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第一章 概述1

1.1 数字信号处理的基本概念1

1.2 数字信号处理的实现方法1

1.3 数字信号处理的特点2

1.4 数字信号处理的理论体系3

1.5 数字信号处理的应用4

1.6 数字信号处理的局限性4

第二章 MATLAB基础5

2.1 MATLAB的基本功能5

2.2 MATLAB的安装与基本设置6

2.3 MATLAB的基本操作8

2.4 MATLAB的基本运算11

2.5 MATLAB的绘图功能13

2.6 MATLAB的函数设计18

2.6.1 MATLAB的允许文件类型18

2.6.2 MATLAB的输入／输出语句19

2.6.3 MATLAB的控制语句20

2.6.4 MATLAB的函数建立21

2.6.5 MATLAB的帮助23

2.7 MATLAB中常用的信号处理函数23

第三章 离散信号与系统29

3.1 几个概念29

3.2 离散信号的表示与运算31

3.2.1 信号的表示31

3.2.2 信号的运算36

3.2.3 离散系统的表示与实现38

3.3 信号的采样与重构40

3.3.1 A／D转换40

3.3.2 D／A转换42

3.3.3 采样定理42

3.3.4 采样恢复46

第四章 离散傅立叶变换与z变换48

4.1 几种形式的傅立叶变换对48

4.1.1 时间连续、频率连续的傅立叶变换48

4.1.2 时间连续、频率离散的傅立叶变换—傅立叶级数49

4.1.3 时间离散、频率连续的傅立叶变换—离散时间傅立叶变换（DTFT）49

4.1.4 DTFT的性质53

4.2 z变换与z域的系统描述53

4.2.1 z变换及其收敛域54

4.2.2 z变换的基本定理与性质56

4.2.3 z反变换58

4.2.4 z域的系统描述59

4.3 离散傅立叶变换63

4.3.1 离散傅立叶变换定义63

4.3.2 离散傅立叶变换性质69

4.4 离散傅立叶变换的应用73

4.4.1 用DFT计算线性卷积73

4.4.2 用DFT进行谱分析77

4.5 快速傅立叶变换88

4.6 快速傅立叶变换应用实例90

4.7 离散余弦变换（DCT）92

4.8 线性调频z变换（CZT）94

第五章 数字滤波器结构98

5.1 IIR滤波器结构98

5.1.1 直接型99

5.1.2 级联型100

5.1.3 并联型105

5.2 FIR滤波器结构108

5.2.1 直接型109

5.2.2 级联型109

5.2.3 频率采样型110

第六章 IIR滤波器设计115

6.1 滤波器的基本概念115

6.2 典型IIR数字滤波器的设计117

6.2.1 模拟原型滤波器设计117

6.2.2 频率变换123

6.2.3 滤波器离散化128

6.3 IIR滤波器阶数的选择136

6.3.1 Butterworth滤波器阶数选择138

6.3.2 ChebyshevⅠ型滤波器阶数选择139

6.3.3 ChebyshevⅡ型滤波器阶数选择139

6.3.4 椭圆滤波器阶数选择140

6.4 完全滤波器设计141

6.4.1 Butterworth滤波器设计141

6.4.2 ChebyshevⅠ型滤波器设计144

6.5 IIR滤波器的应用举例144

第七章 FIR滤波器设计147

7.1 线性相位FIR滤波器的特征147

7.2 利用窗函数技术设计157

7.2.1 常用的窗函数MATLAB实现及特性157

7.2.2 数字低通滤波器的窗函数设计161

7.2.3 数字高通滤波器的窗函数设计164

7.2.4 数字带通滤波器的窗函数设计167

7.2.5 数字带阻滤波器的窗函数设计171

7.3 利用频率采样技术设计173

7.4 FIR滤波器的应用实例188

7.5 IIR滤波器和FIR滤波器的比较194

第八章 平稳随机信号分析基础196

8.1 平稳随机信号的统计描述196

8.1.1 离散随机过程196

8.1.2 平稳随机信号的数字特征197

8.2 相关函数的估计与应用207

8.2.1 相关函数的估计207

8.2.2 相关函数的应用209

8.3 功率谱估计与应用212

8.3.1 直接法213

8.3.2 改进的周期图法215

8.3.3 多窗口法221

8.3.4 最大熵法223

8.3.5 特征向量法225

8.3.6 方法比较228

第九章 同态信号处理231

9.1 广义叠加原理231

9.2 乘法同态系统232

9.3 卷积同态系统234

9.4 复倒谱的定义235

9.5 复倒谱的性质236

9.6 复倒谱的计算方法237

9.6.1 按定义计算238

9.6.2 最小相位序列的复倒谱241

9.6.3 复对数求导数计算法242

9.6.4 递推计算法244

9.7 同态系统的应用245

9.7.1 乘法同态系统的应用245

9.7.2 卷积同态系统的应用249

第十章 卡尔曼滤波技术及其应用256

10.1 系统基本运动模型256

10.2 卡尔曼滤波器基本原理257

10.3 常用的几种算法260

10.3.1 交互多模（IMM）算法260

10.3.2 变维滤波（VD）算法270

10.3.3 输入佑计（IE）算法281

10.3.4 最小二乘方法289

10.3.5 算法比较296

第十一章 自适应滤波297

11.1 自适应滤波原理297

11.1.1 最小均方误差（LMS）自适应算法298

11.1.2 递归最小二乘法（RLS）自适应算法302

11.2 自适应滤波器应用306

11.2.1 自适应干扰抵消306

11.2.2 自适应预测308

11.2.3 自适应建模312

11.2.4 自适应信号分离器312

第十二章 非平稳信号分析基础318

12.1 短时傅立叶变换318

12.1.1 时域表示318

12.1.2 频域表示319

12.1.3 不确定原理320

12.2 能量分布328

12.2.1 连续时间WD分布329

12.2.2 离散时间WD分布333

第十三章 非高斯信号分析与处理348

13.1 高阶累积量的定义与性质348

13.2 双谱的定义与性质351

13.3 双谱估计352

13.3.1 非参数化双谱估计353

13.3.2 参数化双谱估计364

13.4 高阶谱分析的应用389

13.4.1 利用双谱进行时延佑计389

13.4.2 噪声中信号检测393

第十四章 多速率数字信号处理398

14.1 信号整数倍抽取398

14.2 信号整数倍插值402

14.3 信号有理数倍速率转换405

第十五章 实验410

实验一 信号的表示410

实验二 信号的运算—卷积412

实验三 离散时间傅立叶变换414

实验四 模拟滤波器的设计417

实验五 IIR滤波器的设计419

实验六 FIR滤波器的设计422

实验七 功率谱估计424

实验八 同态信号处理431

实验九 自适应信号处理434

实验十 多速率数字信号处理437

实验十一 短时傅立叶变换与维格纳分布439

实验十二 随机信号的高阶谱分析443

实验十三 Kalman滤波在机动目标跟踪中的应用444

实验十四 交互多模（IMM）算法在目标跟踪中的应用472

参考文献484