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信号与系统 第2版

作者：

• I S B N ：978-7-111-56884-1
• 条码书号：9787111568841
• 上架日期：2017/9/14
• 出版日期：2017/9/25
• 版       次：2-1
• 出 版 社：
• 丛 书 名： 
• 页     数：482    

内容简介

在信号分析方面主要讲解连续和离散信号分析的基本理论和方法，内容包括：连续和离散信号的运算，连续周期信号的傅立叶级数，连续非周期信号的傅立叶变换、连续信号的拉普拉斯变换、离散信号(序列)的z变换等。在系统分析方面，主要讲解连续及离散系统的各种描述方法，包括：连续系统微分方程的建立、离散系统差分方程的建立，系统的系统函数的概念及其计算。在分析方法应用方面，则主要涉及卷积积分、卷积和以及傅立叶级数、傅立叶变换、拉普拉斯变换、z变换等方法求解线性系统等内容。

目       录

第2 版前言第1 版前言第1 章　概述  1　1. 1　信号  1　1. 2　系统  10　1. 3　关于MATLAB 的说明  15第2 章　连续时间信号与系统  17　2. 1　信号的基本运算  17　2. 2　信号的特性  22　2. 3　奇异函数族  28　2. 4　常用工程信号  38　2. 5　信号的广义傅里叶级数描述  42　2. 6　连续时间系统  49　2. 7　连续时间系统的特性  54　2. 8　卷积积分  63　2. 9　卷积积分的性质  71　2. 10　LTI 系统的微分方程描述  74　2. 11　LTI 微分方程的求解  76　2. 12　微分方程系统的特性  86　2. 13　系统的图形化建模与仿真  91　2. 14　LTI 系统的状态变量描述  96　2. 15　应用示例及MATLAB 实践  104　习题  113第3 章　离散时间信号与系统  123　3. 1　离散时间序列  123　3. 2　序列的运算  134　3. 3　序列的分解与卷积和  140　3. 4　序列的相关性  146　3. 5　卷积和与单位样值响应  152　3. 6　离散时间系统  158　3. 7　差分方程  165　3. 8　差分方程系统的特征  173　3. 9　数字滤波器  176　3. 10　应用示例及MATLAB 实践  181　习题  190第4 章　傅里叶分析  198　4. 1　三角函数系  198　4. 2　傅里叶级数  203　4. 3　傅里叶系数的对称性  211　4. 4　吉布斯现象  216　4. 5　傅里叶级数的收敛条件  218　4. 6　频谱的概念  219　4. 7　傅里叶级数的性质  226　4. 8　从傅里叶级数到傅里叶变换  235　4. 9　傅里叶变换与傅里叶级数的比较  242　4. 10　傅里叶变换的性质  246　4. 11　广义傅里叶变换  267　4. 12　傅里叶逆变换  272　4. 13　信号的采样和重构  274　4. 14　信号与系统的傅里叶分析  283　4. 15　应用示例及MATLAB 实践  297　习题  308第5 章　拉普拉斯变换与传递函数描述  319　5. 1　拉普拉斯变换  319　5. 2　收敛域及其性质  322　5. 3　单边拉普拉斯变换及其性质  328　5. 4　拉普拉斯逆变换  341　5. 5　求解含初始条件的微分方程  347　5. 6　传递函数与单位冲激响应  349　5. 7　系统的响应  353　5. 8　电路的传递函数  358　5. 9　电气系统与机电系统的相似性  363　5. 10　LTI 系统的性质和框图描述  367　5. 11　应用示例及MATLAB 实践  374　习题  382第6 章　z 变换  392Ⅶ　　6. 1　双边z 变换及其收敛域  392　6. 2　双边z 变换的性质及综合应用  400　6. 3　零点、极点和z 平面  408　6. 4　逆z 变换  412　6. 5　极点位置和序列的形式  424　6. 6　传递函数  428　6. 7　系统的响应  435　6. 8　频率响应函数  439　6. 9　单边z 变换  440　6. 10　系统方程与z 变换解  445　6. 11　系统的框图与仿真  448　6. 12　应用示例及MATLAB 实践  454　习题  464附录  475　附录A　傅里叶变换及其性质  475　附录B　拉普拉斯变换及其性质  477　附录C　z 变换及其性质  479参考文献  481

