（AM）技術，包括其基本原理、波形産生和解調方法，並分析瞭標準調幅（DSB-SC）、雙邊帶調幅（DSB）和單邊帶調幅（SSB）等不同形式的AM。接著，我們學習瞭角度調製技術，包括調頻（FM）和調相（PM）。本章將詳細介紹這些調製方式的原理、頻譜特性以及其相對於AM的優缺點。我們會重點分析FM和PM在抗噪聲能力方麵的優勢，以及其在廣播和移動通信等領域的廣泛應用。 第七章 非綫性調製技術 除瞭綫性調製，非綫性調製技術在現代通信係統中扮演著越來越重要的角色，尤其是在需要高效利用頻譜和提高數據傳輸速率的應用中。本章將重點介紹幾種重要的非綫性調製技術。首先，我們深入探討瞭移頻鍵控（FSK）及其變種，分析瞭其基本的頻率調製原理和在解調時的特點。接著，我們將詳細介紹相位鍵控（PSK）係列，包括二進製相移鍵控（BPSK）、四相相移鍵控（QPSK）及其高階QAM（正交幅度調製）技術。我們將分析這些調製方式的星座圖、功率譜密度以及在不同信噪比下的誤碼率性能。本章還將討論更先進的調製技術，如差分相位編碼（DPSK）和更廣泛的QAM星座設計，為理解現代高速數據傳輸奠定基礎。 第八章 采樣、量化與編碼 數字通信的基石在於將模擬信號轉換為數字信號。本章將詳細闡述實現這一過程的關鍵技術。首先，我們深入理解采樣定理（Nyquist-Shannon采樣定理），並討論過采樣和欠采樣等實際采樣問題。接著，我們學習量化過程，包括均勻量化和非均勻量化，並分析量化誤差的産生及其對信號質量的影響。在此基礎上，本章引入瞭編碼技術，將量化後的離散數值轉換為二進製序列。我們將介紹幾種基本的編碼方法，如脈衝編碼調製（PCM），並探討其在語音和視頻通信中的應用。此外，本章還會討論信源編碼的目標——去除信號中的冗餘，以提高傳輸效率，並介紹一些經典的信源編碼算法。 第九章 數字信號的傳輸 在數字通信係統中，將編碼後的數字比特序列可靠地傳輸到接收端是核心挑戰。本章將重點探討數字信號的傳輸技術。首先，我們介紹基帶傳輸的基本概念，包括信號的基帶錶示和奈奎斯特準則，該準則保證瞭在無失真的條件下實現零碼間串擾的傳輸。接著，我們將深入分析幾種常用的數字基帶傳輸波形，如歸零碼（RZ）、不歸零碼（NRZ）、曼徹斯特編碼等，並討論它們的特性和在實際應用中的優缺點。在此基礎上，本章將引入帶通傳輸的概念，討論如何將數字信號調製到高頻載波上進行傳輸，並簡要介紹數字調製的原理。我們還會探討實際信道中可能存在的碼間串擾問題，並介紹一些抑製碼間串擾的技術。 第十章 數字解調與檢測 數字信號的接收端需要從帶有噪聲的接收信號中準確地恢復齣原始的數字比特。本章將聚焦於數字信號的解調和檢測原理。首先，我們深入分析最優接收機的概念，並介紹最大似然準則（ML）和最大後驗概率準則（MAP）等檢測準則，它們是實現最優信號檢測的基礎。接著，我們將詳細討論在加性高斯白噪聲（AWGN）信道下的數字解調技術，例如相乾解調和非相乾解調。我們將分析不同調製方式（如BPSK、QPSK、BFSK）在AWGN信道下的誤碼率性能。本章還會介紹最佳濾波器（如匹配濾波器）的設計及其在信號檢測中的作用，並初步探討信號檢測的貝葉斯方法。 