信号分析基础-(第4版) 9787121206917 pdf epub mobi txt 电子书 下载 2025

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王永德，王军 著

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• 第四版
• 9787121206917
• 工程数学
• 系统分析

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出版社： 电子工业出版社

ISBN：9787121206917

商品编码：29596483934

包装：平装

出版时间：2013-08-01

图书基本信息
图书名称	信号分析基础-(第4版)	作者	王永德,王军
定价	39.50元	出版社	电子工业出版社
ISBN	9787121206917	出版日期	2013-08-01
字数	400000	页码
版次	1	装帧	平装
开本	16开	商品重量	0.381Kg

内容简介

本书为普通高等教育“十一五”*规划教材。 　　本书主要从工程应用的角度讨论*信号(*过程)的理论分析和实验研究方法。全书共10章，内容包括：*信号两种统计特性的描述方法，重点介绍数字特征，如均值、方差、相关函数、相干函数、功率谱密度、高价谱、谱相关理论和概率密度函数等的表述和实验测定(估计)方法；*信号通过线性、非线性系统统计特性的变化；在通信、雷达和其他电子系统中常见的一些典型*信号，如白噪声、窄带*过程、高斯*过程、马尔可夫过程等；以及在通信、雷达与模式识别系统中常用到的信号统计检测理论的基础知识。 　　全书是以连续时间*信号和离散时间*信号(*序列)两条线展开讨论的，内容丰富、概念清楚、系统性强、理论联系实际，反映了本学科的一些新进展。书中列举了大量例题和MATLAB应用程序举例。每章末附有大量的习题供练习。附录中介绍了广泛应用的统计试验模拟方法，即蒙特卡罗模拟。书末给出了部分习题解答供参考。

作者简介

王永德,为四川大学电子信息学院教授,硕士生导师.中国信号处理学会理事.主编“*信号分析基础”教材

目录

章概率论简介 　1.1概率的基本概念 　1.2条件概率和统计独立 　1.3概率分布函数 　1.4连续变量 　1.5变量的函数 　1.6统计平均 　1.7特征函数 　习题 第2章信号概论 　2.1过程的概念及分类 　　2.1.1过程的概念 　　2.1.2过程的分类 　2.2过程的统计特性 　　2.2.1过程的数字特征 　　2.2.2过程的特征函数 　2.3序列及其统计特性 　习题 第3章平稳过程 　3.1平稳过程及其数字特征 　　3.1.1平稳过程的基本概念 　　3.1.2各态历经（遍历）过程 　3.2平稳过程相关函数的性质 　　3.2.1平稳过程的自相关函数的性质 　　3.2.2平稳相依过程互相关函数的性质 　3.3平稳序列的自相关阵与协方差阵 　　3.1.1Toeplitz阵 　　3.3.2自相关阵的正则形式 　3.4过程统计特性的实验研究方法 　　3.4.1均值估计 　　3.4.2方差与协方差估计 　　3.4.3自相关函数的估计 　　3.4.4密度函数估计 　3.5相关函数的计算举例 　3.6复过程 　　3.6.1复变量 　　3.6.2复过程 　3.7高斯过程 　习题 第4章信号的功率谱密度 　4.1功率谱密度 　4.2功率谱密度与自相关函数之间的关系 　