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第1章 离散时间信号与系统 1

1.1 离散信号及其MATLAB实现 1

1.1.1 单位抽样序列（单位冲激）δ（n） 1

1.1.2 单位阶跃序列u（n） 3

1.1.3 正弦型序列 4

1.1.4 实指数序列 4

1.1.5 复指数序列 4

1.1.6 随机序列 5

1.2 波形发生器 6

1.1.7 周期序列 6

1.2.1 方波函数square 7

1.2.2 三角波函数sawtooth 7

1.2.3 线性调频信号函数chirp 7

1.2.4 周期信号函数dirichlet 7

1.2.5 sinc函数 8

1.2.6 rectpuls函数产生非周期的、单位高度的矩形信号 8

1.2.7 gauspuls函数产生高斯调制正弦脉冲 8

1.2.8 tripuls函数产生三角形脉冲信号 8

1.3 序列的操作 9

1.3.1 信号相加 9

1.2.10 vco函数 9

1.2.9 pulstrain函数 9

1.3.2 信号相乘 10

1.3.3 倍率 11

1.3.4 移位 11

1.3.5 折叠 11

1.3.6 样本和 11

1.3.7 样本积 11

1.3.8 信号能量 11

1.4 离散系统及其MATLAB实现 12

1.4.1 线性系统基本概念 12

1.4.2 线性移不变系统的性质 13

1.4.3 离散系统的MATLAB实现 15

第2章 信号变换 24

2.1 Z变换 24

2.1.1 Z变换定义 24

2.1.2 Z变换性质 24

2.1.3 Z反变换 25

2.1.4 Z变换的工程应用 26

2.2 离散傅立叶变换 29

2.2.1 DFT定义 29

2.2.2 DFT涉及的基本概念 31

2.2.3 DFT的基本性质定理 36

2.2.4 几点说明 39

2.3 快速傅立叶变换（FFT） 40

2.3.1 直接DFT算法存在的问题及改进 41

2.3.2 按时间抽取（DIT）基-2FFT算法 41

2.3.3 按频率抽取（DIF）基-2点FFT算法 44

2.3.4 混合基FFT算法 46

2.3.5 基-4FFT算法 47

2.3.6 快速傅立叶反变换 48

2.3.7 线性卷积的FFT算法 48

2.3.8 重叠保留法与重叠相加法 50

3.1.1 数字滤波器表示方法 53

第3章 数字滤波器的基本结构 53

3.1 数字滤波器概述 53

3.1.2 研究滤波器实现结构的意义 54

3.2 IIR滤波器结构 54

3.2.1 直接型 55

3.2.2 基本二阶节的级联结构和并联结构 57

3.3 FIR滤波器的结构 64

3.3.1 横截型结构 65

3.3.2 级联型结构 66

3.3.3 频率抽样型结构 67

3.4 格型滤波器结构 72

3.3.4 快速卷积型结构 72

3.4.1 全零点格型滤波器 73

3.4.2 全极点格型滤波器 75

3.4.3 零极点ARMA系统的Lattice结构 76

第4章 IIR滤波器的设计 79

4.1 数字滤波器概述 79

4.1.1 数字滤波器的数学描述与分类 79

4.1.2 设计步骤 80

4.1.3 设计方法 80

4.2.2 三种模拟低通滤波器的设计 81

4.2.1 振幅平方函数 81

4.2 常用模拟低通滤波器特性 81

4.3 根据模拟滤波器设计IIR滤波器 94

4.3.1 脉冲响应不变法 95

4.3.2 双线性变换法 105

4.4 从模拟滤波器低通原型到数字滤波器 114

4.4.1 低通变换 115

4.4.2 高通变换 117

4.4.3 带通变换 121

4.4.4 带阻变换 123

4.5 从低通数字滤波器到各种数字滤波器的频率变换 125

4.5.1 低通—低通（LP—LP） 126

4.5.2 低通—高通（LP—HP） 127

4.5.3 低通—带通（LP—BP） 128

