本书系统讲述数字信号处理的基本概念、基本原理与分析、实现及应用。全书共8章，第1～2章作为数字信号处理的基础，介绍数字信号处理的概念与应用、时域离散信号与系统的频域分析等；第3章介绍离散傅里叶变换及其快速算法和应用等；第4章介绍时域离散系统的算法结构；第5～6章介绍数字滤波器的概念及工程设计、实现方法；第7章介绍多采样率数字信号处理的基本原理、采样率转换系统的实现方法和高效实现网络结构等；第8章主要讨论数字信号处理的软件实现和实现中涉及的问题。本书每个章节均安排丰富的例题和习题，并利用MATLAB对典型问题进行算法仿真和设计求解。本书提供配套的电子课件PPT、MATLAB源代码等教辅资源。本书适合作为高等学校电子信息类专业和相近专业本科生的教材，也可作为相关专业科技人员的参考书。孙晓艳，工学博士学位，西安建筑科技大学信息与控制工程学院副教授，硕士生导师。分别于2001年、2004年和2011年在空军工程大学取得学士学位、西安电子科技大学取得硕士学位和博士学位。主要从事无线通信网研究，主持/参与国家自然科学基金及省部级课题4项，发表SCI/EI检索及核心期刊论文共10余篇。主讲“数字信号处理”“电磁场理论”“通信网络基础”等通信工程专业核心课程，出版教材3本，指导学生荣获各类专业奖项10余项。第1章 ?时域离散信号与系统11.1 ?信号和信号处理11.1.1 ?信号的分类与表示11.1.2 ?典型的信号处理运算31.2 ?时域离散信号61.2.1 ?时域离散信号的表示方法61.2.2 ?典型的时域离散信号81.2.3 ?周期序列101.2.4 ?序列的时域运算111.2.5 ?任意序列的单位脉冲序列表示161.3 ?时域离散系统171.3.1 ?线性时不变离散系统171.3.2 ?线性时不变系统输出与输入的关系201.3.3 ?系统的因果性和稳定性231.4 ?常系数线性差分方程271.4.1 ?N阶线性时不变系统的差分方程描述271.4.2 ?常系数线性差分方程的递推解法271.4.3 ?用MATLAB求解差分方程281.5 ?模拟信号数字化处理方法291.5.1 ?时域采样定理301.5.2 ?时域采样恢复33小结35思考题36习题36第2章 ?时域离散信号与系统的频域分析392.1 ?时域离散信号的傅里叶变换392.1.1 ?时域离散信号的傅里叶变换的定义392.1.2 ?序列傅里叶变换的性质402.1.3 ?周期序列的离散傅里叶级数462.1.4 ?周期序列的傅里叶变换表示482.2 ?时域离散信号的z变换512.2.1 ?z变换的定义512.2.2 ?z变换的收敛域512.2.3 ?序列z变换与其傅里叶变换之间的关系552.2.4 ?z逆变换562.2.5 ?z变换的性质612.3 ?时域离散系统的系统函数与频率特性672.3.1 ?系统的传输函数与系统函数672.3.2 ?利用系统函数分析系统的因果稳定性682.3.3 ?用z变换计算系统的输出响应702.3.4 ?用系统函数的零、极点分布分析系统的频率特性752.4 ?理想采样序列频谱与连续信号频谱的关系79小结81思考题82习题83第3章 ?离散傅里叶变换893.1 ?离散傅里叶变换的定义893.1.1 ?DFT定义893.1.2 ?DFT与FT、ZT、离散傅里叶级数的关系903.2 ?离散傅里叶变换的性质933.3 ?频域采样1003.4 ?快速傅里叶变换1023.4.1 ?直接计算DFT的问题及改进的途径1023.4.2 ?DIT基2 FFT算法1033.4.3 ?DIF基2 FFT算法1103.4.4 ?离散傅里叶逆变换的快速计算方法1103.5 ?离散傅里叶变换的应用举例1113.5.1 ?用DFT计算线性卷积1113.5.2 ?用DFT对信号进行谱分析114小结119思考题119习题120第4章 ?时域离散系统的算法结构1264.1 ?时域离散系统的实现1264.1.1 ?