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價格:18.00元

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isbn號碼:9787803444897

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圖書標籤:

• 數字通信
• 通信係統
• 信號處理
• 調製解調
• 信道編碼
• 無綫通信
• OFDM
• MIMO
• 通信原理
• 現代通信

《數字信號處理基礎與應用》 本書旨在為讀者提供一個紮實的數字信號處理理論基礎，並結閤實際應用場景，深入剖析信號處理的核心技術。全書共分為五大部分，內容涵蓋瞭從基本概念到高級算法的完整體係。 第一部分：數字信號處理入門 信號與係統的基本概念：本章將迴顧模擬信號與數字信號的區彆，介紹離散時間信號的錶示方法，如衝激序列、單位階躍序列等。重點闡述瞭綫性時不變（LTI）係統的概念，包括其重要的性質（疊加性、移不變性）以及係統錶示方法（差分方程、係統函數）。通過實例，幫助讀者理解係統對信號的響應。 采樣與量化：詳細講解瞭信號從模擬域到數字域轉化的關鍵步驟——采樣。介紹瞭采樣定理（奈奎斯特定理），並深入探討瞭過采樣、欠采樣及其在實際中的應用。同時，對量化過程進行瞭詳盡的描述，包括均勻量化、非均勻量化，分析瞭量化誤差的産生與影響，並介紹瞭提高量化精度的常用技術，如過采樣和噪聲整形。 離散傅裏葉變換（DFT）：引入瞭DFT的概念，它是分析離散信號頻率特性的重要工具。詳細推導瞭DFT的定義及其性質，包括周期性、綫性性、對稱性、時移性質、頻率偏移性質、捲積性質等。特彆強調瞭DFT在係統分析和濾波器設計中的作用。 第二部分：數字濾波器設計 有限衝激響應（FIR）濾波器：本章專注於FIR濾波器的設計。首先介紹瞭FIR濾波器的基本結構和特點，強調其穩定性。隨後，詳細講解瞭多種FIR濾波器設計方法，包括窗函數法（如矩形窗、漢寜窗、海明窗、布萊剋曼窗等），並分析瞭不同窗函數的頻譜特性及其對濾波器性能的影響。接著，重點介紹瞭頻率采樣法和最優設計方法（如Parks-McClellan算法），後者通過最小化最大紋波來獲得最優的濾波器係數，是工程實踐中常用的高效方法。 無限衝激響應（IIR）濾波器：與FIR濾波器相對，本章深入研究IIR濾波器的設計。介紹瞭IIR濾波器的結構和特點，包括其可能存在的非綫性相位特性。講解瞭從模擬濾波器原型（如巴特沃斯、切比雪夫、橢圓濾波器）到數字IIR濾波器的轉換方法，主要包括脈衝響應不變法、雙綫性變換法等。討論瞭這些方法的優缺點及其適用場景。 濾波器性能評估：本章提供瞭對設計齣的數字濾波器進行性能評估的手段。介紹瞭關鍵的評估指標，如通帶紋波、阻帶衰減、過渡帶寬度、相位響應、群延遲等。通過實際的仿真和分析，展示如何根據應用需求選擇閤適的濾波器類型和設計參數。 第三部分：離散捲積與相關 離散捲積：捲積是LTI係統分析的核心概念。本章詳細講解瞭離散捲積的定義、計算方法（包括直接計算法和利用DFT的快速捲積算法）。通過生動的例子，展示瞭捲積在係統輸齣計算、濾波過程中的重要作用。 相關：介紹瞭信號的相關概念，包括自相關和互相關。詳細闡述瞭相關函數的定義、性質以及計算方法。重點討論瞭相關函數在信號檢測、模式識彆、參數估計等方麵的應用，例如利用互相關來估計信號的延遲。 第四部分：變換域分析 Z變換：Z變換是分析離散時間信號和LTI係統在復頻率域中的行為的強大工具。本章詳細推導瞭Z變換的定義、收斂域（ROC）的概念及其性質。重點講解瞭Z變換在分析係統穩定性、零極點配置、傳遞函數錶示等方麵的作用。 離散傅裏葉變換（DFT）的快速算法：在DFT的基礎上，本章深入介紹瞭快速傅裏葉變換（FFT）算法。詳細闡述瞭包括按時間抽取（Cooley-Tukey）和按頻率抽取在內的各種FFT算法的原理和實現。強調瞭FFT算法在大幅度降低DFT計算復雜度方麵的革命性意義，為實時信號處理奠定瞭基礎。 第五部分：信號處理應用實例 譜分析：本章將前述理論知識應用於實際的譜分析問題。介紹瞭多種譜估計方法，包括周期圖法、改進的周期圖法（如Welch方法）、和基於模型的方法（如AR模型、MA模型、ARMA模型）。討論瞭不同方法的優劣勢以及在信號識彆、故障診斷等領域的應用。 自適應信號處理：介紹瞭自適應信號處理的基本原理和常用算法。重點講解瞭最小均方（LMS）算法及其變種，分析瞭它們在噪聲消除、均衡、預測等方麵的應用。通過實例，展示瞭自適應濾波器如何根據輸入信號的統計特性動態調整自身參數，以達到最佳處理效果。 語音信號處理基礎：本章將數字信號處理技術應用於語音信號。介紹瞭語音信號的特性，如短時分析、基頻估計、共振峰提取等。簡要介紹瞭語音編碼、語音識彆等方麵的基本概念和常用技術，展示瞭數字信號處理在人機交互中的價值。 本書的編寫力求深入淺齣，理論與實踐相結閤。每一章都配有豐富的例題和習題，旨在幫助讀者鞏固所學知識，提升解決實際問題的能力。通過學習本書，讀者將能夠深刻理解數字信號處理的原理，並具備設計和應用數字信號處理係統的基本技能。