4.3功率谱密度的性质 　4.4互谱密度及其性质 　4.5白噪声与白序列 　4.6复过程的功率谱密度 　4.7功率谱密度的计算举例 　4.8过程的高阶统计量简介 　4.9谱相关的基本理论简介 　习题 第5章信号通过线性系统 　5.1线性系统的基本性质 　　5.1.1一般线性系统 　　5.1.2线性时不变系统 　　5.1.3系统的稳定性与物理可实现的问题 　5.2信号通过线性系统 　　5.2.1线性系统输出的统计特性 　　5.2.2系统输出的功率谱密度 　　5.2.3多个过程之和通过线性系统 　5.3白噪声通过线性系统 　　5.3.1噪声带宽 　　5.3.2白噪声通过理想线性系统 　　5.3.3白噪声通过具有高斯频率特性的线性系统 　5.4线性系统输出端过程的概率分布 　　5.4.1高斯过程通过线性系统 　　5.4.2宽带过程（非高斯）通过窄带线性系统 　5.5序列通过线性系统 　　5.5.1自相关函数 　　5.5.2功率谱密度 　习题 第6章功率谱估值 　6.1功率谱估值的经典法 　　6.1.1两种经典谱估值方法 　　6.1.2经典谱估值的改进 　　6.1.3谱估值的一些实际问题 　6.2基于信号模型的功率谱估计 　　6.2.1时间序列的有理传输函数模型 　　6.2.2自回归（AR）功率谱估计 　　6.2.3滑动平均（MA）功率谱估计 　　6.2.4ARMA PSD估值 　　6.2.5Pisarenko谐波分解 　习题 第7章窄带过程 　7.1窄带过程的一般概念 　7.2希尔伯特变换 　　7.2.1希尔伯特变换和解析信号的定义 　　7.2.2希尔伯特变换的性质 　7.3窄带过程的性质 　　7.3.1窄带过程的性质 　　7.3.2窄带过程性质的证明 　7.4窄带高斯过程的包络和相位的概率分布 　　7.4.1窄带高斯过程包络和相位的一维概率分布 　　7.4.2窄带高斯过程包络平方的概率分布 　7.5余弦信号与窄带高斯过程之和的概率分布 　　7.5.1余弦信号与窄带高斯过程之和的包络和相位的概率分布 　　7.5.2余弦信号与窄带高斯过程之和的包络平方的概率分布 　习题 第8章信号通过非线性系统 　8.1引言 　　8.1.1无记忆的非线性系统 　　8.1.2无记忆的非线性系统输出的概率分布 　8.2直接法 　8.3特征函数法 　　8.3.1转移函数的引入 　　8.3.2过程非线性变换的特征函数法 　　8.3.3普赖斯(Price)定理 　8.4非线性系统的伏特拉(Voterra)级数 　　8.4.1伏特拉(Voterra)级数的导出 　　8.4.2齐次非线性系统 　　8.4.3多项式系统和Volterra系统 　8.5非线性变换后信噪比的计算 　习题 第9章马尔可夫过程 　9.1马尔可夫过程 　　9.1.1马尔可夫过程的定义及其分类 　　9.1.2马尔可夫链 　　9.1.3k步转移概率 　　9.1.4高斯马尔可夫序列 　　9.1.5连续参数马尔可夫过程 　9.2独立增量过程 　9.3独立过程 　习题 0章基于假设检验的信号检测 　10.1假设检验 　　10.1.1大后验概率准则与似然比检验 　　10.1.2贝叶斯准则 　　10.1.3小错误概率准则 　　10.1.4纽曼-皮尔孙准则 　10.2已知信号的检测 　　10.2.1二元通信系统 　　10.2.3匹配滤波器 　习题 　部分习题解答 附录A序列收敛的几种定义 附录B蒙特卡罗模拟方法 　B.1在计算机上用蒙特卡罗方法求圆周率 　B.2任意分布数的产生方法 参考文献