4.5.4 低通—带阻（LP—BS） 130

第5章 FIR滤波器设计 132

5.1 线性相位FIR数字滤波器的特性 132

5.1.1 线性相位特性 132

5.1.2 线性相位FIR滤波器的幅度特性 133

5.1.3 线性相位FIR滤波器的零点特性 140

5.2 基于窗函数法的FIR滤波器设计 141

5.2.1 矩形窗 144

5.2.2 汉宁窗（升余弦窗） 144

5.2.3 汉明窗（改进的升余弦窗） 146

5.2.4 布莱克曼窗（三阶升余弦窗） 147

5.2.5 凯塞窗 149

5.3 基于频率取样法的FIR滤波器设计 151

5.3.1 基本思想 151

5.3.2 设计方法 151

5.3.3 约束条件 151

5.3.4 设计误差 152

5.4 FIR数字滤波器的最优化设计 162

5.4.1 非线性最优法等波纹滤波器的设计 163

5.4.2 插值解法 164

5.4.3 雷米兹（Remez）交替算法 165

5.5 IIR与FIR数字滤波器的比较 176

第6章 随机信号处理 177

6.1 随机信号处理基础 177

6.1.1 定义 177

6.1.2 离散随机过程的时域统计描述 177

6.1.3 离散随机过程的频域统计描述 179

6.2 随机信号处理中常用命令及其使用格式 180

6.2.1 随机数的产生 180

6.2.2 随机变量的概率密度计算 182

6.2.3 随机变量的数字特征 188

6.3.1 经典功率谱估计方法 196

6.3 功率谱估计 196

6.3.2 改进的直接法估计 202

6.3.3 AR模型功率谱估计 209

6.3.4 现代谱估计的非参数方法 215

第7章 随机信号的参数建模 224

7.1 基于时域的建模 225

7.1.1 三种参数模型 225

7.1.2 时域建模原理——AR模型参数的估计方法 226

7.1.3 线性预测方法（AR模型） 234

7.1.4 prony方法（ARMA模型） 235

7.1.5 Steiglitz-McBride方法（ARMA模型） 236

7.2 基于频域的建模 238

第8章 MATLAB在语音编码中的应用 241

8.1 背景 241

8.2 简单LPC音码器 242

8.2.1 原理 242

8.2.2 预加重滤波器 243

8.2.3 LPC系数的量化 245

8.3 声激励LPC音码器 245

8.4 性能分析 246

8.4.1 比特率 246

8.4.4 客观性能评价 247

8.4.2 系统总延迟 247

8.4.3 计算复杂性 247

8.4.5 客观质量 248

8.4.6 部分信噪比 249

8.4.7 质量性能的折衷考虑 249

8.5 结论 250

8.6 实现代码 250

8.6.1 main.m 251

8.6.2 speechcoder1.m 251

8.6.3 speechcoder2.m 252

8.6.4 proclpc.m 253

8.6.5 synlpc.m 257

8.6.6 synlpc2.m 259

第9章 MATLAB在雷达信号处理中的应用 262

9.1 雷达信号的产生 262

9.1.1 脉冲幅度调制 262

9.1.2 线性调频信号（LFM） 264

9.1.3 相位编码信号（PSK） 265

9.1.4 相位编码脉内线性调频混合调制信号 267

9.2 噪声和杂波的产生 268

9.2.1 随机热噪声 268

9.2.2 杂波的模拟和实现 273

9.3 数字化正交解调和脉冲压缩处理 287

9.3.1 数字化正交解调 287

9.3.2 脉冲压缩处理 292

9.4 雷达信号数字处理技术 299

9.4.1 固定对消 299

9.4.2 动目标显示（MTI）和动目标检测（MTD） 299

9.4.3 恒虚警处理（CFAR） 306

9.4.4 积累处理 311

9.5 雷达系统仿真 315

参考文献 325