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彭启琮，林静然，杨錬，潘晔 著

图书标签:

• 数字信号处理
• 信号处理
• 通信工程
• 电子工程
• 高等学校教材
• 工程技术
• 高等教育
• 数学
• 算法
• 滤波

出版社： 高等教育出版社

ISBN：9787040469929

版次：1

商品编码：12140358

包装：平装

丛书名： 高等学校教材

开本：16开

出版时间：2017-02-01

用纸：胶版纸

页数：490

字数：760000

正文语种：中文

内容简介

　　《数字信号处理/高等学校教材》围绕频域和时频对偶性两条主线讲述，分为十一章，分别是绪论、连续信号和系统、连续信号的离散化与重构、离散信号与系统的时域分析、离散信号与系统的频域分析、离散Fourier变换、z变换、离散线性时不变系统的z变换域分析、数字滤波器、数字滤波器的结构及实现、数字信号处理的应用及课程设计。
　　《数字信号处理/高等学校教材》提供关键知识点的动态演示或视频讲解，读者可使用移动终端扫描书中二维码访问。
　　《数字信号处理/高等学校教材》可作为高等学校电子信息类专业数字信号处理课程的教材，也可供相关工程技术人员参考。

作者简介

　　彭启琮，1946年生，四川省乐山人。本科毕业于清华大学无线电电子学系，研究生毕业于电子科技大学（原成都电讯工程学院）无线电技术系，美国密苏里大学及明尼苏达大学访问学者。现任电子科技大学教授，博士生导师。中国通信学会通信理论与信号处理专业委员会副主任，四川省通信学会副理事长。
　　
　　林静然，1978年生，重庆人。2007年毕业于电子科技大学，获信号与信息处理专业博士学位。毕业后留校工作至今，2012年～2013年为明尼苏达大学访问学者，现任电子科技大学副教授。主要研究方向为现代通信信号及信息处理，发表论文30余篇，申报专利10余项，出版著作2本。
　　
　　杨錬，1975年出生于四川成都。2000年硕士毕业于电子科技大学通信与信息工程学院，以实时信号处理技术为主要研究方向，留校工作至今。现任电子科技大学副教授。多次获得省级和校级教学成果奖。
　　
　　潘晔，1972年生，安徽人。本科毕业于电子科技大学自动化工程学院，研究生毕业于计算机学院，美国南加州大学访问学者。现任通信与信息工程学院副教授，通信工程专业实验室负责人，“数字信号处理”国家精品课程骨干教师，编写和翻译教材3本，发表论文多篇。

目录

第一章 绪论
1．1 数字信号处理的发展历程
1．2 信号分析与处理的基本理念和数学方法
1．2．1 连续时间信号、离散时间信号与数字信号
1．2．2 信号的时域表征
1．2．3 信号的变换域表征
1．2．4 线性时不变系统的表征以及信号通过系统
1．3 为什么要采用数字信号处理
1．3．1 可程控性
1．3．2 稳定性好
1．3．3 可重复性好
1．3．4 抗干扰性能好
1．3．5 实现自适应算法
1．3．6 数据压缩
1．3．7 大规模集成
1．3．8 模拟信号处理的不可替代性
1．4 数字信号处理系统的基本框架
1．5 数字信号处理的广泛应用
1．5．1 通信
1．5．2 雷达（声呐）
1．5．3 智能化武器和信息化战争
1．5．4 资源勘探、能源利用和绿色生活
1．5．5 医疗和生物医学工程
1．5．6 日益丰富多彩的消费类电子产品
1．6 数字信号处理算法的实现
1．7 本书内容安排

第二章 连续信号和系统
2．1 引言
2．2 连续信号和系统的时域分析
2．2．1 信号的时域表示
2．2．2 信号的分类
2．2．3 信号的基本运算
2．2．4 常用信号
2．2．5 信号的分解
2．2．6 系统及其分类
2．2．7 线性时不变系统的时域分析
2．3 连续信号和系统的频域分析
2．3．1 信号的频域表示和频谱
2．3．2 Fourier变换的性质及常见的Fourier变换
2．3．3 连续信号和系统的频域分析
2．3．4 时频域分析方法小结
2．4 连续信号和系统的复频域分析
2．4．1 信号的Laplace变换
2．4．2 Laplace变换的性质及常见的Laplace变换对
2．4．3 连续信号和系统的复频域分析
2．4．4 系统的方框图表示和结构
2．5 模拟滤波器的设计
2．5．1 滤波器的性能指标
2．5．2 Butterworth（巴特沃兹）低通滤波器的设计方法
2．5．3 Chebyshev（切比雪夫）低通滤波器的设计方法
2．5．4 Elliptic（椭圆）低通滤波器的设计方法
2．5．5 其他类型滤波器的设计方法——频谱转换
……

