数字信号处理——原理、算法与应用(第五版)(英文版)
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作者（美）JohnG.Proakis（约翰·G.普罗克斯）,DimitrisG.Manolakis（迪米特里·G.马诺莱克斯）
出版社电子工业出版社
ISBN9787121439810
出版时间2022-08
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定价158元
货号31514276
上书时间2024-06-30
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作者简介
JohnG.Proakis，美国东北大学电子与计算机工程系教授，研究方向为数字通信与数字信号处理，主要包括自适应滤波、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，已多次出版《数字信号处理》和《数字通信》等经典著作。
JohnG.Proakis，美国东北大学电子与计算机工程系教授，研究方向为数字通信与数字信号处理，主要包括自适应滤波、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，已多次出版《数字信号处理》和《数字通信》等经典著作。
目录
目录
第1章 引言/2
1.1 信号、系统和信号处理/2
1.1.1 数字信号处理系统的基本要素/4
1.1.2 数字信号处理相对于模拟信号处理的优势/5
1.2 信号分类/6
1.2.1 多通道信号和多维信号/6
1.2.2 连续时间信号与离散时间信号/9
1.2.3 连续值信号与离散值信号/10
1.2.4 确定性信号与随机信号/11
1.3 小结/12
习题/12
第2章 离散时间信号与系统/13
2.1 离散时间信号/14
2.1.1 一些基本的离散时间信号/15
2.1.2 离散时间信号分类/18
2.1.3 离散时间信号的简单处理/22
2.2 离散时间系统/26
2.2.1 系统的输入-输出描述/27
2.2.2 离散时间系统的框图表示/30
2.2.3 离散系统分类/33
2.2.4 离散时间系统的互连/41
2.3 离散时间线性时不变系统的分析/43
2.3.1 线性系统分析技术/44
2.3.2 将离散时间信号分解为冲激/45
2.3.3 LTI系统对任意输入的响应：卷积和/47
2.3.4 卷积的性质和LTI系统的互连/55
2.3.5 因果线性时不变系统/59
2.3.6 线性时不变系统的稳定性/61
2.3.7 具有有限持续时间和无限持续时间冲激响应的系统/64
2.4 差分方程描述的离散时间系统/65
2.4.1 递归和非递归离散时间系统/66
2.4.2 以常系数差分方程为特征的线性时不变系统/70
2.4.3 LTI系统在信号平滑中的应用/76
2.5 离散时间系统的实现/78
2.5.1 实现线性时不变系统的结构/79
2.5.2 FIR系统的递归和非递归实现/84
2.6 离散时间信号的相关性/86
2.6.1 互相关和自相关序列/88
2.6.2 自相关和互相关序列的性质/91
2.6.3 周期序列的相关性/95
2.6.4 输入-输出相关序列/98
2.7 小结/99
习题/100
计算机习题/116
第3章 z变换及其在LTI系统分析中的应用/122
3.1 z变换/122
3.1.1 直接z变换/123
3.1.2 逆z变换/131
3.2 z变换的性质/132
3.3 有理z变换/145
3.3.1 极点和零点/145
3.3.2 因果信号的极点位置和时域性质/149
3.3.3 线性时不变系统的系统函数/152
3.4 逆z变换/155
3.4.1 围线积分的逆z变换/155
3.4.2 幂级数展开的逆z变换/157
3.4.3 部分分式展开的逆z变换/159
3.4.4 有理z变换的分解/167
3.5 z域中线性时不变系统的分析/168
3.5.1 具有有理系统函数的系统响应/169
3.5.2 瞬态和稳态响应/170
3.5.3 因果关系和稳定性/171
3.5.4 极点-零点对消/173
3.5.5 多阶极点和稳定性/175
3.5.6 二阶系统的稳定性/176
3.6 单边z变换/180
3.6.1 定义和性质/181
3.6.2 差分方程的解/185
3.6.3 具有非零初始条件的零极点系统的响应/186
3.7 小结/189
习题/189
计算机习题/199
第4章 信号的频率分析/202
4.1 连续时间和离散时间信号中频率的概念/203
4.1.1 连续时间正弦信号/203
4.1.2 离散时间正弦信号/205
4.1.3 谐波相关复指数/208
4.1.4 模拟信号采样/210
4.1.5 采样定理/216
4.2 连续时间信号的频率分析/220