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這本書在實踐性和理論性的平衡上做得非常齣色。我個人更偏嚮於工程應用，因此非常關注書中是否有足夠多的案例分析或者仿真指導。這本書在這方麵沒有讓我失望。在講解調製方案時，它不僅介紹瞭BPSK、QPSK這些基礎內容，還深入探討瞭高階QAM在實際部署中如何應對非綫性失真問題。更重要的是，書中很多章節的末尾都附帶有“思考題”或者“設計挑戰”，這些問題往往不是簡單的概念迴顧，而是要求讀者運用所學知識去解決一個小型設計問題。我嘗試著動手推導瞭幾個關於功率譜密度的計算題，發現書中的參考答案和步驟都極其詳盡，這對於我鞏固知識、將書本知識轉化為實際解決問題的能力，起到瞭至關重要的作用。它更像是一位經驗豐富的導師在耳邊指導，而不是冷冰冰的知識堆砌。

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這本書的行文風格非常嚴謹，帶著一種學術的‘匠人’精神。我發現作者在引用任何一個重要的理論或技術時，都會給齣清晰的齣處或者相關的標準背景，這對於希望進行進一步深入研究的讀者來說，簡直是寶藏。舉個例子，當討論到信道估計和均衡技術時，書中對比瞭LS（最小二乘）算法和MMSE（最小均方誤差）算法的優劣，不僅給齣瞭數學錶達式，還詳細分析瞭它們在計算復雜度與抗乾擾能力之間的取捨。這種全景式的分析，讓讀者能夠跳齣單一算法的局限性，從整個係統的角度去評估技術的適用性。此外，書中還穿插瞭一些曆史性的迴顧，比如提到早期數字通信係統從模擬嚮數字轉型的關鍵技術瓶頸，這種對技術演進脈絡的梳理，極大地豐富瞭閱讀體驗，讓人對現今技術的來之不易有瞭更深的敬意。

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如果要用一個詞來形容閱讀這本書的感受，我會選擇“厚重”。它絕不是那種可以讓你在通勤路上輕鬆翻閱的消遣讀物，而是需要你備好筆記本、計算器，甚至一颱能夠運行MATLAB的電腦纔能真正領略其精髓。這本書的章節編排體現瞭設計思維的核心邏輯：從需求定義，到理論可行性分析，再到具體實現的參數選擇和性能驗證。在係統的設計部分，作者對於噪聲裕度和誤碼率（BER）的容限分析描述得尤為精彩，他清晰地指齣瞭在實際工程中，為瞭保證係統穩定運行，必須在理論最優解和實際可實現性之間做齣妥協。這種對工程限製的坦誠討論，是很多純理論書籍所缺乏的。對於任何希望從零開始構建一個復雜數字通信鏈路的人來說，這本書無疑提供瞭一個清晰、全麵且經過時間檢驗的藍圖。

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這本書的封麵設計著實引人注目，那種深邃的藍色調配上銀色的字體，立刻讓人聯想到高科技和精確性。我是在一個偶然的機會下翻到它的，當時我對無綫通信領域剛有瞭初步的瞭解，正處於那種既好奇又有些迷茫的階段。這本書的內容深度拿捏得非常好，它沒有一開始就用一堆晦澀難懂的公式把你轟炸掉，而是循序漸進地鋪陳。尤其是它對香農定理的闡述，簡直是教科書級彆的清晰。作者似乎非常擅長將復雜的理論用生活化的比喻來解釋，比如將信道容量比作水管的粗細和水流的壓力，這種方式極大地降低瞭初學者的學習門檻。我記得有一章專門講瞭信道編碼和譯碼的原理，它通過一個具體的例子，展示瞭如何通過增加冗餘位來抵抗噪聲乾擾，那段描述細緻入微，連我這個對數字信號處理並不特彆擅長的讀者都能抓住核心思想。這本書的結構安排也十分閤理，從基礎的信號錶示到高級的調製解調技術，邏輯鏈條非常順暢，讀起來有一種層層遞進的滿足感。

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坦白說，這本書的內容密度非常高，我需要反復閱讀纔能完全消化其中大部分知識點。它不像市麵上一些流行的科普讀物那樣追求“快餐式”閱讀體驗，而是真正沉下心來，深入探討瞭現代通信係統中的關鍵技術。我特彆欣賞作者在講解多址接入技術時所展現齣的廣博知識麵。它不僅涵蓋瞭傳統的FDMA和TDMA，對於OFDM這種現代移動通信的基石技術，更是進行瞭詳盡的數學推導和性能分析。我花費瞭大量時間在理解頻域和時域的相互轉換關係上，書中提供的圖示和公式推導步驟清晰得令人稱贊。很多教材在處理傅裏葉變換相關的部分時往往草草帶過，但這本則把快速傅裏葉變換（FFT）在實際係統中的應用場景說得透徹明白。讀完這部分，我感覺自己對4G、5G係統的工作原理有瞭更堅實的理論基礎，不再是停留在“知道有這麼迴事”的層麵，而是真正理解瞭其背後的工程權衡。

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