通信系统中的多采样率信号处理(Multirate Signal Processing for Communication Sys....pdf-资料库

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E 回 FREDRIC J. HARRIS

来国外名校最新教材精选 :Jason 0曹喜 MuItirate Signal Processing for Communication Systems 11 通信系统中的多采样率信号处理〔美〕弗雷德里克· J ·哈里斯著 ri Fhu ri 3aO MhQU IJG hu --u capu 口口在 n α Q υ e 手 L 乎 ' U V - u 4L y f "、 υ - 4 ι 王霞张国梅' 刘树棠译审校刘树棠 i{jQ.~ω嗜害i 拿西安交通大学出版社 Xi 'an Jiaotong University Press

F redri c J. H arris Multirate signal Processing for Communication Systems EISBN: 978 - 0 -131 - 46511 - 4 Copyright @ 2004 , Pearson Education , Inc. Original edition published by Pearson Education , Inc. All Rights reserved. 本书原版由培生教育出版集团出版。版权所有，盗印必究。 Jason 嗜蕾 Authorize,d translatiòn from the English language edition , entitled MULTIRATE SIGNAL PROCESSING FOR COMMUNI CATION SYSTEMS , 1" Edition , 0131465112 by HARRIS , FREDRIC 上， published by Pearson Education , Inc , publishing as Prentice Hall PTR , Copyright @ 2004 Pearson Education , Inc. All rights reserved. No part of this book may be reproduced or transmitted in any form or by any means , electronic or me chanical , including photocopying , recording ør by any information storage retrieval system , without permission from Pearson Education , Inc. CHINESE SIMPLIFIED language edition published by PEARSON EDUCA TION ASIA L TD. , and XIAN JIAOTONG UNIVERSITY PRESS Copyright @ 2008. 陕西省版权局著作权合同登记号图字 25 - 2008 - 215 号本书封面财有 Pearson Education 出版集团激光防伪标签，无标签者不得销售。图书在版编自 (CIP) 鼓据通信系统中的多采样率信号处理/(美)哈里斯 (Harris ， F. J. ) 著 s 王震，张国梅，如j 树棠译. 一西安 z 西安交通大学出版社， 2008. 12 (国外名校最新教材精选) 书名原文: Multirate Signal Processing for Comrnunication Systems ISBN 978 -7 - 5605 - 2948 - 6 1.通… n. ①晗… ②王…③张…④ 刘… 皿.通信系统-信号处理-高等学校一教材 N. TN91 1. 72 中国版本图书馆 CIP 数据核字 (2008) 第 214164 号名通信系统中的多采样率信号处理书著者( 美〉弗雷德里克. J .哈里斯译策划编辑赵丽平责任编辑鲍援者王霞张国梅刘树棠出版发行西安交通大学出版社 (西安市兴庆南路 10 号邮政编码 710049) 网址 http: //www.xjtupress.com 电话 (029)82668357 82667874( 发行部) (029)82668315 82669096( 总编办) 传真 (029)82668280 印刷西安交通大学印刷厂本 787mmX 1 092mm 1/16 印张 24 开版次印次 2008 年 12 月第 1 版书号 ISBN 978 - 7 - 5605 - 2948 - 6/TN • 112 定价 49.80 元 2008 年 12 月第 1 次印刷字数 576 千字读者购书、书店添货如发现印装质量问题，请与本社发行中心联系、调换。订购热线 :(029)82665248 投稿热线 :(029)82665380 读者信箱 :banquanI809~126.com (029)82665249 版权所有僵权必究