4.2.1 连续时间周期信号的傅里叶级数/222
4.2.2 周期信号的功率密度谱/225
4.2.3 连续时间非周期信号的傅里叶变换/230
4.2.4 非周期信号的能量密度谱/234
4.3 离散时间信号的频率分析/237
4.3.1 离散时间周期信号的傅里叶级数/237
4.3.2 周期信号的功率密度谱/241
4.3.3 离散时间非周期信号的傅里叶变换/244
4.3.4 傅里叶变换的收敛性/247
4.3.5 非周期信号的能量密度谱/250
4.3.6 傅里叶变换与z变换的关系/255
4.3.7 倒谱/257
4.3.8 单位圆上极点信号的傅里叶变换/258
4.3.9 信号的频域分类：带宽的概念/261
4.3.10 某些自然信号的频率范围/263
4.4 频域和时域信号的性质/264
4.5 离散时间信号的傅里叶变换的性质/267
4.5.1 傅里叶变换的对称性质/267
4.5.2 傅里叶变换定理和性质/274
4.6 小结/284
习题/285
计算机习题/295
第5章 LTI系统的频域分析/298
5.1 线性时不变系统的频域性质/298
5.1.1 对复指数和正弦信号的响应：频率响应函数/299
5.1.2 对正弦输入信号的稳态和瞬态响应/307
5.1.3 周期输入信号的稳态响应/309
5.1.4 非周期输入信号的稳态响应/310
5.2 LTI系统的频率响应/312
5.2.1 具有有理系统函数的系统的频率响应/312
5.2.2 频率响应函数的计算/315
5.3 LTI系统输出端的相关函数和频谱/319
5.4 作为频率选择滤波器的线性时不变系统/322
5.4.1 理想滤波器的性质/322
5.4.2 低通、高通和带通滤波器/326
5.4.3 数字谐振器/331
5.4.4 陷波滤波器/335
5.4.5 梳状滤波器/337
5.4.6 混响滤波器/341
5.4.7 全通滤波器/343
5.4.8 数字正弦振荡器/346
5.5 逆系统和反卷积/348
5.5.1 线性时不变系统的可逆性/349
5.5.2 最小相位、最大相位和混合相位系统/353
5.5.3 系统识别和反卷积/357
5.5.4 同态反卷积/359
5.6 小结/361
习题/362
计算机习题/377
第6章 信号的采样与重建/384
6.1 连续时间信号的理想采样和重建/384
6.2 连续时间信号的离散时间处理/395
6.3 连续时间带通信号的采样和重建/401
6.3.1 均匀或一阶采样/401
6.3.2 交错或非均匀二阶采样/407
6.3.3 带通信号表示/413
6.3.4 使用带通信号表示的采样/416
6.4 离散时间信号的采样/417
6.4.1 离散时间信号的采样和插值/417
6.4.2 带通离散时间信号的表示和采样/422
6.5 模数和数模转换器/423
6.5.1 模数转换器/424
6.5.2 量化和编码/425
6.5.3 量化误差分析/429
6.5.4 数模转换器/431
6.6 过采样数模和模数转换器/433
6.6.1 过采样数模转换器/433
6.6.2 过采样模数转换器/439
6.7 小结/440
习题/440
计算机习题/447
第7章 离散傅里叶变换：性质和应用/452
7.1 频域采样：离散傅里叶变换/452
7.1.1 离散时间信号的频域采样和重建/452
7.1.2 离散傅里叶变换（DFT）/457
7.1.3 作为线性变换的DFT/ 462
7.1.4 DFT与其他变换的关系/464
7.2 DFT的性质/468
7.2.1 周期性、线性和对称性/468
7.2.2 两个DFT的乘法和循环卷积/473
7.2.3 其他DFT性质/479
7.3 基于DFT的线性滤波方法/483
7.3.1 线性滤波中DFT的使用/484
7.3.2 长数据序列的过滤/488
7.4 使用DFT的信号频率分析/491
7.5 短时傅里叶变换/499
7.6 离散余弦变换/502
7.6.1 前向DCT/502
7.6.2 后向DCT/504
7.6.3 作为正交变换的DCT/505
7.7 小结/508
习题/509
计算机习题/514
第8章 DFT的高效计算：快速傅里叶变换算法/520
8.1 DFT的高效计算：FFT算法/520
8.1.1 直接计算DFT/ 521
8.1.2 计算DFT的分治法/522
8.1.3 基2 FFT算法/528
8.1.4 基4 FFT算法/536
8.1.5 分裂基FFT算法/541
8.1.6 FFT算法的实现/545
8.1.7 稀疏FFT算法/547
8.2 FFT算法的应用/548
8.2.1 两个实数序列的DFT的有效计算/548
8.2.2 2N点实数序列的DFT的有效计算/549
8.2.3 在线性滤波和相关中使用FFT算法/550
8.3 计算DFT的线性滤波方法/552
