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第1章 MATLAB概述1

1.1MATLAB简介1

1.1.1MATLAB的发展史及影响1

1.1.2MATLAB的功能特点2

1.1.3MATLAB R2009a的新特点3

1.2MATLAB的用户界面4

1.2.1MATLAB命令窗口4

1.2.2MATLAB命令历史窗口5

1.2.3MATLAB工作内存浏览器窗口5

1.2.4MATLAB的当前目录窗口6

1.2.5MATLAB的M编辑窗口8

1.3变量及赋值9

1.3.1标识符与数据格式9

1.3.2矩阵及其元素的赋值9

1.4MATLAB的矩阵运算15

1.4.1矩阵的加减法15

1.4.2矩阵的乘除16

1.4.3MATLAB索引或引用17

1.4.4数组操作和矩阵操作19

1.4.5布尔数组操作19

1.5M文件的类型21

1.5.1数据文件21

1.5.2M文件21

1.6MATLAB程序结构流24

1.6.1顺序结构流24

1.6.2选择结构流25

1.6.3循环结构流28

1.7MATLAB的数据结构30

1.8MATLAB的帮助系统35

1.8.1联机帮助系统介绍35

1.8.2命令帮助系统介绍36

第2章 信号分析基础39

2.1时间信号及采样定理39

2.1.1时间信号39

2.1.2采样定理41

2.2信号的产生44

2.3连续时间信号在MATLAB中的运算52

2.3.1信号的时移、反折和尺度变换52

2.3.2连续时间信号的微分与积分运算53

2.3.3信号的相加与相乘运算54

2.3.4信号的奇偶分解55

2.4连续时间LTI系统的时域分析57

2.4.1连续时间系统零输入响应和零状态响应的符号求解分析57

2.4.2连续时间系统零状态响应的数值求解分析58

2.4.3连续时间系统冲激响应和阶跃响应分析60

2.4.4利用卷积积分法求系统的零状态响应61

2.5离散时间信号在 MATLAB中的运算63

2.5.1离散时间信号的基本运算63

2.5.2离散时间系统的响应64

2.5.3离散时间系统的单位取样响应65

2.5.4离散时间信号的卷积和运算68

2.6信号抽样及抽样定理70

2.6.1信号抽样分析70

2.6.2抽样定理分析72

2.6.3信号重建分析73

第3章 系统模型及数据采集分析77

3.1系统数学模型77

3.2系统的状态变量分析85

3.2.1状态方程与系统函数之间的转换85

3.2.2状态方程的变换域符号求解分析88

3.2.3状态方程的时域符号求解分析92

3.2.4系统方程的数值求解分析93

3.3数据采集过程95

3.3.1创建一个设备对象95

3.3.2获取或输出数据97

3.4函数参考100

3.4.1创建设备对象100

3.4.2获取并设置属性101

3.4.3处理数据104

3.4.4获取信息和帮助105

3.4.5综合应用109

第4章 信号的变换114

4.1Z变换114

4.1.1Z变换定义114

4.1.2Z变换的性质114

4.1.3Z反变换115

4.1.4Z变换的MATLAB实现116

4.2离散傅里叶变换118

4.2.1周期序列和傅里叶级数118

4.2.2离散傅里叶变换介绍118

4.2.3离散傅里叶变换的性质120

4.2.4离散傅里叶变换参数对频率分辨率的影响127

4.3快速傅里叶变换129

4.3.1快速傅里叶变换（FFT）的性质129

4.3.2快速傅里叶变换及其应用138

4.3.3运用快速傅里叶变换进行简单滤波141

4.4离散余弦变换143

4.5Chirp Z变换145

4.6离散希尔伯特变换147

第5章 模拟滤波器150

5.1模拟滤波器的基本概念150

5.2模拟滤波器的原型设计152

5.2.1巴特沃思滤波器152

5.2.2切比雪夫滤波器154

5.2.3贝塞尔滤波器158

5.2.4椭圆滤波器160

5.3频率变换161

5.4模拟滤波器离散化分析166

5.4.1冲激响应不变法分析166

5.4.2双线性变换法分析168

5.5模拟滤波器的最小阶数选择169

5.5.1巴特沃思模拟滤波器阶数选择函数169

5.5.2切比雪夫Ⅰ型模拟滤波器阶数选择函数170