\ Jason 嘻喜译者序多采样率数字信号处理 (Multirate Digital Signal Processing) 是自 20 世纪 70 年代开始发展起来的数字信号处理领域的一门重要技术，因其能灵活地转换采样率，已成为信号处理学科中的重要内容。从 20 世纪 80 年代初开始，多采样率数字信号处理技术已在工程实践中得到了广泛的应用，如通信系统、语音、图像压缩、数字音频系统、统计和自适应信号处理等，通过采样率的转换来降低信号处理的计算复杂度和数据存储量，从而高效率地完成信号的存储、传输和处理等。如今，随着软件元线电的兴起，多采样率数字信号处理已成为软件元线电中的关键技术之一。本书作者 Fredric J. Harris教授，在美国 SDSU( 圣地亚哥州立大学)通信系统与信号处理学院长期从事有关数字信号处理和通信系统的教学和研究工作。"多采样率信号处理"便是 Harris 教授所讲授的一门研究生课程，而本书的大部分内容则一直包含在这一课程的教学中。书中许多部分都反映了作者在长期从事多采样率信号处理的教学和研究工作中所形成的独特见解和观点，如递归全通滤波器的有关内容。他以独特的视角阐明了线性时变化TV) 或周期性时变 (PTV) 系统令人惊奇的特性。本书通过精选的内容，借助各种图形图表以及多采样率信号处理的大量实际应用实例，清晰而直观地为我们展现了多采样率信号处理的独特魅力。本书有两大特色: 一是许多问题的阐述都是基于工程实际应用背景，与工程应用紧密联系; 二是擅于借助图形图表以及对图形图表的解释来说明复杂的问题。正如作者所言，他是一条腿在学术界而另一条腿在商业界，在知识的殿堂和工业需求中邀游。本书不仅给出了产量的应用实例，而且在每章末尾都附有若干习题，并紧扣章节给出了参考文献，以方便读者能进一步地深入研究。本书的第 1 章至第 8 章由王霞翻译，其余章节由张国梅翻译。本书是在西安交通大学信息与通信工程系刘树棠教授的悉心指导和帮助下完成的。在本书翻译初稿完成后，刘树棠教授在认真审读完后给出了详细的修改意见和建议，对本书中译本的最后完成起到了重要作用。在此致以衷心地感谢。此外，在本书的翻译过程中还得到了西安交通大学信息与通信工程系殷勤业教授和任品毅副教授的关心和帮助，在此表示衷心地感谢。最后，向本书的责任编辑鲍援表示衷心地感谢，没有他们的帮助，本书将难以完成。原书中有少量输入和排版的疏漏，在翻译过程中做了改动。由于译者的水平有限和不可避免的主观片面性，翻译不当或表述不清之处在所难免，恳请广大读者及专家批评指正。一 5 一

i Jason 嗜蕾目Ij 1=1 数字信号处理 CDSP) 已经成为大学本科电气工程课程纲目中内容的精髓主体。从这个主体可以引出若干个有关方面形成相关的课目，诸如通信系统、信源编码、多媒体娱乐、雷达、声纳、医用和实验室仪器仪表以及其它，等等。多采样率信号处理就是这些主要方面中的一个。多采样率信号处理是处理在信号流程内一个或多个地方嵌入了采样率变化的这些概念、算法和结构等内容的主要部分。在某个特定信号处理任务的解决方案中需要包含多采样率信号处理，其原因有二。其一是降低实现的代价;其二是改进实现的性能。我个人认为，还有其三，那便是:运用一些灵巧的想法去解决问题，颇为有趣。当我们完成一个多采样率 DSP 设计时，我们总禁不住面带微笑，并洋洋得意地想"伙计，这太棒了!" 在 DSP 方面建立的传统概念与在模拟处理中所建立的是一样的。在这两个域中，都学会并应用了像卷积、傅里叶变换、传递函数、零点和极点等概念。如要区分这两类途径，我们在讨论这些概念的 DSP 版本中冠以修饰词"离散的"。这两种途径如此相似的原因是:它们两者都着重于线性时不变 CLTl)系统;因为对这类系统的分析和综合都很成熟。多采样率信号处理给设计人员提供了一种重要手段，而这点对于传统的 DSP 设计者来说是不具备的，因为他们首先考虑的是如何运用 DSP 技术来模仿模拟系统。我们都知道，这两个域(即连续和离散域)之间的接口是采样过程。在传统的 DSP 看法中，选取采样率要满足奈奎斯特准则，但是对问题本身来说却是次耍的。在多采样率信号处理中，信号处理链中采样率的选取和变化是最主要的考虑和选项。变化表样率的选项为 DSP 设计人员提供了额外的手段。具备嵌入采样率变化的离散系统以线性时变 CLTV) 或周期性时变 CPTV) 为特征。大多数人很少有在连续域中具有 LTV 特性滤波器的经历，因此当我们学会并利用它们时，它们的独特性质将会让我们感到既兴奋又惊奇! 在信号处理流程内变化采样率的能力会展现出一系列优越的处理策略并让性能得到增强二本书的一个永恒主题就是展现使用这些处理技巧的各种观点。首先要陈述的观点是:一个处理任务总是应该在最低的采样率(相对于信号带宽)下完成，这就是关注的信号分量的奈奎斯特率。我们知道，一个惯常的处理任务是通过滤波来减小信号带宽，然后降低采样率以与减小了的带宽相匹配的。我们首先的处理策略是交换滤波和采样率变化的次序，以便处理是在降低了的输出样本率而不是在高的输入样本率下进行。这种交换能被允许的条件称为 "Noble Id~ntity" 。在减小带宽之前降低采样率会产生输入频谱的混叠。事实上，多采样率信号处理允许并支持这种故意的混叠，经由后续处理可以将这种混叠展开。实际上，与多采样率信号处理相关的大多数技巧和性能改善都与因采样率变化而招致的频谱混叠有关。把故意混叠作为信号处理方法的一部分似乎违反直觉!特别是在数据采集过程中，我们一再被告诫不要将信号混叠。同时，认为这种混叠能被倒置过来的主张似乎更加令人生疑!但是，事实上当

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