第十一章 綫性分組碼 為瞭提高數字通信係統的可靠性，糾錯編碼技術必不可少。本章將介紹綫性分組碼，這是最早也是最基礎的一類糾錯碼。我們首先介紹糾錯碼的基本概念，包括碼字、碼率、漢明距離等，並闡述糾錯碼的作用——在傳輸過程中引入冗餘，以便在接收端檢測和糾正錯誤。接著，我們將深入分析綫性分組碼的結構和性質，包括其生成矩陣和校驗矩陣。我們將介紹幾種重要的綫性分組碼，如Hamming碼，並詳細講解它們的編碼、解碼和糾錯能力。本章還將討論代數譯碼的基本原理。 第十二章 捲積碼與 Viterbi 譯碼 捲積碼是另一種重要的糾錯編碼技術，它能夠提供更強的糾錯能力，尤其是在處理連續的數據流時。本章將深入介紹捲積碼的原理和其高效的譯碼算法。我們首先闡述捲積碼的編碼過程，包括其編碼器結構和編碼的特性。接著，我們將重點介紹Viterbi譯碼算法，這是目前最廣泛使用的捲積碼譯碼算法之一。我們將詳細解析Viterbi算法的工作流程，包括狀態轉移、路徑度量和幸存路徑的選擇，並討論其在實際應用中的優勢。本章還將簡要介紹其他類型的捲積碼，並討論捲積碼在性能上的特點。 第十三章 差錯控製編碼的性能分析 本章旨在對前麵介紹的各種差錯控製編碼技術進行深入的性能分析，幫助讀者理解不同編碼方案的優劣以及它們在實際應用中的適用性。我們將係統地分析綫性分組碼和捲積碼的糾錯能力，並通過理論推導和仿真分析，給齣它們在不同信噪比下的誤碼率性能麯綫。我們將討論碼率、糾錯能力和編碼復雜性之間的權衡關係。此外，本章還將介紹一些更高級的差錯控製編碼技術，例如Turbo碼和LDPC碼，並簡要分析它們的性能優勢，為讀者瞭解當前差錯控製編碼的研究前沿提供指引。 第十四章 多址技術基礎 在許多通信係統中，允許多個用戶共享同一信道是至關重要的。本章將介紹幾種主要的移動通信多址技術，以實現高效的頻譜利用和多用戶接入。首先，我們將深入探討頻分多址（FDMA）和時分多址（TDMA）技術，分析它們的基本原理、優缺點以及在不同通信係統中的應用。接著，我們將重點介紹碼分多址（CDMA）技術，包括其擴頻原理、僞隨機碼序列以及直接序列CDMA（DS-CDMA）和跳頻CDMA（FH-CDMA）等不同形式。本章還將簡要介紹正交頻分復用（OFDM）技術，它在現代無綫通信係統中發揮著越來越重要的作用。 本書的寫作風格力求嚴謹而不失生動，理論講解與實際應用相結閤。每章在介紹完基本概念和原理後，都會通過具體的例子和分析來加深讀者的理解。本書適閤作為高等院校通信工程、電子工程、信息工程等相關專業本科生和研究生的教材，也可供從事通信工程、軟件開發等相關領域的工程師閱讀參考。通過對本書的學習，讀者將能夠： 1. 理解通信係統的基本原理和工作流程。 2. 掌握模擬和數字信號的錶示、變換與處理方法。 3. 深入理解噪聲和失真對通信係統的影響。 4. 熟悉各種調製、解調和編碼技術及其性能。 5. 建立分析和設計簡單通信係統的能力。 6. 為進一步學習更高級的通信理論和技術打下堅實的基礎。 我們相信，《通信原理：現代通信係統的基石》將成為您探索通信奧秘、把握信息時代脈搏的得力助手。

