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出版者:

作者:Reghizzi, Stefano Crespi

出品人:

页数:364

译者:

出版时间:

价格:$ 90.34

装帧:

isbn号码:9781848820494

丛书系列:

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书名：数字信号处理与现代通信系统 作者：[作者姓名] 出版社：[出版社名称] 出版年份：[年份] --- 内容简介：数字信号处理与现代通信系统 本书系统深入地探讨了数字信号处理（DSP）的基础理论、核心算法及其在现代通信系统中的广泛应用。内容涵盖了从离散时间信号的数学表示到复杂的现代通信系统设计与实现的全过程，旨在为读者提供坚实的理论基础和实用的工程技能。 本书结构严谨，内容丰富，分为六个主要部分，共十八章。 第一部分：离散时间信号与系统基础 本部分是理解数字信号处理的基石。我们首先回顾了连续时间信号和系统的基本概念，然后重点引入了离散时间信号的表示、采样定理及其对数字化的影响。 第1章：连续时间信号与系统的回顾 本章简要回顾了傅里叶分析、拉普拉斯变换在连续时间系统分析中的作用。强调了连续时间系统的时间域和频率域分析方法，为过渡到离散时间系统做铺垫。 第2章：离散时间信号的表示与分析 详细介绍了离散时间信号的定义、序列表示、线性时不变（LTI）系统的概念。重点讨论了离散时间卷积的概念及其在系统响应分析中的应用。通过大量实例演示了LTI系统的因果性、稳定性判断。 第3章：离散时间系统的表示与分析工具 引入了Z变换，这是分析离散时间系统的关键数学工具。详细讲解了单边和双边Z变换的性质，以及如何利用Z变换求解差分方程、分析系统频率响应。对比了Z变换与傅里叶变换在线性系统分析中的异同。 第二部分：傅里叶分析在数字信号处理中的应用 本部分聚焦于信号在频域的表示和变换，这是理解数字滤波和频谱分析的核心。 第4章：离散时间傅里叶变换（DTFT） 系统阐述了DTFT的定义、收敛条件及其重要性质。通过图形化方式展示了DTFT如何揭示离散时间信号的频率内容，并讨论了DTFT在分析周期和非周期序列中的应用。 第5章：离散傅里叶变换（DFT）与快速傅里叶变换（FFT） 将理论的DTFT具体化为可计算的DFT。详细介绍了DFT的性质、周期延拓对频谱的影响。随后，本书深入探讨了高效计算DFT的快速傅里叶变换（FFT）算法，包括直插法（Decimation-in-Time）和按频拆分法（Decimation-in-Frequency），并分析了其实际计算复杂度和误差来源。 第三部分：数字滤波器设计 本部分是DSP技术的核心应用之一，涵盖了从理论设计到实际实现的完整流程。 第6章：无限冲激响应（IIR）滤波器设计 首先介绍了IIR滤波器的基本结构和优势。重点讲解了模拟滤波器（如巴特沃斯、切比雪夫）的原型设计，随后详细介绍了双线性变换法（Bilinear Transformation），这是将连续时间滤波器转换为离散时间滤波器的主要方法，并讨论了频率预畸变的处理。 第7章：有限冲激响应（FIR）滤波器设计 本章专注于FIR滤波器的设计，强调了其线性相位特性。详细介绍了窗函数法（如矩形窗、汉宁窗、海明窗）的设计原理和性能折衷，并深入探讨了频率采样法和公园-麦克莱伦算法（Parks-McClellan Algorithm）在优化滤波器幅频响应中的应用。 第8章：滤波器性能分析与量化效应 探讨了实际数字系统中，由于有限字长运算导致的量化噪声和溢出问题。分析了舍入误差、乘法器和累加器的位宽对滤波器性能的影响，并给出了提高精度和稳定性的工程实践建议。 第四部分：现代通信系统中的信号处理 本部分将理论知识应用于现代通信的实际场景，重点关注调制解调、信道均衡和频谱效率。 第9章：基带信号处理与信道编码 回顾了基带信号的成形、匹配滤波器的设计及其在最大信噪比接收中的作用。简要介绍了信道编码的基本原理，如线性分组码和卷积码，为后续的抗干扰分析奠定基础。 第10章：数字调制技术与解调 详细分析了数字调制方案，包括ASK、FSK、PSK和QAM等。重点讲解了最优（维特比）解调器的原理，以及在加性高斯白噪声（AWGN）信道下的性能分析（误码率）。 第11章：多用户与多载波通信 探讨了CDMA（码分多址）和OFDM（正交频分复用）技术。深入分析了OFDM的核心优势，包括其对频率选择性衰落的抵抗力，以及循环前缀（CP）在消除符号间干扰（ISI）中的关键作用。 第五部分：自适应滤波与信道均衡 本部分侧重于动态环境下的信号处理，是现代通信和语音处理的关键技术。 第12章：自适应滤波基础 介绍了自适应滤波器的基本结构和工作原理。重点阐述了性能指标——均方误差（MSE）的最小化目标。 第13章：最小均方（LMS）算法 详细推导和分析了LMS算法的收敛速度、稳定性和最终误差。通过仿真实例展示了LMS在噪声消除和自适应均衡中的应用。 第14章：递归最小二乘（RLS）算法 对比了RLS算法相对于LMS的优势（收敛速度快）和劣势（计算复杂度高）。详细讲解了RLS的迭代公式及其在快速变化信道估计中的应用。 第15章：信道估计与均衡技术 将自适应滤波技术应用于无线信道均衡。讲解了迫零（ZF）均衡器和最小均方误差（MMSE）均衡器的设计与性能比较，尤其关注在多径衰落信道下的均衡效果。 第六部分：高级主题与系统实现 本部分探讨了DSP在复杂系统中的集成和应用，以及当前研究的前沿领域。 第16章：随机过程与数字通信中的应用 将概率论与信号处理结合，系统介绍了随机过程的基本概念，如平稳性、遍历性。重点分析了随机过程在通信信道建模（如瑞利衰落模型）和噪声特性描述中的应用。 第17章：同步技术 讨论了数字通信系统中的定时同步（位同步和帧同步）和载波频率同步（频偏和相位补偿）的重要性。详细介绍了基于锁相环（PLL）和基于循环相关性的同步算法。 第18章：DSP硬件平台与嵌入式实现 简要介绍了数字信号处理器（DSP）和FPGA在实现高性能实时信号处理系统中的架构特点。讨论了定点和浮点运算对系统设计选择的影响，以及软件编程（如C/C++）与硬件描述语言（VHDL/Verilog）在算法移植中的关键考量。 --- 本书特色： 理论与实践紧密结合： 每章节后均附有详细的MATLAB/Simulink习题，便于读者验证理论推导和模拟系统性能。 强调工程应用： 提供了大量现代通信标准（如4G/5G的OFDM基础、软件定义无线电概念）中的信号处理案例。 内容组织逻辑清晰： 从基础数学工具（Z变换、FFT）出发，逐步过渡到复杂的系统设计（滤波器、均衡器）。 本书适合作为高等院校电子工程、通信工程、计算机科学等专业本科高年级及研究生的教材或参考书，同时也为从事通信、雷达、音频处理等领域的工程师提供了深入的理论指导和技术参考。

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