MATLAB数字信号处理与应用 (2009 年度畅销榜NO.100568 )

本书主要介绍基于MATLAB R2006a的信号分析与处理的原理和应用。全书共分为7章：第1章对MATLAB R2006a的特点与MATALB的基本使用进行了介绍，第2章～第7章分别讲述了MATLAB中信号处理工具、MATLAB离散时间系统与Z变换、数字滤波器及其设计、平稳随机信号分析、非平稳信号分析与处理以及自适应信号分析与处理，并且每一章节都较详细地分析了包括雷达信号、图像信号和语音信号等信号处理综合应用实例。
本书可作为高等学校数字信号处理等课程的教材或参考书，对于从事信号处理及相关领域的工程技术人员也具有重要的参考价值。

第1章 导论 1
1.1 数字信号处理概述 1
1.1.1 数字信号处理的任务 1
1.1.2 数字信号处理系统 1
1.1.3 数字信号处理的内容与发展 2
1.2 MATLAB简介 4
1.2.1 MATLAB产品族 4
1.2.2 MATLAB R2006a的功能 5
1.2.3 Signal Processing Toolbox 8
1.3 MATLAB基本操作 10
1.3.1 MATLAB界面 10
1.3.2 MATLAB基本运算 12
1.3.3 MATLAB程序设计初步 16
1.3.4 MATLAB作图 17
1.4 小结 18
第2章 MATLAB信号处理工具 19
2.1 引言 19
2.2 滤波器设计与分析工具FDATool 20
2.2.1 FDATool用户界面 20
2.2.2 滤波器设计与参数设置 22
2.2.3 滤波器性能分析 27
2.3 信号频谱分析和滤波设计工具SPTool 28
2.3.1 SPTool用户界面 29
2.3.2 信号时域滤波性能分析 39
2.3.3 滤波器设计与参数设置 43
2.3.4 信号的频谱分析 52
2.3.5 应用实例 56
2.4 小结 60

第3章 离散时间系统与Z变换 61
3.1 引言 61
3.2 离散时间信号 61
3.2.1 信号的描述与分类 61
3.2.2 离散时间信号的定义 62
3.2.3 离散时间信号的运算 63
3.2.4 离散时间信号的相关函数 64
3.2.5 常用信号生成函数 66
3.3 离散时间系统 73
3.3.1 离散时间系统的定义 73
3.3.2 线性时不变离散系统 73
3.3.3 差分方程 75
3.4 Z变换 76
3.4.1 Z变换的定义 76
3.4.2 Z变换的性质 79
3.4.3 离散时间系统的描述及转换 82
3.5 小结 88
第4章 经典数字滤波器及其设计 89
4.1 引言 89
4.2 经典数字滤波器原理 89
4.2.1 数字滤波器的概念 89
4.2.2 经典数字滤波器的分类 90
4.2.3 数字滤波器的主要技术指标 91
4.3 IIR数字滤波器的结构与设计 93
4.3.1 基于冲激响应不变法的IIR数字滤波器设计 93
4.3.2 基于双线性Z变换法的IIR数字滤波器设计 96
4.3.3 数字高通、带通及带阻IIR滤波器设计 98
4.4 FIR数字滤波器的结构与设计 103
4.4.1 窗函数法设计FIR数字滤波器 105
4.4.2 频率采样法设计FIR数字滤波器 120
4.4.3 最优化法设计FIR数字滤波器 124
4.5 经典数字滤波在图像处理中的应用 127
4.5.1 频域低通滤波 127
4.5.2 频域高通滤波 129
4.6 小结 130
第5章 平稳随机信号分析与处理 131
5.1 引言 131
5.2 平稳随机信号分析 132
5.2.1 平稳随机信号的时域统计分析 133
5.2.2 平稳随机信号的频域统计分析 142
5.3 相关函数的估计与应用 144
5.3.1 相关函数的估计 144
5.3.2 相关函数的应用 145
5.4 功率谱密度函数估计与应用 149
5.4.1 周期图法 150
5.4.2 Bartlett法 153
5.4.3 Welch法 156
5.4.4 多窗口法 159
5.4.5 最大熵法(MEM) 162
5.4.6 特征向量法(EV) 166
5.5 小结 171
第6章 非平稳信号分析与处理 173
6.1 引言 173
6.2 短时傅里叶分析 174
6.2.1 时域窗法 174
6.2.2 频域窗法 176
6.2.3 不确定性原理 177
6.3 Gabor展开 182
6.3.1 连续Gabor展开 182
6.3.2 离散Gabor展开 182
6.4 维格纳时频分布 185
6.4.1 连续时间WVD分布 185
6.4.2 离散时间WVD分布 188
6.5 时频分析在雷达信号处理中的应用 197
6.6 小波变换 204
6.6.1 小波基本知识 204
6.6.2 连续小波变换 209
6.6.3 离散小波变换 214
6.7 小结 220

第7章 自适应信号分析与处理 221
7.1 引言 221
7.2 维纳滤波 222
7.3 LMS自适应滤波器 225
7.3.1 LMS算法基本原理 225
7.3.2 LMS算法性能分析 234
7.3.3 LMS自适应滤波器的改进 243
7.4 自适应滤波在信号处理中的应用 248
7.4.1 系统辨识或系统建模 249
7.4.2 自适应噪声对消器 251
7.4.3 自适应信号分离器及窄带干扰抑制 255
7.4.4 自适应信道均衡器 260
7.4.5 自适应信号陷波器 266
7.5 卡尔曼滤波器 270
7.5.1 滤波基本方程 270
7.5.2 一步预测基本方程 271
7.6 自适应滤波在通信系统中的应用 278
7.6.1 脉冲编码调制(PCM) 278
7.6.2 语音线性预测编码(LPC) 281
7.6.3 数字传输系统 286
7.6.4 扩展频谱通信系统 291
7.7 小结 296
参考文献 297

MATLAB是MathWorks公司于1982年推出的一款功能强大、易于使用的高效数值计算和可视化软件，它为进行算法开发、数据计算、信号分析与可视化提供了交互式应用开发环境，主要包括基本数学计算、编程环境(M语言)、数据可视化、GUIDE等。并附加了大量支持建模、分析、计算应用的工具箱来扩展MATLAB基本环境，用于解决特定领域的工程问题，如今MATLAB已广泛应用于通信、信号处理、生物医学、自动控制等领域。 本书结合MATLAB R2006a版本详细地说明了MATLAB信号处理工具箱函数的用法，对数字信号及现代信号处理的基本理论和工程应用中的基本方法作了系统的介绍，并以大量实例说明了利用MATLAB进行信号分析与应用设计的方法。 本书共分为7章，第1章对MATLAB R2006a的特点与MATALB的基本使用进行了介绍；第2章介绍了MATLAB中的信号处理工具，包括滤波器设计与分析工具(FDATool)、信号频谱分析和滤波设计工具(SPTool)；第3章讲述MATLAB离散时间系统与Z变换；第4章讲述数字滤波器及其设计；第5章讲述平稳随机信号分析；第6章详细讲述非平稳信号分析与处理；第7章讲述自适应信号处理及其典型应用。全书图文并茂，突出原理与应用，并配有大量的经作者调试过的程序实例。 本书可作为数字信号处理等课程的教材，对从事信号处理及相关领域的工程技术人员也具有重要的参考价值。 数字信号处理涉及众多理论知识，而MATLAB本身作为一种功能强大的交互开发环境也涉及了大量知识，由于编者学识有限，本书疏漏之处在所难免，望广大读者批评指正。 本书的实例源代码可通过http://www.tupwk.com.cn/downpage下载。 编 者 2008年1月

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