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

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王永德，王军 著

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• 电路分析
• 通信原理
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出版社： 电子工业出版社

ISBN：9787121206917

商品编码：29831630060

包装：平装

出版时间：2013-08-01

基本信息

书名：信号分析基础(第4版)

定价：39.50元

作者：王永德,王军

出版社：电子工业出版社

出版日期：2013-08-01

ISBN：9787121206917

字数：

页码：

版次：1

装帧：平装

开本：16开

商品重量：0.381kg

编辑推荐

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内容提要

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　　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。

目录

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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
参文献

作者介绍

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　　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

文摘

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序言

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现代通信与系统建模的基石：探索信号世界的奥秘 在信息爆炸的时代，我们每天都与无数的信号打交道，从手机通信、广播电视，到医学影像、气象预报，再到工业自动化和科学研究，信号无处不在，它们是传递信息、理解世界、驱动技术进步的核心载体。然而，这些看似寻常的信号，其背后蕴含着深刻的数学原理和精妙的工程思想。一本深入浅出、系统详实的著作，能够为我们揭示信号世界的奥秘，掌握分析和处理信号的强大工具，从而更好地理解和驾驭现代科技的脉搏。 本书旨在为读者构建一个坚实而全面的信号分析理论框架。我们不局限于某一特定应用领域，而是从最基础、最普遍的信号特性出发，系统地介绍信号的分类、表示方法、基本运算，以及描述信号行为和演变的核心概念。通过对信号进行深入的理解，读者将能够为后续更复杂的系统分析和设计打下坚实的基础。 信号的语言：基本概念与数学描述 信号，本质上是信息随时间、空间或其他独立变量变化的物理量。本书将首先带领读者认识信号的多种形态，包括连续时间信号与离散时间信号、能量信号与功率信号、周期信号与非周期信号等。我们将介绍描述这些信号的数学工具，特别是傅里叶级数和傅里叶变换，它们是揭示信号频谱特性的钥匙，能够将信号从时域转换到频域，从而展现信号的频率成分，这是分析信号行为最强大的视角之一。 傅里叶变换的引入，不仅仅是数学上的推导，更是对信号本质的深刻洞察。它告诉我们，任何一个（在一定条件下）的信号都可以被分解为一系列不同频率的正弦和余弦波的叠加。理解了这一点，我们就能理解为什么收音机可以通过调谐到不同的频率来接收不同的电台，为什么音频均衡器可以调整低音和高音，为什么图像压缩技术可以去除人眼不敏感的频率成分。本书将详细讲解傅里叶变换的性质，如线性性、时移、频移、卷积定理等，这些性质是在信号处理中进行各种变换和分析的基础。 同时，我们也将关注拉普拉斯变换和Z变换。拉普拉斯变换是处理连续时间系统，特别是包含指数衰减或增长信号的系统的有力工具；而Z变换则是处理离散时间系统，如数字信号处理和数字控制系统的核心。