8.3.1 Goertzel算法/552
8.3.2 线性调频z变换算法/554
8.4 DFT计算中的量化效应/559
8.4.1 DFT直接计算中的量化误差/559
8.4.2 FFT算法中的量化误差/562
8.5 小结/565
习题/566
计算机习题/571
第9章 离散时间系统的实现/573
9.1 离散时间系统的实现结构/573
9.2 FIR系统的结构/575
9.2.1 直接形结构/576
9.2.2 级联形结构/577
9.2.3 频率采样结构/579
9.2.4 格形结构/584
9.3 IIR系统的结构/592
9.3.1 直接形结构/592
9.3.2 信号流图和转置结构/595
9.3.3 级联形结构/599
9.3.4 并联形结构/601
9.3.5 IIR系统的格形和格梯形结构/604
9.4 数的表示/611
9.4.1 数的定点表示/611
9.4.2 数的二进制浮点表示/615
9.4.3 舍入和截断产生的误差/618
9.5 滤波器系数的量化/623
9.5.1 滤波器系数量化灵敏度分析/623
9.5.2 FIR滤波器中系数的量化/630
9.6 数字滤波器中的舍入效应/634
9.6.1 递归系统中的极限环振荡/634
9.6.2 防止溢出的尺度变换/639
9.6.3 数字滤波器定点实现中量化效应的统计性质/641
9.7 小结/650
习题/651
计算机习题/662
第10章 数字滤波器的设计/665
10.1 一般考虑因素/666
10.1.1 因果关系及其影响/666
10.1.2 实际选频滤波器的性质/670
10.2 FIR滤波器的设计/671
10.2.1 对称和反对称FIR滤波器/671
10.2.2 使用窗口设计线性相位FIR滤波器/675
10.2.3 使用频率采样法设计线性相位FIR滤波器/682
10.2.4 最佳等波纹线性相位FIR滤波器的设计/688
10.2.5 FIR微分器的设计/700
10.2.6 希尔伯特变压器的设计/704
10.2.7 线性相位FIR滤波器设计方法的比较/708
10.3 由模拟滤波器设计IIR滤波器/710
10.3.1 通过导数近似的IIR滤波器设计/711
10.3.2 通过脉冲不变性设计IIR滤波器/715
10.3.3 通过双线性变换设计IIR滤波器/720
10.3.4 常用模拟滤波器的性质/725
10.3.5 基于双线性变换的数字滤波器设计的一些示例/735
10.4 频率变换/738
10.4.1 模拟域中的频率变换/738
10.4.2 数字域中的频率变换/740
10.5 小结/742
习题/743
计算机习题/749
第11章 多速率数字信号处理/756
11.1 简介/757
11.2 按因子D抽取/761
11.3 按因子I插值/766
11.4 按有理因子I/D进行采样率转换/768
11.5 采样率转换的实现/772
11.5.1 多相滤波器结构/772
11.5.2 滤波器和下采样器/上采样器的互换/773
11.5.3 使用级联积分器梳状滤波器的采样率转换/775
11.5.4 抽取和插值滤波器的多相结构/777
11.5.5 有理采样率转换的结构/780
11.6 采样率转换的多级实现/781
11.7 带通信号的采样率转换/785
11.8 任意因子的采样率转换/787
11.8.1 使用多相插值器进行任意重采样/788
11.8.2 使用Farrow滤波器结构进行任意重采样/788
11.9 多速率信号处理的应用/790
11.9.1 移相器的设计/790
11.9.2 具有不同采样率的数字系统接口/791
11.9.3 窄带低通滤波器的实现/792
11.9.4 语音信号的子带编码/793
11.10 小结/796
习题/796
计算机习题/802
第12章 多速率数字滤波器组和小波/806
12.1 多速率数字滤波器组/807
12.1.1 DFT滤波器组/807
12.1.2 均匀DFT滤波器组的多相结构/811
12.1.3 均匀DFT滤波器组的替代结构/813
12.2 双通道正交镜像滤波器组/816
12.2.1 消除混叠/818
12.2.2 QMF组的多相结构819
12.2.3 完全重建的条件/821
12.2.4 线性相位FIR QMF组/822
12.2.5 IIR QMF组/825
12.2.6 双通道FIR QMF组的完美重建/825
12.2.7 双通道仿酉QMF组/829
12.2.8 正交和双正交双通道FIR滤波器组/834
12.2.9 子带编码中的双通道QMF组/836
12.3 M信道滤波器组/836
12.3.1 M信道滤波器组的多相结构/839
12.3.2 M信道仿酉滤波器组/841
12.4 小波和小波变换/843
12.4.1 理想带通小波分解/845
12.4.2 信号空间和小波/850
