本书系统地讨论了数字信号处理的基本理论与概念、基本分析方法及算法的软件实现。在阐述数字信号处理基础理论的同时，介绍了各章的知识背景、主要内容和学习要求。适合作为理工科通信、电子、计算机等相关专业的大学本科、专科生和研究生教材，也可作为从事相关领域的科技工作者学习掌握数字信号处理理论的参考书。

本书系统地讨论了数字信号处理的基本理论与概念、基本分析方法及算法的软件实现。全书共9章，第1章介绍离散时间信号与系统的基本概念； 第2、第3章分别介绍离散时间信号及系统的变换域分析，即Z变换和傅里叶变换； 第4、第5章讨论离散傅里叶变换和快速傅里叶变换； 第6～第8章讨论数字滤波器的结构、理论及计算机辅助设计方法； 第9章阐述数字信号处理实现中的有限字长效应。

本书在阐述数字信号处理基础理论的同时，介绍了各章的知识背景、主要内容和学习要求。各章节内容循序渐进，形式简洁，概念准确，并给出典型例题以强化知识点的学习； 各章节还提供相应的Matlab程序，编程用的语句和程序结构由浅入深，并详尽解释新出现的语句和函数，不需要专门学习Matlab语言就能理解。读者利用给出的Matlab程序可以得到数据和图表，形象直观地认识所讨论的算法设计问题。本书各章节衔接紧密，条理清楚，系统性强，各章配有习题，便于所学知识的巩固与自学。