評分☆☆☆☆☆

這本教材給我最大的感受是它的“親和力”，盡管它的主題是略顯枯燥的數字信號處理，但作者的寫作風格卻非常容易讓人接受。它避免瞭使用過多晦澀難懂的術語，而是用一種更貼近生活化的語言來解釋復雜的概念。例如，在講解捲積時，它用瞭“疊加”和“滑動”的比喻，讓我立刻就理解瞭它的本質。此外，書中還穿插瞭一些曆史故事和人物介紹，讓我在學習理論的同時，也能瞭解到數字信號處理的發展脈絡和背後的故事，這無疑增加瞭學習的趣味性。我特彆欣賞它在解釋一些高級概念時，所采用的類比和舉例，比如用“迴聲”來解釋衝激響應，用“頻率調諧”來解釋濾波器。這些生動形象的比喻，就像一道道光，照亮瞭我理解理論的道路，讓我不再迷失在繁雜的公式中。對於那些對數字信號處理感到畏懼的學生來說，這本書絕對是一個絕佳的入門選擇，它能夠有效地降低學習門檻，讓你在輕鬆愉快的氛圍中掌握這門重要的學科。

評分☆☆☆☆☆

這本《數字信號處理/高等學校教材》絕對是為數不多的能讓我眼前一亮的教材。作為一名剛剛接觸數字信號處理的學生，我一直被其龐大的理論體係和復雜的公式所睏擾，總覺得有些高不可攀。然而，這本書以一種齣人意料的清晰和循序漸進的方式，將那些抽象的概念一一剖析。它沒有一開始就丟給我一堆生硬的定義和定理，而是從最基礎的信號采樣、量化開始，逐步引入離散傅裏葉變換、Z變換等核心概念。書中大量的插圖和圖示，把原本枯燥的數學推導變得生動形象，我常常能通過觀察波形的變化，直觀地理解濾波器的作用，或者感受傅裏葉變換帶來的時域到頻域的轉換。而且，每章後的例題都設計得非常巧妙，既有對基本概念的鞏固，又不乏一些需要稍加思考纔能解決的習題，讓我能真正掌握所學知識。最讓我驚喜的是，它還在某些章節穿插瞭實際的應用案例，比如音頻信號的處理、圖像壓縮的原理等，這讓我深深體會到數字信號處理的魅力和實用性，不再覺得這門課隻是為瞭考試而存在的。它真正激發瞭我深入學習的興趣，讓我看到瞭數字信號處理在現代科技中的重要地位。

評分☆☆☆☆☆

這本《數字信號處理/高等學校教材》最讓我印象深刻的是它將理論與實踐完美地結閤在一起。它不僅僅是一本純粹的數學理論書，更是一本能夠引導你進行實際操作的指南。書中不僅講解瞭各種信號處理算法的原理，還提供瞭大量的僞代碼和實現思路，甚至在某些地方鼓勵讀者動手去編程實現。我記得在學習FIR濾波器設計時，書中不僅解釋瞭窗函數法、頻率采樣法等多種設計方法，還給齣瞭用MATLAB/Python等工具進行仿真的示例代碼，讓我能夠直觀地看到不同設計參數對濾波器性能的影響。這種“邊學邊做”的學習方式，極大地提高瞭我的學習效率和興趣。我不再是那個隻會背公式、解習題的“理論派”，而是能夠真正運用所學知識去解決實際問題。這本書的附錄部分也十分有用，包含瞭很多常用信號的頻譜圖、濾波器設計庫的介紹等，這些都是實際工程中不可或缺的參考資料。它讓我明白，數字信號處理並非高高在上的理論，而是與我們生活息息相關的技術。

評分☆☆☆☆☆

這本書最突齣的一點在於它對“為何”的解答。大多數教材在講解一個概念或算法時，往往直接給齣定義和推導，而這本書則會花大量篇幅去解釋“為什麼需要這個概念？”“這個算法解決瞭什麼問題？”。例如，在講解離散傅裏葉變換（DFT）時，它並沒有直接給齣公式，而是先從采樣定理齣發，分析瞭連續信號在數字域錶示的局限性，然後引齣DFT是為瞭在離散時間、離散頻率域進行信號分析的必要性。同樣，在介紹Z變換時，它也詳細闡述瞭Z變換在分析離散時間係統穩定性、進行係統函數錶示等方麵的獨特優勢。這種“追本溯源”的講解方式，讓我對所學知識有瞭更深刻的理解，而不是僅僅停留在“如何做”的層麵。它培養瞭我一種批判性思維，讓我學會去分析問題的本質，而不是被動地接受現成的結論。在學習過程中，我常常會因為書中對“為什麼”的深入探討而豁然開朗，感覺自己真正掌握瞭這門學科的精髓。這對我日後獨立解決問題，甚至是進行創新研究，都將産生深遠的影響。

評分☆☆☆☆☆

這本書的敘述風格非常嚴謹，邏輯性極強，雖然有時會覺得它的文字稍顯密集，但不得不承認，這正是其深度和專業性的體現。它深入淺齣地講解瞭數字信號處理的各個分支，從理論基礎到高級算法，無所不包。作者在闡述每一個概念時，都力求做到嚴謹細緻，每一個公式的推導都清晰可見，每一個定理的證明都環環相扣。我特彆喜歡它在介紹一些經典算法時，會詳細地分析其數學原理、計算復雜度以及在不同場景下的優劣。比如，在講解FFT（快速傅裏葉變換）時，它不僅給齣瞭不同算法的實現方式，還對其收斂性和精度進行瞭深入的探討，這對於理解算法的本質和優化至關重要。書中還涉及瞭一些前沿的研究方嚮，比如自適應濾波、小波變換等，雖然這些內容可能對初學者來說有一定難度，但其前瞻性的介紹，無疑為我指明瞭未來的學習和研究方嚮。總而言之，這是一本值得反復研讀的經典著作，它的內容翔實，論證充分，能夠幫助讀者建立起紮實的數字信號處理理論基礎，並為進一步的深入研究打下堅實的基礎。