考虑到数字信号处理课程内容的系统性和实践性，本书把信号处理的基本概念和模拟信号的数字化处理也列入教学范围。本书紧紧围绕变换和滤波的基本理论进行组织，各章内容循序渐进，安排合理，重点围绕基础变换和滤波的基本算法进行论述，分析各种变换及滤波之间的关系。为加强对课程内容的理解与掌握，突出数字信号处理的技术应用及实际工程应用方法，全书每章都针对主要内容给出了MATLAB的实现方法和程序，读者可以直接在MATLAB软件平台上仿真实现。

本书系统地论述了数字信号处理的基本原理与概念、基本分析和设计方法、算法及MATLAB实现。全书共分7章，内容包括数字信号处理基础、模拟信号的数字化、离散时间信号与系统、Z变换、DFT与FFT、数字滤波器的结构及数字滤波器的设计。

本书在内容安排上突出基本概念和原理，注重各章节内容之间的联系，特别是各种信号变换处理之间的关系和应用。为了加深学生对基本理论和方法的理解与应用，每一章都结合主要内容，通过典型例题，说明用MATLAB进行数字信号处理的方法，并提供了相应的MATLAB程序。读者可以运行这些MATLAB程序，得到数据和图表，形象直观地认识所讨论的主要内容。各章均配有一定数量的习题和MATLAB上机实验，便于读者更进一步地理解、掌握和实际应用所学概念。