第三章 连续信号的离散化与重构
第四章 离散信号与系统的时域分析
第五章 离散信号与系统的频域分析
第六章 离散Fourier变换
第七章 z变换
第八章 离散线性时不变系统的z变换域分析
第九章 数字滤波器
第十章 数字滤波器的结构及实现
第十一章 数字信号处理的应用及课程设计
参考文献

《通信原理：现代通信系统的基石》 内容简介 在信息爆炸的时代，通信技术以前所未有的速度渗透到我们生活的方方面面。从智能手机的便捷通话，到互联网的全球互联，再到卫星通信的遥远触及，这一切都离不开通信系统背后深刻的理论支撑。本书《通信原理：现代通信系统的基石》旨在系统、深入地阐述支撑现代通信系统的核心概念、关键技术和基本原理。本书内容严谨，逻辑清晰，旨在帮助读者建立对通信系统全局的深刻理解，为进一步学习更前沿的通信技术打下坚实的基础。 全书共分为十四章，循序渐进地带领读者探索通信的奥秘。 第一章 导论 本章首先勾勒了通信系统的发展历程，从早期简单的电报电话，到如今纷繁复杂的移动通信、光纤通信和无线通信网络，展现了通信技术演进的宏伟图景。接着，系统地介绍了通信系统的基本组成部分，包括信源、信宿、信道、发送器和接收器，并分析了它们在信息传输过程中的作用。在此基础上，我们探讨了通信系统的主要性能指标，如信息传输速率、信噪比、误码率、带宽利用率等，为后续章节的学习奠定量化的评估基础。最后，本章对通信系统设计中面临的挑战进行了概述，例如噪声干扰、失真、容量限制等，为读者认识通信领域的复杂性提供了一个初步的视角。 第二章 信号与系统基础 信号是通信的载体，系统是处理信号的框架。本章深入探讨了信号的基本概念和分类，包括连续时间信号与离散时间信号、周期信号与非周期信号、能量信号与功率信号等。我们详细介绍了信号的常用数学表示方法，如傅里叶级数和傅里叶变换，它们是分析信号频谱特性的关键工具。系统作为信号的处理者，其性质同样至关重要。本章将介绍线性时不变（LTI）系统的概念，这是通信系统中广泛使用的模型。我们通过冲激响应和卷积运算来表征LTI系统的行为，并引入了系统函数的概念，用于描述系统在频率域的特性。此外，本章还会讨论采样定理，这是实现模数转换和数字信号处理的理论基石，为后续深入学习数字通信打下理论基础。 第三章 模拟信号的表示与变换 本章聚焦于模拟信号的深入分析。我们首先回顾并深化对傅里叶变换的理解，重点分析其在频谱分析中的应用，包括如何通过傅里叶变换获得信号的频率成分，以及其在理解信号带宽和功率谱密度方面的作用。接着，我们将探讨拉普拉斯变换，它在分析连续时间系统时尤为重要，能够方便地处理非周期信号和系统的稳定性问题。在此基础上，本章引入了卷积的概念，并详细解释了卷积定理，它揭示了时域卷积与频域乘积之间的深刻联系，是理解线性系统如何处理信号的关键。我们还将讨论几种重要的模拟信号，如正弦信号、指数信号、单位阶跃信号和冲激信号，并分析它们在通信系统中的应用场景。 第四章 概率论与随机过程基础 在真实的通信环境中，信号传输总是伴随着噪声等不确定因素。因此，掌握概率论和随机过程是理解通信系统性能和设计抗噪声方案的关键。本章将系统介绍概率论的基本概念，包括随机变量、概率密度函数（PDF）、累积分布函数（CDF）、期望值和方差等。我们着重介绍通信系统中常见的随机变量，如高斯随机变量，并讨论其在噪声模型中的重要性。在此基础上，本章引入了随机过程的概念，将其视为一个随时间演变的随机变量集合。我们重点研究平稳随机过程，并分析其统计特性，如自相关函数和功率谱密度，这些特性对于分析通信系统的性能至关重要。