《现代通信原理：信号、系统与信息传输》 内容简介 在信息爆炸的时代，理解和掌握信息传输的奥秘至关重要。本书《现代通信原理：信号、系统与信息传输》旨在为读者构建一个扎实而全面的通信理论基础，深入剖析信号的本质、系统的特性以及信息如何在复杂的环境中被高效、可靠地传输。本书内容涵盖了通信系统中最为核心的概念和技术，力求在理论深度与实际应用之间取得平衡，让读者不仅理解“为什么”，更能掌握“怎么做”。 第一部分：信号的数学描述与分析 本部分将带领读者走进信号的世界，从最基本的概念出发，理解信号作为信息载体的本质。我们将从连续时间信号和离散时间信号两大类出发，介绍它们的数学模型、基本性质（如奇偶性、周期性、能量与功率）以及常见的信号类型，包括冲激信号、阶跃信号、指数信号、正弦信号等。 随后，我们将重点阐述信号的分析工具。傅里叶级数和傅里叶变换将是分析周期和非周期信号频域特性的核心。我们将详细讲解傅里叶变换的原理、性质及其在信号分析中的应用，包括频谱分析、带宽概念以及信号的能量谱和功率谱密度。理解信号的频域特性是设计和分析通信系统性能的关键。 此外，拉普拉斯变换和Z变换将作为处理更广泛信号和系统（包括不稳定系统）的强大工具被引入。我们将探讨它们与傅里叶变换的关系，以及在系统稳定性分析、零输入和零状态响应计算中的作用。 第二部分：线性时不变（LTI）系统的理论与分析 本部分将聚焦于通信系统中最基本也是最重要的组成部分——线性时不变（LTI）系统。我们将从LTI系统的定义出发，深入理解其线性叠加和时不变性两大核心特性。 卷积积分和卷积和将作为描述LTI系统输入-输出关系的基石。我们将详细推导和解释卷积的运算过程，并阐明它在系统响应计算中的核心地位。通过卷积，我们可以预测系统在任何输入信号作用下的输出。 系统的频率响应将是分析LTI系统在不同频率成分信号作用下行为的关键。我们将探讨如何通过系统的冲激响应来获得其频率响应，并理解滤波器的概念，包括低通、高通、带通和带阻滤波器，以及它们在信号去噪、选择和整形中的作用。 此外，本部分还将引入系统函数（传递函数）的概念，这是LTI系统在复频域（拉普拉斯域或Z域）的表示。系统函数能够直观地反映系统的极点和零点，从而揭示系统的稳定性、频率选择性以及其他重要特性。我们将学习如何利用系统函数进行系统分析和设计。 第三部分：通信系统的基本原理与模型 在掌握了信号与系统的基础理论后，本部分将把这些工具应用于实际的通信系统。我们将从信息论的基本概念入手，介绍信息源、信道和接收者模型，以及噪声对信息传输的影响。 调制与解调是通信系统的核心技术。我们将详细讲解模拟调制技术，包括幅度调制（AM）、调频（FM）和调相（PM），分析它们的原理、频谱特性、优缺点以及在不同应用场景下的适用性。 随着数字通信的兴起，数字调制技术变得愈发重要。我们将介绍基本的数字调制方式，如幅度键控（ASK）、频率键控（FSK）、相位键控（PSK）以及正交幅度调制（QAM）。这些技术通过对载波的数字参数进行改变来传输数字信息，是现代无线和有线通信的基石。 噪声是通信系统不可避免的挑战。我们将深入探讨各种类型的噪声，如加性高斯白噪声（AWGN），分析它们对信号的影响，并介绍衡量通信系统性能的关键指标——信噪比（SNR）。 第四部分：采样理论与数字信号处理 本部分将聚焦于将连续信号转换为数字信号的关键技术——采样。我们将深入讲解奈奎斯特采样定理，阐述采样率与信号带宽之间的关系，并解释欠采样和过采样可能带来的问题。 量化是将采样后的连续值转换为离散值的过程。我们将介绍量化误差的产生，以及不同的量化方法，如均匀量化和非均匀量化，并分析它们对信号保真度的影响。 编码是数字通信中确保信息可靠传输的重要手段。我们将介绍两种主要的编码类型：信源编码和信道编码。信源编码旨在去除信号中的冗余，提高传输效率（例如，霍夫曼编码、算术编码）；信道编码则旨在引入冗余，提高信号的抗噪声能力（例如，海明码、卷积码、Turbo码、LDPC码）。我们将探讨这些编码技术的原理和应用。 数字信号处理（DSP）是现代通信系统的灵魂。本部分将介绍离散傅里叶变换（DFT）及其高效实现——快速傅里叶变换（FFT），这使得在数字域进行频谱分析成为可能。我们将探讨数字滤波器（FIR和IIR）的设计与实现，以及它们在信号滤波、均衡等方面的应用。 第五部分：现代通信系统技术与展望 在完成基础理论的学习后，本部分将探讨一些现代通信系统中重要的技术和未来的发展趋势。 多路复用技术允许多个信号共享同一通信信道，大大提高了频谱利用率。我们将介绍常见的复用技术，如频分多址（FDM）、时分多址（TDM）、码分多址（CDM）和正交频分复用（OFDM）。OFDM作为一种高效的传输技术，在Wi-Fi、4G/5G通信中得到了广泛应用，我们将对其原理进行详细介绍。 无线通信作为当前信息传输的主流，我们将探讨其特有的挑战，如衰落、干扰和多径传播，并介绍应对这些挑战的技术，例如分集技术、均衡技术和先进的MIMO（多输入多输出）技术。 信息论的进一步探讨将有助于读者理解通信系统的理论极限，包括信道容量的概念以及香农编码定理。 最后，我们将展望未来通信技术的发展方向，如5G/6G通信、物联网（IoT）、人工智能在通信系统中的应用、量子通信等，为读者勾勒出通信科学的前沿图景。 目标读者 本书适合于通信工程、电子工程、信息工程、计算机科学与技术等相关专业的本科生、研究生，以及在通信、电子、计算机等领域工作的工程师和技术人员。对于希望系统学习通信理论，理解现代通信系统工作原理，并能进行相关系统设计与分析的读者来说，本书将是一本不可多得的参考书。 本书特色 理论严谨，逻辑清晰： 从基本概念出发，层层递进，构建完整的理论体系。 内容全面，覆盖广泛： 涵盖了从信号的数学描述到现代通信系统的各种关键技术。 注重理解，启发思考： 强调对核心概念的深入理解，而非简单的公式堆砌。 理论联系实际： 适时引入实际通信场景和应用，增强学习的针对性。 为进阶学习奠定基础： 为读者后续学习更深入的通信领域（如数字信号处理、信息论、无线通信等）打下坚实的基础。 通过学习本书，读者将能够深刻理解信息是如何从源头产生、经过编码、调制，在充满噪声和干扰的信道中传输，最终被接收端解码、解调并恢复其原始面貌的。这将为读者在快速发展的数字信息时代，解决实际通信问题，参与技术创新提供强大的知识支撑。