本书适合作为理工科通信、电子、计算机等相关专业的大学本科、专科生和研究生教材，也可作为从事相关领域的科技工作者学习掌握数字信号处理理论的参考书。

绪论

0.1数字信号处理系统的组成

0.2数字信号处理的特点

0.3数字信号处理学科的内容

0.4数字信号处理的实现

0.5数字信号处理系统的应用领域

第1章 离散时间信号与系统

1.1引言

1.2离散时间信号——序列

1.2.1序列的定义及表示

1.2.2序列的基本运算

1.2.3几种常用序列

1.2.4序列的周期性

1.2.5用单位脉冲序列表示任意序列

1.3离散时间系统

1.3.1离散时间系统的定义及表示

1.3.2线性时不变系统

1.3.3单位脉冲响应与卷积和

1.3.4线性时不变系统的性质

1.3.5因果系统和稳定系统

1.4线性常系数差分方程

1.4.1离散时间系统的数学模型——差分方程

1.4.2线性常系数差分方程求解

1.5连续时间信号的取样

1.5.1理想取样

1.5.2信号恢复

1.6Matlab实现

1.6.1常用序列的Matlab实现

1.6.2序列运算的Matlab实现

1.6.3Matlab求解离散系统的差分方程

习题

第2章 序列的Z变换与傅里叶变换

2.1引言

2.2序列的Z变换

2.2.1Z变换及其收敛域的定义

2.2.2几种序列的Z变换及其收敛域

2.2.3逆Z变换

2.2.4Z变换的性质和定理

2.2.5利用Z变换求解差分方程

2.3序列的傅里叶变换

2.3.1序列傅里叶变换的定义

2.3.2序列傅里叶变换的性质

2.3.3周期序列的傅里叶级数表示

2.3.4周期序列的傅里叶变换表示

2.4序列的Z变换与连续时间信号的拉普拉斯变换、傅里叶变换的关系

2.5Matlab实现

2.5.1序列逆Z变换的Matlab实现

2.5.2周期序列傅里叶级数的Matlab实现

习题

第3章 离散时间系统的变换域分析

3.1引言

3.2系统函数

3.2.1系统函数的定义

3.2.2系统的零极点对系统特性的影响

3.2.3系统的因果性和稳定性

3.3线性时不变系统的频率响应

3.3.1频率响应的定义

3.3.2频率响应的几何确定法

3.3.3全通系统

3.3.4最小相位系统

3.4无限脉冲响应系统和有限脉冲响应系统

3.5Matlab实现

3.5.1系统函数的Matlab计算

3.5.2利用系统函数求解系统输出的Matlab实现

3.5.3利用Matlab计算系统频率响应

习题

第4章 离散傅里叶变换

4.1引言

4.2离散傅里叶变换的定义

4.2.1离散傅里叶变换的定义

4.2.2DFT和Z变换、序列的傅里叶变换的关系

4.2.3DFT的隐含周期性

4.3离散傅里叶变换的基本性质

4.3.1线性性质

4.3.2循环移位性质

4.3.3循环卷积定理

4.3.4复共轭序列的DFT

4.3.5DFT的共轭对称性

4.4频域取样

4.4.1频域取样

4.4.2X（z）的内插公式

4.5离散傅里叶变换的应用

4.5.1用DFT计算线性卷积

4.5.2用DFT对连续信号进行谱分析

4.5.3用DFT对序列进行谱分析

4.6Matlab实现

4.6.1DFT物理意义的Matlab实现

4.6.2用DFT计算线性卷积的Matlab实现

4.6.3频域取样定理的Matlab实现

4.6.4高密度谱与高分辨率谱差异的Matlab实现

习题

第5章 快速傅里叶变换

5.1引言

5.2直接计算DFT的问题及改进的途径

5.2.1DFT的运算量

5.2.2减少运算工作量的途径

5.3按时间抽取的基2FFT算法（库利图基算法）

5.3.1算法原理

5.3.2按时间抽取基2FFT算法与直接计算DFT运算量的比较

5.3.3按时间抽取的FFT算法的特点

5.3.4按时间抽取的FFT算法的其他形式流图

5.4按频率抽取的基2FFT算法（桑德图基算法）

5.4.1算法原理

5.4.2频率抽取法与时间抽取法的异同

5.5快速傅里叶逆变换（IFFT）算法

5.6N为复合数的FFT算法

5.7线性调频Z变换算法

5.7.1CZT算法原理

5.7.2CZT变换的实现步骤

5.7.3运算量的估算

5.8Matlab实现

5.8.1用FFT进行谱分析的Matlab实现

5.8.2用CZT进行谱分析的Matlab实现

习题

第6章 数字滤波器的基本结构

6.1引言

6.2数字滤波器的基本概念

6.2.1数字滤波器的描述

6.2.2数字滤波器的分类

6.3无限脉冲响应滤波器的结构

6.3.1直接型

6.3.2正准型

6.3.3级联型

6.3.4并联型

6.4有限脉冲响应滤波器的结构

6.4.1直接型

6.4.2级联型

6.4.3线性相位结构

6.4.4频率取样型结构

习题

第7章 无限脉冲响应数字滤波器的设计

7.1引言

7.2数字滤波器的技术指标与设计方法

7.2.1数字滤波器的技术要求

7.2.2数字滤波器的设计方法

7.3用模拟滤波器设计IIR数字滤波器

7.3.1模拟滤波器的设计

7.3.2脉冲响应不变法

7.3.3双线性变换法

7.3.4设计IIR数字滤波器的频率变换法

7.4IIR数字滤波器的优化设计

7.4.1频率最小均方误差设计

7.4.2IIR数字滤波器的时域直接设计

7.5IIR数字滤波器的Matlab仿真实现

7.5.1IIR数字滤波器设计

7.5.2模拟滤波器到数字滤波器的转换

习题

第8章 有限脉冲响应数字滤波器的设计

8.1引言

8.2利用窗函数法设计FIR滤波器

8.3利用频率取样法设计FIR滤波器

8.4FIR数字滤波器的优化设计

8.5IIR与FIR数字滤波器的比较

8.6FIR数字滤波器的Matlab仿真实现

8.6.1窗函数法设计FIR滤波器

8.6.2FIR滤波器的优化设计

习题

第9章 数字信号处理中的有限字长效应

9.1引言

9.2数的表示及其运算对量化的影响

9.2.1定点运算和浮点运算

9.2.2负数的原码、补码、反码表示

9.2.3截尾效应和舍入效应

9.3输入信号的量化误差

9.3.1A/D转换器的量化效应

9.3.2量化误差的统计分析

9.3.3量化误差（白噪声）通过线性系统

9.4数字滤波器的系数量化误差

9.4.1系数量化误差对滤波器稳定性的影响

9.4.2系数量化误差对系统零点和极点位置的影响

9.4.3滤波器频率特性误差的估计

9.5数字滤波器运算中的有限字长效应

9.5.1IIR滤波器定点运算舍入误差的统计分析

9.5.2IIR滤波器定点运算的动态范围

9.5.3IIR滤波器定点运算的零输入极限环振荡和溢出振荡

习题

附录A Matlab的使用

附录B 数字信号处理中常用的Matlab函数

参考文献