本章还将介绍马尔可夫过程等重要的随机过程模型。 第五章 噪声与信号失真 噪声是通信系统中最主要的干扰源，它会降低信号的质量，增加传输的误码率。本章深入分析了各种类型的噪声，包括热噪声、散粒噪声、闪烁噪声等，并重点讨论了加性高斯白噪声（AWGN）模型，这是许多通信系统分析的基础。我们详细阐述了噪声对信号的影响，包括信号功率的衰减以及信噪比的降低。此外，本章还将探讨信号在传输过程中可能出现的其他形式的失真，例如线性失真（如频率选择性衰落）和非线性失真。我们介绍了几种表征失真的方法，如幅度响应和相位响应，并分析了如何通过均衡技术来补偿这些失真。 第六章 线性调制技术 调制是将基带信号转换成适合在信道中传输的高频信号的关键技术。本章将重点介绍几种基本的线性调制技术。首先，我们深入探讨了调幅（AM）技术，包括其基本原理、波形产生和解调方法，并分析了标准调幅（DSB-SC）、双边带调幅（DSB）和单边带调幅（SSB）等不同形式的AM。接着，我们学习了角度调制技术，包括调频（FM）和调相（PM）。本章将详细介绍这些调制方式的原理、频谱特性以及其相对于AM的优缺点。我们会重点分析FM和PM在抗噪声能力方面的优势，以及其在广播和移动通信等领域的广泛应用。 第七章 非线性调制技术 除了线性调制，非线性调制技术在现代通信系统中扮演着越来越重要的角色，尤其是在需要高效利用频谱和提高数据传输速率的应用中。本章将重点介绍几种重要的非线性调制技术。首先，我们深入探讨了移频键控（FSK）及其变种，分析了其基本的频率调制原理和在解调时的特点。接着，我们将详细介绍相位键控（PSK）系列，包括二进制相移键控（BPSK）、四相相移键控（QPSK）及其高阶QAM（正交幅度调制）技术。我们将分析这些调制方式的星座图、功率谱密度以及在不同信噪比下的误码率性能。本章还将讨论更先进的调制技术，如差分相位编码（DPSK）和更广泛的QAM星座设计，为理解现代高速数据传输奠定基础。 第八章 采样、量化与编码 数字通信的基石在于将模拟信号转换为数字信号。本章将详细阐述实现这一过程的关键技术。首先，我们深入理解采样定理（Nyquist-Shannon采样定理），并讨论过采样和欠采样等实际采样问题。接着，我们学习量化过程，包括均匀量化和非均匀量化，并分析量化误差的产生及其对信号质量的影响。在此基础上，本章引入了编码技术，将量化后的离散数值转换为二进制序列。我们将介绍几种基本的编码方法，如脉冲编码调制（PCM），并探讨其在语音和视频通信中的应用。此外，本章还会讨论信源编码的目标——去除信号中的冗余，以提高传输效率，并介绍一些经典的信源编码算法。 第九章 数字信号的传输 在数字通信系统中，将编码后的数字比特序列可靠地传输到接收端是核心挑战。本章将重点探讨数字信号的传输技术。首先，我们介绍基带传输的基本概念，包括信号的基带表示和奈奎斯特准则，该准则保证了在无失真的条件下实现零码间串扰的传输。接着，我们将深入分析几种常用的数字基带传输波形，如归零码（RZ）、不归零码（NRZ）、曼彻斯特编码等，并讨论它们的特性和在实际应用中的优缺点。在此基础上，本章将引入带通传输的概念，讨论如何将数字信号调制到高频载波上进行传输，并简要介绍数字调制的原理。我们还会探讨实际信道中可能存在的码间串扰问题，并介绍一些抑制码间串扰的技术。 第十章 数字解调与检测 数字信号的接收端需要从带有噪声的接收信号中准确地恢复出原始的数字比特。本章将聚焦于数字信号的解调和检测原理。首先，我们深入分析最优接收机的概念，并介绍最大似然准则（ML）和最大后验概率准则（MAP）等检测准则，它们是实现最优信号检测的基础。