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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square7

1.2.2 三角波函数sawtooth7

1.2.3 线性调频信号函数chirp7

1.2.4 周期信号函数dirichlet7

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.m251

8.6.2 speechcoder1.m251

8.6.3 speechcoder2.m252

8.6.4 proclpc.m253

8.6.5 synlpc.m257

8.6.6 synlpc2.m259

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