编辑推荐

文摘

序言

解析声音的语言：数字信号处理入门 在信息爆炸的时代，我们每天都被海量的数据所包围，从手机里播放的音乐，到医疗影像中的生命迹象，再到通信网络中的信息传递，这一切的背后都离不开一个核心概念——信号。信号，顾名思义，是承载信息的一种载体，它以各种形式存在，可以是随时间变化的电压、声波的振动，甚至是图像的像素值。而“信号分析”正是揭示这些信号内在规律，理解信息传递机制的关键学科。 本书旨在为广大读者，特别是初学者，提供一个全面而深入的信号分析入门。我们将从最基础的概念出发，逐步引导您掌握分析和处理各种信号的方法。本书的叙述风格力求严谨而不失生动，概念解释清晰透彻，数学推导过程详尽易懂，辅以丰富的实例和图示，帮助您建立扎实的理论基础，并能够将所学知识应用于实际问题。 第一部分：信号的初步认识与数学描述 在踏入信号分析的殿堂之前，我们首先需要对信号有一个基本的认识。本书将首先介绍信号的分类，例如连续信号与离散信号、周期信号与非周期信号、能量信号与功率信号等，帮助您理解不同信号的特性。随后，我们将深入探讨描述信号的数学工具。 时域分析： 这是信号分析最直观的切入点。我们学习如何用函数来表示信号随时间（或其他独立变量）的变化规律。例如，正弦波、指数函数、单位阶跃函数、冲激函数等基本信号的数学模型将一一呈现，并分析它们的性质。理解这些基本信号，就像学习字母表一样，是构建复杂信号分析能力的基础。我们将重点关注信号的幅度、频率、相位等重要参数，以及如何通过这些参数来描述信号的特征。 傅里叶级数与傅里叶变换： 许多信号并非简单的基本波形，而是由无数个不同频率的正弦波叠加而成。傅里叶级数和傅里叶变换正是分析和表示这类信号的强大工具。傅里叶级数可以将周期信号分解为一系列正弦和余弦分量的和，而傅里叶变换则将非周期信号映射到频率域，揭示其包含的频谱信息。本书将详细讲解傅里叶级数和傅里叶变换的原理、推导过程，以及它们在信号分析中的重要应用，例如频谱分析、滤波等。您将了解到，通过将信号从时域转换到频域，我们可以更清晰地看到信号的“本质”，识别出其中隐藏的频率成分，这对于理解信号的组成和特性至关重要。 拉普拉斯变换： 拉普拉斯变换是傅里叶变换的推广，它能够处理更广泛的信号，尤其是包含指数衰减或增长项的信号。拉普拉斯变换在分析电路、控制系统等领域有着广泛的应用。本书将介绍拉普拉斯变换的定义、性质及其与傅里叶变换的关系，并演示如何利用拉普拉斯变换来求解微分方程，分析系统响应。 卷积： 卷积是信号与系统相互作用的核心运算。它描述了一个系统对输入信号的响应。理解卷积，就理解了系统如何“塑造”输入信号。本书将深入剖析卷积的数学定义、计算方法，以及它在线性时不变（LTI）系统分析中的关键作用。我们将通过具体的例子，展示如何计算系统的输出信号，并分析系统的特性。 第二部分：信号的表示与系统分析 理解了信号的基本数学描述后，我们将进一步探讨信号的表示方法以及如何分析信号通过系统后的变化。 采样理论： 在数字信号处理领域，连续信号需要被离散化才能被计算机处理，这个过程称为采样。奈奎斯特-香农采样定理是采样理论的核心，它告诉我们以多大的速率采样才能无损地恢复原始连续信号。本书将详细阐述采样定理的原理，分析欠采样和过采样的现象，并介绍采样过程中的一些重要概念，如混叠。 Z变换： Z变换是离散时间信号的傅里叶变换的推广，它类似于拉普拉斯变换在连续时间信号中的作用。Z变换在分析离散时间系统，如数字滤波器、数字控制器等中发挥着至关重要的作用。本书将介绍Z变换的定义、性质，以及它在系统稳定性分析、滤波器设计等方面的应用。 线性时不变（LTI）系统： LTI系统在信号处理中占据着核心地位，许多实际系统都可以近似看作是LTI系统。本书将深入探讨LTI系统的特性，包括其因果性、稳定性、单位冲激响应等。我们将结合卷积运算，详细分析LTI系统对输入信号的响应，并介绍如何通过系统的单位冲激响应来完全描述一个LTI系统。 系统函数的概念： 系统函数是描述LTI系统在频率域特性的一种简洁方式，它能够直接反映系统的频率响应和稳定性。本书将介绍系统函数的定义，以及如何利用它来分析系统的行为。 第三部分：信号的变换与应用 在掌握了信号的基本分析和系统模型后，我们将进入更高级的信号变换方法，并展示信号分析在各个领域的实际应用。 傅里叶变换的进一步探讨： 除了基本的傅里叶变换，我们还将介绍一些重要的傅里叶变换对，以及傅里叶变换在求解微分方程、分析周期信号频谱等方面的应用。 数字信号处理（DSP）基础： 随着计算机技术的发展，数字信号处理（DSP）已经成为信号分析领域不可或缺的一部分。本书将介绍数字信号处理的基本概念，包括数字滤波器的类型（如FIR滤波器和IIR滤波器）、设计方法，以及DSP在音频处理、图像处理、通信等领域的应用。您将了解到如何利用数字技术来修改、增强和提取信号中的有用信息。 应用实例： 为了帮助读者更好地理解理论知识，本书将穿插大量的实际应用案例。例如，如何利用信号分析来去除音频中的噪声，如何通过分析心电图信号来诊断心脏疾病，如何在通信系统中实现信号的调制与解调，以及如何在图像处理中进行边缘检测和特征提取等。这些案例将使抽象的数学概念变得生动具体，让您感受到信号分析的强大力量。 学习目标与展望 通过本书的学习，您将能够： 理解信号的基本概念、分类和数学描述方法。 熟练运用傅里叶级数、傅里叶变换、拉普拉斯变换和Z变换分析信号和系统。 掌握LTI系统的分析方法，包括卷积和系统函数。 了解采样理论和数字信号处理的基本原理。 认识信号分析在各个领域的广泛应用。 本书的编写初衷是希望能够为您的信号分析学习之旅提供一个坚实的起点。我们相信，通过系统地学习本书的内容，您将不仅能够理解信号分析的理论精髓，更能培养解决实际问题的能力。信号分析是一门充满魅力的学科，它连接着数学的严谨与现实世界的丰富多彩。我们期待您在本书的引导下，开启属于您自己的信号探索之旅，发现声音的语言，解析信息的奥秘。