这两种变换在理解系统的稳定性和动态特性方面扮演着至关重要的角色。 系统：信号的加工者与变换者 信号的价值往往体现在它们所经历的“系统”。系统可以是一个滤波器，用于去除信号中的噪声；可以是一个通信链路，用于传输信号；可以是一个控制器，用于根据信号的反馈来调整系统行为。本书将系统视为信号的“加工者”和“变换者”，并深入探讨线性时不变（LTI）系统的性质。 LTI系统是信号分析和系统建模中最重要的一类系统。它们的关键特性在于“线性”和“时不变”，这意味着系统的输出与输入之间存在一种确定的、可预测的线性关系，并且这种关系不随时间而改变。本书将详细介绍LTI系统的冲激响应，它是描述LTI系统特性的一个基本而强大的概念。通过冲激响应，我们可以通过卷积运算，计算出系统对任意输入信号的输出。 卷积运算是信号分析中的一个核心概念，它描述了输入信号如何被系统的冲激响应“扫描”并产生输出。理解卷积，就等于掌握了预测系统行为的秘诀。我们将从数学上和直观上对卷积进行深入讲解，并通过大量的例子展示其在不同场景下的应用，例如滤波、延迟、回声等。 从时域到频域：频谱分析的深度探索 频域分析是信号分析的核心之一。通过傅里叶变换，我们将信号的复杂时域行为转化为直观的频域图景，即频谱。频谱分析能够揭示信号的频率成分、能量分布以及带宽等重要信息。本书将深入探讨不同类型信号的频谱特性，例如正弦波的频谱是一个尖峰，而方波的频谱则是一系列等间隔的谐波。 理解信号的频谱，对于设计有效的滤波器至关重要。滤波器是用来选择或抑制特定频率分量的信号处理单元。我们将介绍各种重要的滤波器类型，如低通滤波器、高通滤波器、带通滤波器和带阻滤波器，并讨论它们的幅频特性和相频特性。这些特性决定了滤波器如何影响信号的频率内容和相位关系。 离散信号与采样：数字世界的基石 随着数字技术的飞速发展，对离散时间信号的处理变得越来越重要。本书将详细阐述采样过程，这是将连续时间信号转换为离散时间信号的关键步骤。我们将介绍奈奎斯特-香农采样定理，它为我们指明了进行无失真采样所需的最低采样频率，这是数字信号处理能够有效工作的理论基础。 此外，我们还将讨论量化和编码等概念，它们是将模拟信号转化为数字信号并进行存储和传输的必要环节。离散时间傅里叶变换（DTFT）和离散傅里叶变换（DFT）将是分析离散信号频谱的重要工具，它们在数字信号处理中有着广泛的应用。 随机信号：应对不确定性的挑战 在现实世界中，许多信号并非精确可控，而是带有随机性，例如通信中的噪声、测量中的误差、生理信号的波动等。本书将引入随机信号的概念，包括随机变量、概率密度函数、累积分布函数等基本统计概念。 我们将探讨随机过程，它是描述随机信号随时间演变的一种数学模型。自相关函数和互相关函数是分析随机信号及其之间关系的两个重要工具，它们能够揭示随机信号的统计特性和相互依赖关系。此外，我们还将介绍功率谱密度，它描述了随机信号在不同频率上的能量分布，对于理解和处理包含噪声的信号至关重要。 傅里叶分析的现代应用与展望 本书的介绍将不仅仅停留在理论层面，更会通过丰富的实例，展示傅里叶分析及其相关概念在现代科技中的广泛应用。从音频信号处理（如MP3压缩、降噪），到图像处理（如JPEG压缩、边缘检测），再到通信系统（如OFDM调制），以及生物医学工程（如心电图分析、脑电图分析），信号分析的原理无处不在。 我们还将简要探讨一些更高级的主题，如短时傅里叶变换（STFT）和小波变换，它们能够同时提供信号在时间和频率上的局部信息，为分析非平稳信号提供了更强大的工具。 本书的价值 掌握本书所介绍的信号分析基础，将使您能够： 深刻理解信息是如何被编码、传输和处理的。 建立对各种通信、控制和测量系统的基本认识。 掌握分析信号在时域和频域特性的基本方法。 理解滤波器在信号处理中的作用和设计原理。 为学习更高级的数字信号处理、通信原理、系统辨识等课程打下坚实基础。 提升解决实际工程问题的能力，在科技创新中发挥更大作用。 本书以严谨的逻辑、清晰的阐述和丰富的例子，旨在将信号分析这一复杂而迷人的学科，变得易于理解和掌握。无论您是电子工程、通信工程、计算机科学、自动化，还是物理学、生物医学工程等相关专业的学生，抑或是对信号世界充满好奇的探索者，本书都将是您开启信号分析之旅的最佳起点。让我们一起，揭开信号的神秘面纱，洞察信息传递的奥秘，为构建更智能、更互联的未来贡献力量。

