数字信号处理原理及实现学习指导

数字信号处理原理及实现学习指导 pdf epub mobi txt 电子书 下载 2026

出版者:清华大学
作者:王艳芬//王刚//张晓光//刘卫东
出品人:
页数:196
译者:
出版时间:2009-3
价格:22.00元
装帧:
isbn号码:9787302193050
丛书系列:
图书标签:
  • 数字信号处理原理
  • 数字信号处理
  • 信号处理
  • DSP
  • MATLAB
  • 算法实现
  • 学习指导
  • 通信工程
  • 电子工程
  • 理论与实践
  • 高等教育
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具体描述

《数字信号处理原理及实现学习指导》是主教材《数字信号处理原理及实现》(王艳芬等编著)一书的配套辅助教材,但可以独立使用,共包括9章。前8章内容与主教材相一致。第1章至第7章每章都包括五部分:第一部分是重点与难点;第二部分是内容提要,对课程内容进行了系统的阐述和归纳总结;第三部分是典型例题分析;第四部分是习题解答,对教材中的所有习题都进行了较详尽的解答;第五部分是自测题及参考答案。第8章给出了MATLAB上机习题的部分解答和提示。第9章是考试试题及解答,给出了几套本科生课程考试和研究生入学考试试题及解答,可全面测试读者对教材知识点的掌握。《数字信号处理原理及实现学习指导》重点突出,概念清楚,内容充实,题型多样,理论和实际紧密结合。《数字信号处理原理及实现学习指导》主要作为工科信息通信类本科高年级学生复习之用,并为准备考研的学生提供考前指导和帮助,也可供从事信息处理、通信、电子技术等方面的工程技术人员及有关科研、教学人员参考使用。

