《数字信号处理--原理、算法与应用(第四版)》学习

1.  内容简介：

前10章：确定性信号处理的知识，包括离散时间信号及系统的介绍、z变换、傅里叶变换、频率分析以及滤波器设计等。

后4章，介绍随机数字信号处理的知识，主要学习多速率数据信号处理、线性预测、自适应以及功率谱设计。

电子工业出版社，“国外电子与通信教材系列”；

覆盖了电路理论与应用、信号与系统、数字信号处理、微电子、通信系统、电磁场与电磁波等方面。

John G. Proakis 美国东北大学电子与计算机工程系教授

研究方向：数字通信与数字信号处理，注意包括自适应滤波、自适应通信系统、自适应均衡技术、多径衰落信道的通信、雷达侦测、信号参数估计、通信系统建模与仿真、最优化技术、统计分析等。

前10章，讲述了基本数字信号处理知识，依次为：

绪论、离散时间信号与系统、z变换及其在LTI系统分析中的应用、信号的频率分析、LTI系统的频域分析、信号的采样与重建、离散傅里叶变换的特性及应用、DFT的有效计算：快速傅里叶变换算法、离散时间系统的实现、数字滤波器设计。

后4章，介绍高级数字信号处理，包括为：

多速率数字信号处理、线性预测和最优线性滤波器、自适应滤波器以及功率谱估计。

附录A：介绍随机发生器

附录B：摘录了用于线性相位FIR滤波器设计的转换系数表。

•  第1章：绪论

描述模拟信号的魔术转换过程所涉及到的操作。描述了正弦信号的采样过程，解释了混叠问题，并且对信号量化和数模转换的一般术语进行了描述，但分析部分将留待后续章节描述。

• 第2章：离散时间信号与系统

主要论述时域的线性时不变（移不变）离散时间系统和离散时间信号。导出了卷积和，并根据系统的冲激响应周期，将其分为有限长冲激响应（FIR）和无限长冲激响应（IIR）。描述了由差分方程表征的线性时不变系统，并得到了具有初始条件的差分方程的解。本章最后总结了离散时间相关性问题。

• 第3章：Z变换及其在线性时不变系统分析中的应用

介绍z变换，包括双边z变换和单边z变换，并给出了确定逆z变换的方法。论证了在线性时不变系统的分析过程中如何使用z变换，并证实了系统的重要特性都与z域特征有关，如因果性和稳定性。

• 第4章：信号的频率分析

论述频域中的信号分析。描述了连续时间信号和离散时间信号的傅里叶级数和傅里叶变换。

• 第5章：LTI 系统的频率分析

通过频率响应函数表征了频域中的线性时不变（LTI）离散时间系统，并确定了对周期和非周期信号的响应。描述了一些重要类型的离散时间系统，包括谐振器、槽口滤波器，梳状滤波器、全通滤波器和振荡器等。同时，也考察了一些简单FIR和IIR滤波器的设计。此外，还介绍最小相位、混合相位和最大相位系统的概念，以及去卷积的问题。

• 第6章：信号的采样与重建

讲述连续时间信号的采样以及由采样信号重构原始信号的内容。所涉及的范围包括带通信号的采样和重构，离散时间信号的采样及模数和数模转换过程。本章中还包含有对过采样的模数和数模转换器的处理。

• 第7章：离散傅里叶变换的特性及应用

讨论DFT的性质和应用。描述了用DFT执行线性滤波的两种方法，并说明了使用DFT对信号进行频率分析的方法。本章最后讨论了离散余弦变换。

• 第8章：DFT 的有效计算：快速傅里叶变换算法

涉及DFT的有效计算。本章描述了基2、基4和分裂基快速傅里叶变换（FFT）算法，以及FFT算法在卷积和相关计算中的应用，对于用线性滤波计算DFT的方法，介绍了Goertzel算法和线性调频z变换两种方法。

• 第9章：离散时间系统的实现

介绍IIR和FIR系统的实现方法。包括直接型、级联型、并联型、格型和带抽头的格型滤波器结构的实现。本章同时分析了在数字实现FIR和IIR系统过程中的量化效应。

• 第10章：数字滤波器设计

介绍数字FIR和IIR滤波器的设计技术。设计技术包括离散时间的直接方法和通过各种变换将模拟滤波器转换成数字滤波器的方法。

• 第11章：多速率数字信号处理

介绍采样速率变换及其在多采样率数字信号处理中的应用。除了描述了通过整数和有理数因子的抽取和差值之外，还介绍了对于任意因子的采样率转换方法，以及多相位滤波器结构的实现。本章还讨论了数字滤波器组、二通道的正交镜像滤波器（QMF）和M通道的QMF组。

• 第12章：线性预测和最优线性滤波器

介绍线性预测和最优线性维纳滤波器。本章节还描述了求解归一化方程的Levison-Durbin算法和Schur算法，以及AR格型和ARMA格型抽头滤波器。

• 第13章：自适应滤波器

介绍基于LMS算法和递归最小平方(RLS)算法的单通道自适应滤波器。直接型FIR和格型RLS算法及滤波器结构均在本章介绍。

• 第14章：功率谱估计

讲述功率谱估计。描述了不带参数的方法和基于模型(带参数)的方法，还描述了基于特征组合的方法，包括MUSIC和ESPRIT。

附录A   随机数字发生器

附录B  线性相位 FIR 滤波器设计的转换系数表