评分☆☆☆☆☆

作为一名在工程领域摸爬滚打多年的工程师，我深知理论知识与实际应用之间的鸿沟。很多书本上的理论，读起来头头是道，但真要应用到解决实际工程问题时，却发现差了那么一点东西。《信号分析基础(第4版)》在这方面做得尤为突出，它没有停留在纯粹的理论层面，而是巧妙地将理论知识与实际应用紧密结合。书中大量的工程实例，例如在通信系统中的信号调制与解调、在音频处理中的滤波器设计、在图像处理中的边缘检测等等，都为我们提供了一个生动的学习场景。它会详细讲解如何利用信号分析的原理来解决这些实际问题，甚至会给出一些代码示例或者伪代码，让我们能够更好地理解如何在实际系统中实现这些理论。这种“理论+实践”的学习模式，对于我们这些希望将所学知识转化为实际生产力的人来说，是极其宝贵的。它让我们看到了信号分析的价值所在，也为我们提供了解决问题的思路和方法。

评分☆☆☆☆☆

数学工具的掌握程度，直接影响到我们对信号分析理论的理解深度。我之前在学习一些数学课程时，常常觉得枯燥乏味，因为不知道这些数学工具将来能用来做什么。《信号分析基础(第4版)》在这方面做得非常巧妙。它在介绍每一个数学工具，例如复数、积分、微分方程等等时，都会非常清晰地解释它们在信号分析中的具体作用。例如，它会说明复数如何能够方便地表示具有幅度和相位的信号，积分如何用于计算信号的能量或平均值，微分方程如何描述线性时不变系统的动态行为。更重要的是，它会通过大量的例子来演示这些数学工具是如何被应用于实际的信号分析过程中的。这让我不再觉得学习数学是孤立的，而是看到了数学作为一种强大的语言，是如何为我们理解和分析信号提供便利的。

评分☆☆☆☆☆

作为一名渴望不断提升自己专业能力的学习者，我一直在寻找一本能够引领我深入理解信号分析这个学科的优秀教材。《信号分析基础(第4版)》的出现，无疑满足了我的这一期望。这本书的语言风格非常专业，却又不失易懂，作者在讲解复杂的概念时，总是能够用恰当的比喻和形象的描述来帮助我们理解。例如，在介绍卷积运算时，它并没有简单地给出数学公式，而是通过“滑动叠加”等形象的比喻，让我们能够直观地理解卷积在系统响应中的作用。此外，书中对各个章节的衔接处理也非常自然，前一章的内容往往是后一章的基础，形成了一个严密的知识链条，让学习过程更加顺畅。我尤其欣赏它在讲解过程中，时不时地出现的“注意”或者“提示”部分，这些都是作者经验的凝练，能够帮助我们避免一些常见的误区，更加高效地掌握知识。

评分☆☆☆☆☆

我一直觉得，学习一门学科，尤其是像信号分析这样数学性很强的学科，最重要的一点是理解其核心思想和方法论。很多时候，我们会被繁杂的数学推导弄得晕头转向，忘记了这些推导的初衷是为了解决什么实际问题。《信号分析基础(第4版)》在这方面做得相当出色。它并没有将数学公式一股脑地抛给读者，而是循序渐进地引导我们理解每一步的逻辑。例如，在介绍傅里叶变换时，它不仅给出了数学定义，更重要的是通过各种图示和物理意义的阐述，让我们明白傅里叶变换是将信号从时域分解到频域的强大工具，它如何帮助我们理解信号的频率成分，以及为什么这对于滤波、调制解调等应用至关重要。书中的例子也很有代表性，涵盖了各种典型的信号，如冲激信号、方波、正弦波等，通过这些例子，我们可以直观地看到不同信号在频域的特性。而且，它在讲解过程中，会不时地穿插一些历史背景或者相关的科学发现，这让学习过程不那么枯燥，更能激起我们对这个领域的好奇心。

评分☆☆☆☆☆

在数字时代，信号分析的重要性不言而喻，它渗透到我们生活的方方面面，从手机通信到医学影像，从自动驾驶到人工智能，都离不开信号分析的理论和技术。《信号分析基础(第4版)》这本书，恰恰是理解这些现代科技背后原理的绝佳入口。它不仅仅是一本教科书，更像是一位循循善诱的引路人，带领我们穿越信号分析的殿堂。书中对各种信号和系统的描述，都力求精确而生动，让那些抽象的概念变得触手可及。例如，它对于“系统”的定义和分类，清晰地阐述了不同类型系统所具备的特性，这为我们理解更复杂的信号处理模型打下了坚实的基础。而且，书中对于一些重要定理的证明，都进行了详细的推导，并辅以严谨的数学语言，这使得整个过程既有说服力，又富有启发性。