接着，我们将详细讨论在加性高斯白噪声（AWGN）信道下的数字解调技术，例如相干解调和非相干解调。我们将分析不同调制方式（如BPSK、QPSK、BFSK）在AWGN信道下的误码率性能。本章还会介绍最佳滤波器（如匹配滤波器）的设计及其在信号检测中的作用，并初步探讨信号检测的贝叶斯方法。 第十一章 线性分组码 为了提高数字通信系统的可靠性，纠错编码技术必不可少。本章将介绍线性分组码，这是最早也是最基础的一类纠错码。我们首先介绍纠错码的基本概念，包括码字、码率、汉明距离等，并阐述纠错码的作用——在传输过程中引入冗余，以便在接收端检测和纠正错误。接着，我们将深入分析线性分组码的结构和性质，包括其生成矩阵和校验矩阵。我们将介绍几种重要的线性分组码，如Hamming码，并详细讲解它们的编码、解码和纠错能力。本章还将讨论代数译码的基本原理。 第十二章 卷积码与 Viterbi 译码 卷积码是另一种重要的纠错编码技术，它能够提供更强的纠错能力，尤其是在处理连续的数据流时。本章将深入介绍卷积码的原理和其高效的译码算法。我们首先阐述卷积码的编码过程，包括其编码器结构和编码的特性。接着，我们将重点介绍Viterbi译码算法，这是目前最广泛使用的卷积码译码算法之一。我们将详细解析Viterbi算法的工作流程，包括状态转移、路径度量和幸存路径的选择，并讨论其在实际应用中的优势。本章还将简要介绍其他类型的卷积码，并讨论卷积码在性能上的特点。 第十三章 差错控制编码的性能分析 本章旨在对前面介绍的各种差错控制编码技术进行深入的性能分析，帮助读者理解不同编码方案的优劣以及它们在实际应用中的适用性。我们将系统地分析线性分组码和卷积码的纠错能力，并通过理论推导和仿真分析，给出它们在不同信噪比下的误码率性能曲线。我们将讨论码率、纠错能力和编码复杂性之间的权衡关系。此外，本章还将介绍一些更高级的差错控制编码技术，例如Turbo码和LDPC码，并简要分析它们的性能优势，为读者了解当前差错控制编码的研究前沿提供指引。 第十四章 多址技术基础 在许多通信系统中，允许多个用户共享同一信道是至关重要的。本章将介绍几种主要的移动通信多址技术，以实现高效的频谱利用和多用户接入。首先，我们将深入探讨频分多址（FDMA）和时分多址（TDMA）技术，分析它们的基本原理、优缺点以及在不同通信系统中的应用。接着，我们将重点介绍码分多址（CDMA）技术，包括其扩频原理、伪随机码序列以及直接序列CDMA（DS-CDMA）和跳频CDMA（FH-CDMA）等不同形式。本章还将简要介绍正交频分复用（OFDM）技术，它在现代无线通信系统中发挥着越来越重要的作用。 本书的写作风格力求严谨而不失生动，理论讲解与实际应用相结合。每章在介绍完基本概念和原理后，都会通过具体的例子和分析来加深读者的理解。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本科生和研究生的教材，也可供从事通信工程、软件开发等相关领域的工程师阅读参考。通过对本书的学习，读者将能够： 1. 理解通信系统的基本原理和工作流程。 2. 掌握模拟和数字信号的表示、变换与处理方法。 3. 深入理解噪声和失真对通信系统的影响。 4. 熟悉各种调制、解调和编码技术及其性能。 5. 建立分析和设计简单通信系统的能力。 6. 为进一步学习更高级的通信理论和技术打下坚实的基础。 我们相信，《通信原理：现代通信系统的基石》将成为您探索通信奥秘、把握信息时代脉搏的得力助手。