本书可作为高等工科院校通信、电子信息、计算机、信息工程、自动控制等相关专业的本科教材，也可供从事信号处理相关工作的科技工作者参考。

第1章 数字信号处理基础

 1.1 信号的基本概念

1.1.1 信号的定义

1.1.2 信号的分类

 1.2 信号在正交函数集中的分解

1.2.1 函数正交的定义

1.2.2 正交函数集的完备性

1.2.3 信号分解

 1.3 连续周期信号

1.3.1 周期信号的概念和性质

1.3.2 周期信号的傅里叶级数展开式

1.3.3 周期信号的频谱分析

1.3.4 周期信号的傅里叶变换

 1.4 连续非周期信号的傅里叶变换

 1.5 拉普拉斯变换

 1.6 信号的时频特性

1.6.1 信号的时域特性和频域特性之间的关系

1.6.2 频域分析法的特点

 1.7 MATLAB实现

1.7.1 利用MATLAB进行周期信号的傅里叶级数分解

1.7.2 利用MATLAB进行周期信号的频谱分析

 习题

第2章 模拟信号的数字化

 2.1 采样

2.1.1 模拟信号的特性限制

2.1.2 采样信号的时频特性

 2.2 频带受限信号的无失真采样

2.2.1 理想采样

2.2.2 理想采样信号的频谱

 2.3 奈奎斯特采样定理

 2.4 带通信号采样定理

 2.5 采样信号的内插

 2.6 量化

2.6.1 量化器的模型

2.6.2 量化器的性能

2.6.3 均匀量化

 2.7 采样和量化的工程实现

 2.8 MATLAB实现

2.8.1 模拟信号的数字化

2.8.2 由采样信号重构模拟信号

 习题

第3章 离散时间信号与系统

 3.1 时域离散信号

 3.2 常用的典型序列

 3.3 序列的基本运算

 3.4 线性时不变离散系统

3.4.1 线性系统

3.4.2 时不变系统

3.4.3 单位抽样响应与卷积和

3.4.4 系统的因果性和稳定性

 3.5 线性常系数差分方程

3.5.1 离散时间系统的差分方程

3.5.2 线性常系数差分方程的迭代法求解

 3.6 序列的傅里叶变换

3.6.1 序列傅里叶变换的定义

3.6.2 序列傅里叶变换的性质

 3.7 MATLAB实现

3.7.1 序列信号的MATLAB实现

3.7.2 常用信号的sIMULINK实现

3.7.3 序列信号基本运算的MATIAB实现

3.7.4 线性常系数一阶差分方程的MATLAB求解

3.7.5 离散时间序列傅里叶变换的MATLAB实现

 习题

第4章 Z变换

 4.1 Z变换

4.1.1 Z变换的定义

4.1.2 Z变换的收敛域

 4.2 Z反变换

 4.3 Z变换的性质和定理

 4.4 系统函数与差分方程

 4.5 系统频率响应的几何表示

 4.6 Z变换与拉普拉斯变换、傅里叶变换的关系

4.6.1 Z变换与拉普拉斯变换之间的关系

4.6.2 Z变换与模拟信号傅里叶变换的关系

4.6.3 Z变换与序列信号傅里叶变换的关系

 4.7 MATLAB实现

4.7.1 系统函数零极点的MATLAB求解

4.7.2 序列的Z变换和Z反变换的MATIAB求解

4.7.3 系统频谱响应的MATLAB计算分析

 习题

第5章 DFT与FFT

 5.1 DFT的定义及物理意义

5.1.1 DFT的定义

5.1.2 DFT的物理意义

 5.2 离散傅里叶级数(DFS)与DFT

5.2.1 离散傅里叶级数(DFS)

5.2.2 DFT与DFS

 5.3 DFT的性质与定理

5.3.1 DFT的隐含周期性

5.3.2 线性性质

5.3.3 循环移位性质

5.3.4 DFT的共轭对称性

5.3.5 循环卷积定理

5.3.6 DFT形式下的帕斯维尔(Parseval)定理

 5.4 频域采样

 5.5 基2时间抽取FFT算法

5.5.1 基2DIF FFT算法原理

5.5.2 DIF FFT运算量分析

5.5.3 DIF FFT算法的特点

 5.6 基2频率抽取FFT算法

5.6.1 DIF FFT算法原理

5.6.2 DIF FFT算法特点

5.6.3 DIF法与DIT法的异同

 5.7 IDFT的快速实现——IFFT算法

 5.8 MATLAB实现

5.8.1 利用MATLAB计算序列的DFT与IDFT

5.8.2 利用MATLAB验证DFT与DTFT的关系

5.8.3 利用MATLAB验证频域采样特性

5.8.4 利用MATLAB实现由DFT计算线性卷积

5.8.5 利用MATLAB进行频谱分析

 习题

第6章 数字滤波器的结构

 6.1 数字滤波器的原理、结构表示方法及分类

6.1.1 数字滤波器的基本原理

6.1.2 数字滤波器的结构表示方法

6.1.3 数字滤波器的分类

 6.2 IIR滤波器的特点和基本结构

6.2.1 IIR滤波器的特点

6.2.2 IIR直接型结构

6.2.3 IIR级联型结构

6.2.4 IIR并联型结构

6.2.5 IIR转置型结构

 6.3 FIR滤波器的特点和基本结构

6.3.1 FIR滤波器的特点

6.3.2 FIR直接型(卷积型、横截型)结构

6.3.3 FIR级联型结构

6.3.4 F1R频率采样型结构

6.3.5 FIR线性相位型结构

 6.4 MATLAB实现

6.4.1 IIR数字滤波器的结构实现

6.4.2 FIR数字滤波器的结构实现

 习题

第7章 数字滤波器的设计

 7.1 数字滤波器的基本概念

7.1.1 数字滤波器的设计过程

7.1.2 理想数字滤波器

7.1.3 数字滤波器的技术指标

7.1.4 数字滤波器的设计方法

 7.2 模拟滤波器的设计

7.2.1 模拟低通滤波器的设计

7.2.2 模拟高通滤波器的设计

7.2.3 模拟带通滤波器的设计

7.2.4 模拟带阻滤波器的设计

 7.3 IIR数字滤波器的设计

7.3.1 脉冲响应不变法

7.3.2 双线性变换法

7.3.3 频率变换法

 7.4 线性相位F1R滤波器的特点

 7.5 FIR数字滤波器的设计

7.5.1 窗函数法

7.5.2 频率采样法

 7.6 FIRDF与IIRDF的比较

 7.7 MATLAB实现

7.7.1 利用MATLAB设计IIR数字滤波器

7.7.2 利用MATLAB设计F1R数字滤波器

 习题

参考文献