系统分类1264.1.2 ?算法结构的信号流图表示1274.2 ?IIR系统的基本算法结构1274.2.1 ?直接型1284.2.2 ?转置型1294.2.3 ?级联型1294.2.4 ?并联型1304.3 ?FIR系统的基本算法结构1324.3.1 ?直接型1324.3.2 ?级联型1324.3.3 ?线性相位型1334.3.4 ?频率采样型1344.3.5 ?快速卷积型1394.4 ?格形网络1404.4.1 ?全零点（FIR）型1404.4.2 ?全极点（IIR）型1424.4.3 ?零极点（IIR）型1434.5 ?时域离散系统算法结构的计算复杂度145小结145思考题145习题145第5章　IIR数字滤波器的设计1485.1　数字滤波器的基本概念1485.1.1　数字滤波器的分类1485.1.2　数字滤波器的技术指标1495.1.3　数字滤波器设计方法概述1505.2　模拟滤波器设计1515.2.1　模拟滤波器技术指标1515.2.2　巴特沃思低通滤波器设计1535.2.3　切比雪夫滤波器设计1595.2.4　椭圆滤波器设计1665.2.5　贝塞尔滤波器设计1695.2.6　常用模拟滤波器的比较1695.2.7　模拟滤波器的频率变换1705.3　IIR数字滤波器设计方法1765.3.1　脉冲响应不变法1775.3.2　双线性变换法1825.3.3　低通、高通、带通及带阻IIR数字滤波器的设计1895.3.4　IIR数字滤波器的频率变换196小结198思考题199习题199第6章 ?FIR数字滤波器的设计2036.1 ?线性相位FIR数字滤波器的特点2036.1.1 ?FIR数字滤波器的线性相位条件2036.1.2 ?线性相位FIR数字滤波器的幅度特性2056.1.3 ?线性相位FIR数字滤波器的零点分布特点2096.2 ?窗函数法设计FIR数字滤波器2106.2.1 ?FIR数字滤波器的窗函数法2106.2.2 ?常用的窗函数2136.2.3 ?用窗函数法设计FIR数字滤波器的MATLAB函数2176.3 ?频率采样法设计FIR数字滤波器2236.3.1 ?频率采样法设计FIR数字滤波器的基本原理2236.3.2 ?频率采样法设计线性相位滤波器的条件2246.3.3 ?逼近误差及其改进措施2256.4 ?等波纹最佳逼近法2306.4.1 ?等波纹最佳逼近基本原理2316.4.2 ?remez和remezord函数及应用2346.4.3 ?FIR数字微分器设计2366.4.4 ?FIR希尔伯特变换器设计2376.5 ?IIR和FIR数字滤波器的比较2386.6 ?特殊滤波器2396.6.1 ?全通滤波器2396.6.2 ?数字谐振器2406.6.3 ?数字陷波器2426.6.4 ?最小相位滤波器2446.6.5 ?梳状滤波器2456.6.6 ?正弦波发生器246小结247思考题247习题248第7章 ?多采样率数字信号处理2537.1 ?多采样率数字信号处理的工程需求2537.2 ?按整数因子抽取2537.3 ?按整数因子内插2567.4 ?按有理数因子的采样率转换2587.5 ?多采样率转换滤波器的设计2587.5.1 ?直接型FIR滤波器结构2597.5.2 ?多相滤波器结构2617.5.3 ?多级实现结构2637.5.4 ?用MATLAB设计采样率转换滤波器267小结268思考题268习题268第8章 ?数字信号处理的实现2708.1 ?数字信号处理的软件实现2708.2 ?数字信号处理中的有限字长效应2728.2.1 ?数值表示法对量化的影响2738.2.2 ?滤波器系数量化误差2758.2.3 ?模数转换器的量化误差2768.2.4 ?运算产生的误差2778.3 ?数字信号处理的应用举例2798.3.1 ?在音频信号处理中的应用2798.3.2 ?在图像处理中的应用2878.3.3 ?在蜂窝通信中的应用290小结292思考题292习题292参考文献294