12.4.3 多分辨率分析和小波/853
12.4.4 离散小波变换/855
12.5 从小波到滤波器组/862
12.5.1 膨胀方程/862
12.5.2 正交性条件/863
12.5.3 正交性和膨胀方程的含义/864
12.6 从滤波器组到小波/865
12.7 规则滤波器和小波/867
12.8 小结/872
习题/873
计算机习题/877
第13章 线性预测和最佳线性滤波器/879
13.1 随机信号、相关函数和功率谱/879
13.1.1 随机过程/880
13.1.2 平稳随机过程/881
13.1.3 统计（总体）平均值/881
13.1.4 联合随机过程的统计平均值/882
13.1.5 功率密度谱/884
13.1.6 离散时间随机信号/885
13.1.7 离散时间随机过程的时间平均值/886
13.1.8 平均遍历过程/887
13.1.9 相关遍历过程/888
13.1.10 LTI系统随机输入信号的相关函数和功率谱/890
13.2 平稳随机过程的新息表示/892
13.2.1 有理功率谱/895
13.2.2 滤波器参数和自相关序列之间的关系/896
13.3 前向和后向线性预测/897
13.3.1 前向线性预测/897
13.3.2 后向线性预测/900
13.3.3 格形前向和后向预测器的最佳反射系数/903
13.3.4 AR过程与线性预测的关系/904
13.4 正规方程的解/904
13.4.1 Levinson-Durbin算法/905
13.5 线性预测误差滤波器的性质/909
13.6 AR格形和ARMA格梯形滤波器/912
13.6.1 AR格形结构/912
13.6.2 ARMA过程和格梯形滤波器/914
13.7 用于滤波和预测的维纳滤波器/917
13.7.1 FIR维纳滤波器/918
13.7.2 线性均方估计中的正交性原理/920
13.7.3 IIR维纳滤波器/921
13.7.4 非因果维纳滤波器/926
13.8 小结/927
习题/928
计算机习题/933
第14章 自适应滤波器/937
14.1 自适应滤波器的应用/937
14.1.1 系统识别或系统建模/939
14.1.2 自适应信道均衡/940
14.1.3 宽带信号中窄带干扰的抑制/944
14.1.4 自适应谱线增强器/948
14.1.5 自适应噪声消除/948
14.1.6 自适应阵列/949
14.2 自适应直接形FIR滤波器――LMS算法/951
14.2.1 最小均方误差准则/952
14.2.2 LMS算法/954
14.2.3 相关随机梯度算法/957
14.2.4 LMS算法的性质/958
14.3 自适应直接形滤波器――RLS算法/965
14.3.1 RLS算法/965
14.3.2 LDU因式分解和平方根算法/970
14.3.3 快速RLS算法/972
14.3.4 直接形RLS算法的性质/974
14.4 自适应栅格格梯形滤波器/976
14.4.1 递推最小二乘格梯形算法/977
14.4.2 其他格形算法/998
14.4.3 格梯形算法的性质/999
14.5 自适应滤波算法的稳定性和鲁棒性/1003
14.6 小结/1004
习题/1005
计算机习题/1008
第15章 功率谱估计/1014
15.1 根据信号的有限持续时间观测估计频谱/1015
15.1.1 计算能量密度谱/1015
15.1.2 随机信号的自相关和功率谱估计：周期图/1020
15.1.3 DFT在功率谱估计中的应用/1025
15.2 功率谱估计的非参数方法/1028
15.2.1 Bartlett方法：平均周期图/1028
15.2.2 Welch方法：平均修正周期图/1029
15.2.3 Blackman和Tukey方法：平滑周期图/1032
15.2.4 非参数功率谱估计器的性能特征/1035
15.2.5 非参数功率谱估计的计算要求/1038
15.3 功率谱估计的参数方法/1040
15.3.1 自相关和模型参数之间的关系/1042
15.3.2 AR模型参数的Yule-Walker方法/1044
15.3.3 AR模型参数的Burg方法/1045
15.3.4 AR模型参数的无约束最小二乘法/1048
15.3.5 AR模型参数的序贯估计方法/1049
15.3.6 AR模型阶数的选择/1050
15.3.7 用于功率谱估计的MA模型/1051
15.3.8 功率谱估计的ARMA模型/1053
15.3.9 一些实验结果/1055
15.4 ARMA模型参数估计/1063
15.5 频谱估计的滤波器组方法/1068
15.5.1 周期图的滤波器组实现/1069
15.5.2 最小方差谱估计/1071
15.6 频谱估计的特征分析算法/1074
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