评分☆☆☆☆☆

对于一本技术类书籍来说，清晰的结构和逻辑性是至关重要的。我曾经翻阅过一些教材，虽然内容很丰富，但结构混乱，章节之间的联系不够紧密，导致我阅读起来非常吃力，常常需要反复查阅才能理解。《信号分析基础(第4版)》在这方面做得非常到位。它采用了非常清晰的章节划分，每个章节都围绕一个核心主题展开，层层递进，逻辑严谨。从最基础的信号和系统概念，到傅里叶变换、拉普拉斯变换、Z变换等核心工具，再到卷积、采样、滤波等关键技术，每一个概念的引入都显得顺理成章，前后呼应。更重要的是，书中对于概念的解释非常到位，语言精炼准确，避免了不必要的术语堆砌。我尤其欣赏它在引入新概念时，会先回顾之前学过的相关知识，帮助我们建立起知识体系的联系。这种结构化的学习方式，极大地降低了学习难度，让我能够更有效地吸收和掌握知识。

评分☆☆☆☆☆

我一直认为，好的教材不仅在于内容的深度和广度，更在于它能否激发读者的学习兴趣，培养读者的独立思考能力。《信号分析基础(第4版)》在这方面也给我留下了深刻的印象。它不仅仅是简单地罗列公式和定理，更注重引导读者去理解这些知识背后的思想。例如，在介绍傅里叶级数时，它会从周期信号的分解入手，一步步推导出级数的数学形式，并鼓励读者思考为什么傅里叶级数能够表示任何周期信号，以及其在频域上的直观意义。书中还设置了一些思考题和习题，这些题目不仅是检验学习成果的工具，更是引导我们深入思考、拓展思路的契机。有些题目需要我们将所学知识融会贯通，举一反三，这极大地锻炼了我的分析问题和解决问题的能力。我感觉这本书不仅仅是在传授知识，更是在培养我成为一个独立思考、能够运用信号分析知识解决实际问题的专业人才。

评分☆☆☆☆☆

拿到这本《信号分析基础(第4版)》确实让我眼前一亮，从封面设计到纸张触感，都透着一股扎实的学术气息。翻开扉页，作者的名字和出版社的Logo映入眼帘，瞬间就有一种安心感，仿佛预示着即将踏上一段严谨而富有收获的学习之旅。我是一名即将步入研究生阶段的学生，对于信号处理这个领域既充满好奇又有些许畏惧，毕竟它是许多高科技应用的核心，从通信到图像识别，无处不在。我之前的本科课程中接触过一些基础概念，但总觉得不够系统，不够深入，很多时候是在“知其然，不知其所以然”。我渴望拥有一本能够帮助我建立起坚实理论基础的教材，能够理解那些看似抽象的数学公式背后蕴含的深刻物理意义，能够将理论与实际应用巧妙地联系起来。这本书的出版信息显示已经是第四版，这意味着它经过了时间的检验，不断地修订和完善，能够吸取前几版的经验，弥补可能的不足，这让我对其内容质量充满了信心。包装也很到位，书本完好无损，没有折痕或污渍，让人心情舒畅。

评分☆☆☆☆☆

作为一名对科学发展史充满兴趣的读者，我总是希望能够了解一项技术或理论是如何一步步发展而来的。《信号分析基础(第4版)》在这方面做得非常出色。它在讲解核心概念时，常常会穿插一些历史故事和科学家的贡献，让我们能够了解到傅里叶、拉普拉斯等先驱们是如何在当时的历史条件下，通过不懈的努力，才提出了这些伟大的理论。例如，在介绍傅里叶变换时，它会提及傅里叶最初提出该理论是为了研究热传导问题，而这项看似基础的研究，最终却成为了现代信号处理的基石。这种历史的视角，不仅让学习过程更加生动有趣，更重要的是让我们能够理解这些理论的深远影响和重要意义。它让我们知道，我们所学的不仅仅是一些抽象的公式，更是人类智慧的结晶，是推动科学技术不断进步的强大动力。

评分☆☆☆☆☆

我一直认为，一本优秀的教材应该能够适应不同层次的读者，并且具备一定的深度和广度，能够满足初学者和进阶者不同的需求。《信号分析基础(第4版)》在这方面给我带来了惊喜。它的内容安排非常合理，从最基础的信号分类、系统性质入手，逐步深入到各种变换、卷积、采样、滤波等核心概念。对于初学者来说，它提供的清晰的定义、直观的图示和简单的例子，能够帮助他们快速入门，建立起对信号分析的基本认识。而对于有一定基础的读者，书中更深入的数学推导、更复杂的应用场景以及一些前沿技术的简要介绍，则能帮助他们进一步拓展视野，提升理论水平。我尤其喜欢它在某些章节末尾设置的“拓展阅读”部分，为那些希望深入研究某个特定主题的读者提供了进一步学习的指引。