详解MATLAB 数字信号处理

《详解MATLAB 数字信号处理》首先介绍MATLAB的发展史及影响、MATLAB的基本运算等,使读者对MATLAB有一个概略的了解。然后系统论述数字信号处理的基本概念、工作原理及在工程中的算法。精选科学和工程计算中常用的多个算法,全部采用了MATLAB语言编程实现,并结合实例对算法程序进行验证和分析。其中详细讲解了信号的分析基础、系统模型及数据采集分析、信号的变换、模拟滤波器、IIR滤波器设计、FIR滤波器、MATLAB的其他滤波器、随机信号及参数建模、信号在小波分析与处理中的应用等,最后举例介绍MATLAB在数字信号中的具体应用。 《详解MATLAB 数字信号处理》可作为通信、电子等相关专业高年级本科生和研究生的学习用书,也可供从事数字信号处理的工程设计人员参考。 内 容 简 介 前 言 目 录 第1 章 MATLAB 概述 1.1 MATLAB 简介 1.1.1 MATLAB 的发展史及影响 1.1.2 MATLAB 的功能特点 1.1.3 MATLAB R2009a 的新特点 1.2 MATLAB 的用户界面 1.2.1 MATLAB 命令窗口 1.2.2 MATLAB 命令历史窗口 1.2.3 MATLAB 工作内存浏览器窗口 1.2.4 MATLAB 的当前目录窗口 1.2.5 MATLAB 的M 编辑窗口 1.3 变量及赋值 1.3.1 标识符与数据格式 1.3.2 矩阵及其元素的赋值 1.4 MATLAB 的矩阵运算 1.4.1 矩阵的加减法 1.4.2 矩阵的乘除 1.4.3 MATLAB 索引或引用 1.4.4 数组操作和矩阵操作 1.5 M 文件的类型 1.5.1 数据文件 1.5.2 M 文件 1.6 MATLAB 程序结构流 1.6.1 顺序结构流 1.6.2 选择结构流 1.6.3 循环结构流 1.7 MATLAB 的数据结构 1.8 MATLAB 的帮助系统 1.8.1 联机帮助系统介绍 1.8.2 命令帮助系统介绍 第2 章 信号分析基础 2.1 时间信号及采样定理 2.1.1 时间信号 2.1.2 采样定理 2.2 信号的产生 2.3 连续时间信号在MATLAB 中的运算 2.3.1 信号的时移、反折和尺度变换 2.3.2 连续时间信号的微分与积分运算 2.3.3 信号的相加与相乘运算 2.3.4 信号的奇偶分解 2.4 连续时间LTI 系统的时域分析 2.4.1 连续时间系统零输入响应和零状态响应的符号求解分析 2.4.2 连续时间系统零状态响应的数值求解分析 2.4.3 连续时间系统冲激响应和阶跃响应分析 2.4.4 利用卷积积分法求系统的零状态响应 2.5 离散时间信号在MATLAB 中的运算 2.5.1 离散时间信号的基本运算 2.5.2 离散时间系统的响应 2.5.3 离散时间系统的单位取样响应 2.5.4 离散时间信号的卷积和运算 2.6 信号抽样及抽样定理 2.6.1 信号抽样分析 2.6.2 抽样定理分析 2.6.3 信号重建分析 第3 章 系统模型及数据采集分析 3.1 系统数学模型 3.2 系统的状态变量分析 3.2.1 状态方程与系统函数之间的转换 3.2.2 状态方程的变换域符号求解分析 3.2.3 状态方程的时域符号求解分析 3.2.4 系统方程的数值求解分析 3.3 数据采集过程 3.3.1 创建一个设备对象 3.3.2 获取或输出数据 3.4 函数参考 3.4.1 创建设备对象 3.4.2 获取并设置属性 3.4.3 处理数据 3.4.4 获取信息和帮助 3.4.5 综合应用 第4 章 信号的变换 4.1 Z 变换 4.1.1 Z 变换定义 4.1.2 Z 变换的性质 4.1.3 Z 反变换 4.1.4 Z 变换的MATLAB 实现 4.2 离散傅里叶变换 4.2.1 周期序列和傅里叶级数 4.2.2 离散傅里叶变换介绍 4.2.3 离散傅里叶变换的性质 4.2.4 离散傅里叶变换参数对频率分辨率的影响 4.3 快速傅里叶变换 4.3.1 快速傅里叶变换(FFT)的性质 4.3.2 快速傅里叶变换及其应用 4.3.3 运用快速傅里叶变换进行简单滤波 4.4 离散余弦变换 4.5 Chirp Z 变换 4.6 离散希尔伯特变换 第5 章 