评分☆☆☆☆☆

这本教材给我最大的感受是它的“亲和力”，尽管它的主题是略显枯燥的数字信号处理，但作者的写作风格却非常容易让人接受。它避免了使用过多晦涩难懂的术语，而是用一种更贴近生活化的语言来解释复杂的概念。例如，在讲解卷积时，它用了“叠加”和“滑动”的比喻，让我立刻就理解了它的本质。此外，书中还穿插了一些历史故事和人物介绍，让我在学习理论的同时，也能了解到数字信号处理的发展脉络和背后的故事，这无疑增加了学习的趣味性。我特别欣赏它在解释一些高级概念时，所采用的类比和举例，比如用“回声”来解释冲激响应，用“频率调谐”来解释滤波器。这些生动形象的比喻，就像一道道光，照亮了我理解理论的道路，让我不再迷失在繁杂的公式中。对于那些对数字信号处理感到畏惧的学生来说，这本书绝对是一个绝佳的入门选择，它能够有效地降低学习门槛，让你在轻松愉快的氛围中掌握这门重要的学科。

评分☆☆☆☆☆

这本书最突出的一点在于它对“为何”的解答。大多数教材在讲解一个概念或算法时，往往直接给出定义和推导，而这本书则会花大量篇幅去解释“为什么需要这个概念？”“这个算法解决了什么问题？”。例如，在讲解离散傅里叶变换（DFT）时，它并没有直接给出公式，而是先从采样定理出发，分析了连续信号在数字域表示的局限性，然后引出DFT是为了在离散时间、离散频率域进行信号分析的必要性。同样，在介绍Z变换时，它也详细阐述了Z变换在分析离散时间系统稳定性、进行系统函数表示等方面的独特优势。这种“追本溯源”的讲解方式，让我对所学知识有了更深刻的理解，而不是仅仅停留在“如何做”的层面。它培养了我一种批判性思维，让我学会去分析问题的本质，而不是被动地接受现成的结论。在学习过程中，我常常会因为书中对“为什么”的深入探讨而豁然开朗，感觉自己真正掌握了这门学科的精髓。这对我日后独立解决问题，甚至是进行创新研究，都将产生深远的影响。

评分☆☆☆☆☆

这本《数字信号处理/高等学校教材》绝对是为数不多的能让我眼前一亮的教材。作为一名刚刚接触数字信号处理的学生，我一直被其庞大的理论体系和复杂的公式所困扰，总觉得有些高不可攀。然而，这本书以一种出人意料的清晰和循序渐进的方式，将那些抽象的概念一一剖析。它没有一开始就丢给我一堆生硬的定义和定理，而是从最基础的信号采样、量化开始，逐步引入离散傅里叶变换、Z变换等核心概念。书中大量的插图和图示，把原本枯燥的数学推导变得生动形象，我常常能通过观察波形的变化，直观地理解滤波器的作用，或者感受傅里叶变换带来的时域到频域的转换。而且，每章后的例题都设计得非常巧妙，既有对基本概念的巩固，又不乏一些需要稍加思考才能解决的习题，让我能真正掌握所学知识。最让我惊喜的是，它还在某些章节穿插了实际的应用案例，比如音频信号的处理、图像压缩的原理等，这让我深深体会到数字信号处理的魅力和实用性，不再觉得这门课只是为了考试而存在的。它真正激发了我深入学习的兴趣，让我看到了数字信号处理在现代科技中的重要地位。

评分☆☆☆☆☆

这本书的叙述风格非常严谨，逻辑性极强，虽然有时会觉得它的文字稍显密集，但不得不承认，这正是其深度和专业性的体现。它深入浅出地讲解了数字信号处理的各个分支，从理论基础到高级算法，无所不包。作者在阐述每一个概念时，都力求做到严谨细致，每一个公式的推导都清晰可见，每一个定理的证明都环环相扣。我特别喜欢它在介绍一些经典算法时，会详细地分析其数学原理、计算复杂度以及在不同场景下的优劣。比如，在讲解FFT（快速傅里叶变换）时，它不仅给出了不同算法的实现方式，还对其收敛性和精度进行了深入的探讨，这对于理解算法的本质和优化至关重要。书中还涉及了一些前沿的研究方向，比如自适应滤波、小波变换等，虽然这些内容可能对初学者来说有一定难度，但其前瞻性的介绍，无疑为我指明了未来的学习和研究方向。总而言之，这是一本值得反复研读的经典著作，它的内容翔实，论证充分，能够帮助读者建立起扎实的数字信号处理理论基础，并为进一步的深入研究打下坚实的基础。

评分☆☆☆☆☆

这本《数字信号处理/高等学校教材》最让我印象深刻的是它将理论与实践完美地结合在一起。它不仅仅是一本纯粹的数学理论书，更是一本能够引导你进行实际操作的指南。书中不仅讲解了各种信号处理算法的原理，还提供了大量的伪代码和实现思路，甚至在某些地方鼓励读者动手去编程实现。我记得在学习FIR滤波器设计时，书中不仅解释了窗函数法、频率采样法等多种设计方法，还给出了用MATLAB/Python等工具进行仿真的示例代码，让我能够直观地看到不同设计参数对滤波器性能的影响。这种“边学边做”的学习方式，极大地提高了我的学习效率和兴趣。我不再是那个只会背公式、解习题的“理论派”，而是能够真正运用所学知识去解决实际问题。这本书的附录部分也十分有用，包含了很多常用信号的频谱图、滤波器设计库的介绍等，这些都是实际工程中不可或缺的参考资料。它让我明白，数字信号处理并非高高在上的理论，而是与我们生活息息相关的技术。