《现代通信系统设计与优化》 内容概要 本书是一部系统阐述现代通信系统设计与优化理论、方法及实践的专著。它深入剖析了当今通信网络所面临的核心挑战,并提供了面向实际应用的解决方案。全书紧密围绕通信系统的性能提升、资源利用率最大化以及可靠性增强等关键目标展开,旨在为通信工程、电子信息工程、计算机科学等相关领域的科研人员、工程师和高级学生提供一套全面而深刻的技术参考。 章节详述 第一部分:通信系统基础理论 revisited 第一章:信息论与编码基础精要 回顾香农信息论的核心概念,包括信息熵、信道容量、信源编码和信道编码的基本原理。 重点介绍现代高效编码技术,如Turbo码、LDPC码、Polar码等,并分析其在提升通信可靠性方面的优势。 探讨不同编码方案在速率、纠错能力和复杂度之间的权衡。 第二章:调制解调技术进展与分析 详细介绍幅度调制(AM)、频率调制(FM)、相位调制(PM)等经典调制方式及其演进。 深入分析线性调制技术,如QPSK, 8PSK, 16QAM, 64QAM等,讨论其频谱效率和抗噪声性能。 阐述非线性调制技术,包括GFSK, MSK, π/4-QPSK等,分析其在特定应用场景下的适用性。 研究先进调制技术,如OFDM(正交频分复用)、MIMO-OFDM(多输入多输出正交频分复用)的工作原理及其在高速数据传输中的作用。 第三章:信道模型与衰落特性 系统介绍瑞利衰落、莱斯衰落、 Nakagami-m衰落等经典信道模型,并分析其物理成因。 探讨多径效应、多普勒效应、阴影衰落等对信号传播的影响。 研究不同信道模型下的信号统计特性,如功率延迟剖面、幅度分布等。 介绍信道估计和均衡技术,用于补偿信道失真,提高信号接收质量。 第二部分:现代通信系统架构与设计 第四章:多用户通信与多址技术 深入阐述频分多址(FDMA)、时分多址(TDMA)、码分多址(CDMA)等传统多址技术。 重点分析OFDMA(正交频分多址)和SC-FDMA(单载波频分多址)在4G/5G等移动通信系统中的应用。 研究用户调度算法,优化频谱资源分配,提升系统容量。 探讨干扰协调和抑制技术,减少用户间的相互干扰。 第五章:MIMO通信系统理论与应用 详细介绍空间复用(Spatial Multiplexing)、空间分集(Spatial Diversity)、波束赋形(Beamforming)等MIMO技术。 分析MIMO系统的信道容量和性能增益。 研究不同MIMO配置(如SU-MIMO, MU-MIMO)的设计与优化。 探讨MIMO信号处理算法,包括预编码、信号检测等。 第六章:网络协议栈与通信协议设计 梳理TCP/IP协议栈及其在现代通信系统中的作用。 深入分析MAC层、网络层、传输层协议的设计原则和优化方法。 介绍软件定义网络(SDN)和网络功能虚拟化(NFV)对通信协议设计的影响。 探讨新兴通信协议,如HTTP/3(QUIC)的设计理念和性能优势。 第三部分:通信系统优化与性能增强 第七章:资源管理与调度优化 研究频谱感知与动态频谱共享(DSS)技术,提高频谱利用效率。 探讨功率控制策略,平衡通信质量与能耗。 分析流量工程与负载均衡技术,优化网络流量分布。 设计面向服务质量(QoS)的调度算法,满足不同业务的需求。 第八章:信号处理在通信系统中的高级应用 深入探讨自适应滤波器的原理与应用,用于信号增强和噪声抑制。 研究盲信号分离技术,从混合信号中恢复原始信号。 分析同步技术(载波同步、定时同步)在解调中的关键作用。 探讨信源压缩算法在降低传输带宽中的应用。 第九章:无线通信网络安全性与可靠性设计 分析无线通信面临的安全威胁,如窃听、干扰、欺骗等。 介绍加密、认证、密钥管理等安全机制。 研究抗干扰和抗窃听的设计方法。 探讨网络冗余设计、容错技术和应急通信方案,提高系统的可靠性。 第四部分:面向未来的通信技术 第十章:下一代移动通信(6G)概念与关键技术展望 探讨6G的愿景与潜在应用场景,如全息通信、触觉互联网等。 展望太赫兹通信、人工智能赋能通信、天地一体化通信等关键技术。 分析6G面临的挑战与研究方向。 第十一章:物联网(IoT)通信系统设计与挑战 介绍低功耗广域网(LPWAN)技术,如LoRa, NB-IoT等。 分析物联网通信协议(如MQTT, CoAP)的设计要点。 探讨物联网通信的安全性、可扩展性和互联互通性问题。 附录: 常用数学工具回顾 通信系统性能指标定义 《现代通信系统设计与优化》不仅提供了坚实的理论基础,更注重实际工程应用中的设计思路和方法。通过对大量经典和前沿通信技术的深入剖析,本书旨在帮助读者构建起对现代通信系统全貌的深刻理解,并掌握解决复杂通信问题的关键技能。