5.5.3切比雪夫Ⅱ型模拟滤波器阶数选择函数171

5.6模拟滤波器的性能测试172

5.7模拟滤波器的设计176

5.7.1模拟滤波器设计步骤176

5.7.2模拟滤波器设计函数177

第6章 IIR滤波器设计185

6.1IIR滤波器结构185

6.1.1直接型185

6.1.2级联结构与并联结构187

6.2常用模拟低通滤波器特性196

6.2.1振幅平方函数196

6.2.2模拟滤波器原型196

6.3从模拟滤波器设计IIR滤波器206

6.3.1脉冲响应不变法206

6.3.2双线性变换法209

6.4IIR滤波器的设计方法212

6.4.1经典设计法212

6.4.2直接设计法215

6.5高通滤波器的设计217

6.5.1模拟低通—数字高通变换217

6.5.2数字低通—数字高通变换219

第7章 FIR滤波器220

7.1FIR滤波器的结构220

7.1.1直接型结构220

7.1.2级联型结构220

7.1.3频率抽样型结构221

7.1.4快速卷积型结构225

7.2线性相位FIR数字滤波器的特性225

7.2.1线性相位FIR滤波器幅度特性226

7.2.2线性相位FIR滤波器零点特性231

7.3基本窗函数法的FIR滤波器设计232

7.3.1窗函数的原理232

7.3.2矩形窗234

7.3.3汉宁窗235

7.3.4海明窗236

7.3.5布莱克曼窗238

7.3.6凯赛窗239

7.4频率取样的FIR滤波器设计242

7.4.1约束条件242

7.4.2设计误差242

7.5最优的FIR滤波器设计247

7.5.1一般最优滤波器247

7.5.2加权最优滤波器249

7.5.3反对称FIR滤波器250

7.5.4微分FIR滤波器251

7.6IIR与FIR数字滤波器的比较253

第8章 其他滤波器254

8.1自适应滤波器254

8.1.1自适应滤波器设计原理254

8.1.2自适应滤波器在MATLAB中的应用255

8.2格型滤波器258

8.2.1全零点格型滤波器258

8.2.2全极点格型滤波器260

8.2.3零极点的Lattice结构261

8.3线性预测滤波器262

8.3.1线性预测滤波器模型262

8.3.2线性预测滤波器设计264

第9章 随机信号及参数建模268

9.1随机信号基本处理268

9.1.1随机信号的基本定义268

9.1.2离散随机过程的时域统计描述268

9.1.3离散随机过程的频域统计描述272

9.2功率谱估计273

9.2.1经典功率谱估计法273

9.2.2改进的直接法估计278

9.2.3AR模型功率谱估计285

9.2.4部分现代谱估计的非参数方法291

9.3MUSIC法功率谱估计295

9.4相干函数分析298

9.5参数建模299

9.5.1参数建模的基本概念299

9.5.2频率域建模300

第10章 小波分析在信号处理中的应用303

10.1信号的小波变换303

10.1.1信号的连续小波变换303

10.1.2信号的离散小波变换306

10.1.3信号的小波包311

10.2信号重构313

10.2.1信号的小波重构313

10.2.2信号的小波包重构317

10.3信号分析319

10.3.1分离信号的不同成分319

10.3.2识别某一频率区间内的信号322

10.3.3识别信号的发展趋势324

10.4信号去噪325

10.4.1信号阈值去噪325

10.4.2信号阈值去噪应用328

10.5提升小波变换用于信号处理330

10.5.1提升小波变换概述330

10.5.2提升小波331

10.5.3提升小波在信号处理中的应用336

第11章 MATLAB在数字信号中的应用338

11.1雷达信号的产生338

11.1.1脉冲幅度调制338

11.1.2线性调频信号339

11.1.3相位编码信号341

11.1.4相位编码脉内线性调频混合调制信号342

11.2噪声和杂波的产生343

11.2.1随机热噪声344

11.2.2杂波的模拟与实现348

11.3小波在语音信号处理中的应用353

11.3.1小波在语音信号增强中的应用353

11.3.2小波在语音信号压缩中的应用355

参考文献358