评分☆☆☆☆☆

这本书的习题设计给我留下了深刻的印象，这往往是衡量一本优秀教材的重要标准之一。我看了看每章末尾的练习题，它们的设计思路非常巧妙，不是那种机械重复计算的题海战术。相反，它们更侧重于检验读者对核心概念的理解和灵活运用能力。有些题目甚至设置了一个小小的陷阱，逼迫读者停下来思考，比如要求你分析一个非理想系统在特定输入下的响应，这需要你综合运用时域和频域的知识进行交叉验证。更棒的是，我听说这本书配套的答案或解析（尽管我尚未拿到）也做得非常详尽，这对于独立学习者至关重要。一套好的教材，其习题集应该是一个“知识的放大器”，它能将书本上的线性知识点扩展成一个立体的知识网络。从这些题目的类型和难度梯度来看，这本书显然致力于实现这个目标，它在“学”与“练”之间搭建了一座坚实的桥梁。

评分☆☆☆☆☆

这本书的装帧设计相当考究，封面的设计风格简约而不失大气，那种深邃的蓝色调仿佛预示着信号处理的深邃与广阔。纸张的手感也很棒，不是那种廉价的粗糙感，拿在手里沉甸甸的，让人感觉内容也必然是扎实可靠的。我尤其欣赏它内页的排版，字体大小适中，图表的绘制清晰明了，即便是涉及到复杂的傅里叶变换或者Z变换的公式，也能在视觉上保持一种优雅的秩序感，阅读起来眼睛不容易疲劳。当然，作为一本理工科教材，内容的重要性远超外观，但好的物理形态无疑能提升学习的愉悦度。我翻阅了一下目录，章节之间的逻辑过渡非常自然，似乎作者在编排时花费了大量心思来构建一个循序渐进的学习路径，而不是简单地罗列知识点。这种对细节的关注，让我对接下来深入研读正文充满了期待，希望它真的能像它精心制作的“外衣”一样，内涵丰富，结构严谨。这本书放在书架上，本身就是一件赏心悦目的陈设品，散发着专业书籍特有的沉稳气质。

评分☆☆☆☆☆

从一个资深工程师的角度来看，我更关注的是教材中对实际工程问题的映射程度。很多理论知识在书本上看起来完美无缺，但一旦投入实际的硬件或软件环境，各种非理想因素就会涌现。这本书在探讨诸如噪声对信号分析的影响、以及如何通过实际的数字滤波算法来近似理想滤波器的性能时，展现了其强大的工程视野。它没有回避现实世界的复杂性，而是用严谨的数学语言去量化和解释这些不完美。比如，在讨论频谱泄露问题时，它不仅解释了原因，还很实际地介绍了几种窗口函数的特性和适用场景，这直接关系到我们做频谱分析时的实际操作选择。这种从“理想模型”到“真实世界”的平滑过渡，极大地提升了这本书的实战价值。它不是一本只适合在象牙塔里阅读的书，它更像是为工程师准备的一份详尽的工具手册和思维导图，指引我们如何用科学的方法去解决工程中的实际挑战。

评分☆☆☆☆☆

说实话，我之前接触过一些信号处理的教材，很多要么过于侧重纯数学推导，让人望而却步；要么又为了追求简单而牺牲了对深层原理的剖析。这本书在这方面似乎找到了一个绝妙的平衡点。它在讲解完基本概念后，会非常自然地引入必要的数学工具，但这些工具的引入不是突兀的，而是为了解决一个具体的问题。例如，在处理离散时间信号的分析时，它对Z变换的讨论就显得尤为深入和透彻，不仅仅停留在代数运算层面，更深入探讨了收敛域的概念，以及它如何影响系统稳定性的判断。我欣赏它在理论深度和工程实用性之间找到的那个“黄金分割点”。对于我们搞应用研究的人来说，知道理论的边界在哪里，比记住一堆公式更重要。这本书在细节之处，透露出作者对学科本质的深刻理解，这种理解使得每一个章节的论述都显得掷地有声，没有丝毫的冗余。

评分☆☆☆☆☆

我花了几天时间粗略浏览了这本书的章节安排和一些关键部分的论述方式，整体感觉这本书的叙事口吻非常“亲民”，它没有那种高高在上的学术腔调，而是更像一位经验丰富的导师，在耐心地引导初学者跨越那些看似高不可攀的理论鸿沟。尤其是一些基础概念的引入，比如如何直观地理解采样定理的物理意义，作者用了非常生动的比喻和贴近实际的例子，而不是直接抛出晦涩的数学证明。这种从感性认识到理性分析的过渡，极大地降低了初次接触信号处理的读者的心理门槛。我记得有一处对滤波器设计中“阶数”的解释，它不仅仅告诉我们阶数代表什么，还形象地描述了高阶滤波器在提高陡峭度的同时，可能带来的相位失真问题，这让我一下子就明白了理论背后的实际权衡。这种注重“为什么”和“怎么办”的教学思路，远比单纯堆砌公式来得有效得多。我确信，对于想扎实打好基础的自学者而言，这本书的讲解方式是极具价值的。