作者简介

目录信息

第1章 离散时间信号与系统的时域分析 1.1 重点与难点 1.2 内容提要 1.2.1 离散时间信号 1.2.2 离散时间系统 1.2.3 离散时间系统的时域描述——差分方程 1.2.4 模拟信号数字处理方法 1.3 典型例题分析 1.4 习题解答 1.5 自测题及参考答案第2章 离散时间信号与系统的频域分析 2.1 重点与难点 2.2 内容提要 2.2.1 序列的傅里叶变换的定义及性质 2.2.2 序列的Z变换 2.2.3 系统函数与频率响应 2.3 典型例题分析 2.4 习题解答 2.5 自测题及参考答案第3章 离散傅里叶变换 3.1 重点与难点 3.2 内容提要 3.2.1 傅里叶变换的几种形式 3.2.2 离散傅里叶级数(DFS) 3.2.3 离散傅里叶变换 3.2.4 频域采样理论 3.2.5 用DFT计算线性卷积 3.2.6 用DFT进行频谱分析 3.3 典型例题分析 3.4 习题解答 3.5 自测题及参考答案第4章 快速傅里叶变换 4.1 重点与难点 4.2 内容提要 4.2.1 直接计算DFT的问题及改进的途径 4.2.2 DIT基2FFT算法与DIF基2FFT算法 4.2.3 IDFT的高效算法 4.2.4 线性调频Z变换(CZT) 4.3 典型例题分析 4.4 习题解答 4.5 自测题及参考答案第5章 IIR数字滤波器的设计 5.1 重点与难点 5.2 内容提要 5.2.1 滤波器的基本概念 5.2.2 模拟滤波器的设计 5.2.3 脉冲响应不变法 5.2.4 双线性变换法 5.2.5 数字滤波器的频率变换 5.3 典型例题分析 5.4 习题解答 5.5 自测题及参考答案第6章 FIR数字滤波器的设计 6.1 重点与难点 6.2 内容提要 6.2.1 线性相位FIR滤波器的特点 6.2.2 利用窗函数法设计FIR滤波器 6.2.3 利用频率采样法设计FIR滤波器 6.2.4 等波纹逼近法 6.2.5 FIR与IIR数字滤波器的比较 6.3 典型例题分析 6.4 习题解答 6.5 自测题及参考答案第7章 数字滤波器结构 7.1 重点与难点 7.2 内容提要 7.2.1 基本结构单元 7.2.2 无限长脉冲响应(IIR)滤波器的基本网络结构 7.2.3 有限长脉冲响应(FIR)滤波器的基本网络结构 7.3 典型例题分析 7.4 习题解答 7.5 自测题及参考答案第8章 MATLAB上机实验 8.1 部分上机习题提示与解答 8.2 综合设计例题分析 8.3 综合设计习题第9章 综合测试及参考答案 9.1 本科生数字信号处理课程考试试题及解答 试题一 试题一解答 试题二 试题二解答 试题三 试题三解答 试题四 试题四解答 9.2 硕士研究生入学考试数字信号处理部分试题及解答 试题一(数字信号处理部分) 试题一解答 试题二(数字信号处理部分) 试题二解答 试题三(数字信号处理部分) 试题三解答参考文献
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读后感

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用户评价

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我必须得说,这本书的编排结构简直是教科书式的典范,尤其适合自学或者作为课堂教材的辅助读物。它最大的优点在于逻辑的严谨性,从连续信号到离散化,再到采样定理的引入,每一步都衔接得非常自然,没有出现那种“为了讲下一个知识点而强行插入”的突兀感。作者似乎深谙学习的心理曲线,在讲解完一个较为抽象的数学工具(比如Z变换)后,紧接着就安排了几个贴近实际的例子来巩固理解,这种理论与实践的交替进行,极大地降低了学习的挫败感。我尤其欣赏它在“有限脉冲响应(FIR)”和“无限脉冲响应(IIR)”滤波器设计章节的处理方式。它没有简单地罗列公式,而是通过详细的对比图表,直观地展现了两种设计思路在阶数、相位响应和计算复杂度上的权衡。虽然这本书的内容覆盖面很广,但遗憾的是,对于那些更偏向底层硬件实现,比如定点运算带来的溢出问题或者流水线设计中的优化策略,探讨得相对比较保守,似乎更侧重于算法层面而不是工程实现细节。对于想跨越到DSP系统级设计的读者来说,可能需要寻找其他更侧重硬件描述语言(HDL)或嵌入式编程的书籍作为补充。