模拟滤波器 5.1 模拟滤波器的基本概念 5.2 模拟滤波器的原型设计 5.2.1 巴特沃思滤波器 5.2.2 切比雪夫滤波器 5.2.3 贝塞尔滤波器 5.2.4 椭圆滤波器 5.3 频率变换 5.4 模拟滤波器离散化分析 5.4.1 冲激响应不变法分析 5.4.2 双线性变换法分析 5.5 模拟滤波器的最小阶数选择 5.5.1 巴特沃思模拟滤波器阶数选择函数 5.5.2 切比雪夫I型模拟滤波器阶数选择函数 5.5.3 切比雪夫II型模拟滤波器阶数选择函数 5.6 模拟滤波器的性能测试 5.7 模拟滤波器的设计 5.7.1 模拟滤波器设计步骤 5.7.2 模拟滤波器设计函数 第6 章 IIR 滤波器设计 6.1 IIR 滤波器结构 6.1.1 直接型 6.1.2 级联结构与并联结构 6.2 常用模拟低通滤波器特性 6.2.1 振幅平方函数 6.2.2 模拟滤波器原型 6.3 从模拟滤波器设计IIR 滤波器 6.3.1 脉冲响应不变法 6.3.2 双线性变换法 6.4 IIR 滤波器的设计方法 6.4.1 经典设计法 6.4.2 直接设计法 6.5 高通滤波器的设计 6.5.1 模拟低通—数字高通变换 6.5.2 数字低通—数字高通变换 第7 章 FIR 滤波器 7.1 FIR 滤波器的结构 7.1.1 直接型结构 7.1.2 级联型结构 7.1.3 频率抽样型结构 7.1.4 快速卷积型结构 7.2 线性相位FIR 数字滤波器的特性 7.2.1 线性相位FIR 滤波器幅度特性 7.2.2 线性相位FIR 滤波器零点特性 7.3 基本窗函数法的FIR 滤波器设计 7.3.1 窗函数的原理 7.3.2 矩形窗 7.3.3 汉宁窗 7.3.4 海明窗 7.3.5 布莱克曼窗 7.3.6 凯赛窗 7.4 频率取样的FIR 滤波器设计 7.4.1 约束条件 7.4.2 设计误差 7.5 最优的FIR 滤波器设计 7.5.1 一般最优滤波器 7.5.2 加权最优滤波器 7.5.3 反对称FIR 滤波器 7.5.4 微分FIR 滤波器 7.6 IIR 与FIR 数字滤波器的比较 第8 章 其他滤波器 8.1 自适应滤波器 8.1.1 自适应滤波器设计原理 8.1.2 自适应滤波器在MATLAB 中的应用 8.2 格型滤波器 8.2.1 全零点格型滤波器 8.2.2 全极点格型滤波器 8.2.3 零极点的Lattice 结构 8.3 线性预测滤波器 8.3.1 线性预测滤波器模型 8.3.2 线性预测滤波器设计 第9 章 随机信号及参数建模 9.1 随机信号基本处理 9.1.1 随机信号的基本定义 9.1.2 离散随机过程的时域统计描述 9.1.3 离散随机过程的频域统计描述 9.2 功率谱估计 9.2.1 经典功率谱估计法 9.2.2 改进的直接法估计 9.2.3 AR 模型功率谱估计 9.2.4 部分现代谱估计的非参数方法 9.3 MUSIC 法功率谱估计 9.4 相干函数分析 9.5 参数建模 9.5.1 参数建模的基本概念 9.5.2 频率域建模 第10 章 小波分析在信号处理中的应用 10.1 信号的小波变换 10.1.1 信号的连续小波变换 10.1.2 信号的离散小波变换 10.1.3 信号的小波包 10.2 信号重构 10.2.1 信号的小波重构 10.2.2 信号的小波包重构 10.3 信号分析 10.3.1 分离信号的不同成分 10.3.2 识别某一频率区间内的信号 10.3.3 识别信号的发展趋势 10.4 信号去噪 10.4.1 信号阈值去噪 10.4.2 信号阈值去噪应用 10.5 提升小波变换用于信号处理 10.5.1 提升小波变换概述 10.5.2 提升小波 10.5.3 提升小波在信号处理中的应用 第11 章 MATLAB 在数字信号中的应用 11.1 雷达信号的产生 11.1.1 脉冲幅度调制 11.1.2 线性调频信号 11.1.3 相位编码信号 11.1.4 相位编码脉内线性调频混合调制信号 11.2 噪声和杂波的产生 11.2.1 随机热噪声 11.2.2 杂波的模拟与实现 11.3 小波在语音信号处理中的应用 11.3.1 小波在语音信号增强中的应用 11.3.2 小波在语音信号压缩中的应用 参 考 文 献