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作为一名已经工作了几年的电子工程师,我拿到这本书时,本期望能从中挖掘出一些能快速应用到当前项目中的“干货”和优化技巧。坦白讲,这本书在“原理”的阐述上做得相当出色,但对于“实现”部分的着墨,略显浅尝辄止。例如,书中对于 FFT 算法的讲解,更多地集中在蝶形运算的数学原理和时间复杂度分析,但对于实际系统中如何高效地进行数据流重排(Bit Reversal)或者如何处理缓存一致性问题,则几乎没有提及。这种侧重学术理论多于工程实践的倾向,使得它更偏向于一个优秀的本科毕业设计参考资料,而非一个给资深工程师带来的“效率提升秘籍”。我发现书中对于现代 DSP 算法的更新速度跟不上行业步伐,比如在深度学习模型在边缘设备上的量化和剪枝技术与传统滤波器的融合应用,这本书完全没有触及。所以,如果你已经对基础很熟悉,并想寻找提升算法效率或处理复杂非线性系统的进阶策略,这本书的价值会相对打折扣。

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这本书给我的总体感受是:内容扎实,但风格略显陈旧。它忠实地复述了数字信号处理学科建立初期的经典理论框架,对诸如线性卷积、数字滤波器的基本结构等核心概念的阐释无可指摘,清晰度非常高。然而,在现代信号处理的语境下,这本书的“时代感”稍显不足。比如,在谈到频谱分析时,它主要围绕经典周期图法和 Welch 改进法展开,对于现代谱估计中更常用的最大熵法(MEM)或 MUSIC 算法,仅仅是一带而过,缺乏深入的数学推导和实际效果对比。另外,书中使用的编程语言示例代码(如果提到了的话)可能需要读者自行适配到较新的库版本,这在一定程度上影响了即时应用性。它就像一本优秀的古典音乐教材,完美地教授了巴赫的对位法,但对于当代电子音乐的采样率转换和时频分析工具的应用讨论较少。对于希望建立系统知识体系的学生来说是宝藏,但对于追求技术前沿的实践者而言,则可能需要通过其他资料来补充现代技术的空白。

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这本书最大的亮点,如果非要指出一个的话,那就是它对离散时间系统状态空间表示的讲解,做到了非常细致入微的层次感。很多教材一提到状态空间模型就直接跳到矩阵运算,让初学者望而却步,但这本书通过一个简单的二级振荡器例子,循序渐进地构建起状态变量的概念,然后自然地过渡到系统矩阵的求解和稳定性分析。这种教学设计体现了作者深厚的教学经验。它成功地将原本可能被视为高深莫测的控制论思想融入到信号处理的基础框架中,为后续学习更复杂的反馈系统设计打下了坚实的基础。不过,这种深度也带来了相应的代价:对基础概念的细致拆解,使得全书的进度相对缓慢。例如,在处理像限幅、饱和这类在实际数字系统中至关重要的非线性问题时,篇幅明显不足,更多地聚焦于线性时不变(LTI)系统的范畴。因此,如果你的学习目标是掌握线性系统的全部理论细节,这本书非常合适;但如果你的应用场景涉及大量非线性或时变现象,那么这本书的覆盖范围就显得有限了。

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这本《数字信号处理原理及实现学习指导》我读下来,感觉它更像是一本面向初学者的“扫盲手册”,而不是一本深入探讨前沿技术的专业参考书。它详尽地介绍了离散傅里叶变换、Z变换这些基础概念,讲解方式非常直白易懂,甚至连公式推导的每一步都掰开了揉碎了讲,对于我这种大学里学过但没怎么深入理解的工科生来说,确实能帮助我把那些模糊的知识点重新串联起来。书中花了大量篇幅在 MATLAB 仿真和一些基础的滤波器的设计上,对于动手实践很有帮助,能让你真切地感受到理论是如何转化为实际应用的。比如,它通过具体的代码实例,清晰地展示了如何用窗函数法设计FIR滤波器,以及如何对比IIR和FIR在不同应用场景下的性能差异。然而,如果期待在这本书里找到关于自适应滤波、小波分析或者现代谱估计方法的深入剖析,那可能会有些失望。它更专注于打牢基础,那些更复杂的、在现代通信和图像处理领域广泛应用的技术,书里只是蜻蜓点一点,没有展开深入探讨。总体而言,这本书的价值在于其优秀的教学辅助性,能让你对DSP有一个扎实且清晰的入门认知。

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