本书主要介绍信号与信息处理的基础理论和应用方法。全书共分为8章，内容包括信号与信息处理的基本知识、连续时间信号的时域分析、连续时间信号的频域分析、连续时间信号的复频域分析、离散时间信号的时域分析、离散时间信号的频域分析、离散时间信号的复频域分析和信息论与编码。为了满足学生研究性学习的需要，本书大部分章节增加了思考题和上机练习题。 



        本书适合作为电气信息类专业本科生教材，主要面向自动化、通信工程、电子信息工程、计算机科学与技术、信息安全、测控和电气工程及自动化专业的学生，也可供有关科技人员参考。

        人才培养是高校的根本任务。寻求人才培养模式的突破，培养高素质创新型人才已经成为各国高等教育一项重要的战略任务。为了实现教育“面向现代化，面向世界，面向未来”的时代要求，坚持培养人才是根本、教学改革是核心的指导思想，信息学院在构建创新型人才培养模式方面进行了积极的探索和改革。
　　在2008年新实行的本科教学培养方案中，信息科学与工程学院开始不分专业按电气信息类招生。电气信息大类依据厚基础、宽口径、强素质、注重学科交叉的原则，培养在知识结构、能力结构和人文素质结构三方面兼顾的电子与电气信息领域的具有自主学习能力的复合型人才。
　　为了使学生能够较系统扎实地掌握本学科的基础理论、知识和技能，我们以创新理念为指导，吸收国内外高等教育改革和发展的先进经验，希望通过“信号与信息处理基础”精品课程的建设，带动教学内容、教学方法和手段的改革，全面提高教学水平和人才培养质量。
　　电气信息大类实行宽口径培养，学生入学后第一年完成本大类开设的全校性通识教育课程和大类基础课程学习；第二年按控制类、计算机类和信息通信类三个子类完成学科大类基础课程学习；后两年根据人才需求情况和学生的学习成绩、志愿情况可选择到本大类的七个专业（自动化、通信工程、电子信息工程、计算机科学与技术、信息安全、测控和电气工程、自动化）完成专业课程学习。
　　“信号与信息处理基础”作为2008版中南大学本科教学培养方案中电气信息类专业新开设的学科大类基础课程，将在第一个学年的第二个学期即2009年春季首次为2008级电气信息类学生开设。
　　当今是信息时代，在科学研究、生产建设和工程实践中，信号处理技术，特别是数字信号处理技术的应用日益广泛，信息技术在当今社会的重要性日渐体现，作为一名电气信息类的大学生，必须掌握信号与信息处理的基本原理和方法，了解它的应用。
　　“信号与信息处理基础”课程已经从通信工程和电子信息工程类专业的专业基础课程扩展成信息学科电气信息类学生的新增学科基础课。其内容也根据新技术以及教学对象的变化不断进行调整，其应用背景也从单一的通信系统扩展到了其他的信息处理系统。该课程是“信号与系统”、“数字信号处理”、“信息论与编码”课程的综合与提炼。
　　本教材以信号与信息处理的基础理论和方法为中心，内容包括：信号的基本知识、连续时间信号的时域分析、连续时间信号的频域分析、连续时间信号的复频域分析、离散时间信号的时域分析、离散时间信号的频域分析、离散时间信号的复频域分析和信息论与编码。本教材重视理论联系实际，适当增加关于信号处理的典型应用实例，并介绍了基于MATLAB语言的信号处理方法的计算机实现。考虑到学生的自主学习和教材内容的完整性，教材在信号分析中简要介绍了拉普拉斯变换和z变换。为了满足学生研究性学习的需要，在有些章节增加了思考题和上机练习题。
　　第1章绪论主要介绍信号与信息处理所涉及的基本概念、基本内容和分析方法。
　　第2章从连续时间信号时域的角度，介绍时域普通信号和奇异信号的基本运算及特殊运算。
　　第3章从连续时间信号频率的角度，利用傅里叶变换分析周期信号、非周期信号的频率特性，并介绍了相应的一些实际应用。
　　第4章主要介绍拉普拉斯变换及其性质，并利用拉普拉斯变换分析连续时间信号的复频域特性。
　　第5章主要介绍离散时间信号的基本概念、典型的离散序列以及序列的运算，并分析了离散时间信号的时域特性。
　　第6章研究了离散时间信号的频域分析，主要介绍序列的傅里叶变换以及离散傅里叶级数（DFS），并导出了离散傅里叶变换（DFT）。
　　第7章从离散时间信号复频域的角度，介绍离散时间序列的z变换及其性质，并利用z变换分析离散信号的复频域特性。
　　第8章介绍信息论与编码的基础知识，主要包括信息论、不确定性和信息、熵和平均互信息的概念，以及信息源编码定理、霍夫曼编码、信道编码定理和循环冗余校验码。
　　本教材的第1章由支国明、彭军编写，第2、3、4、7章由王玮编写，第5、6章由赵亚湘编写，第8章由梁建武编写。全书由彭军、李宏、支国明统稿，施荣华主审。
　　由于编者水平有限，书中可能存在不妥之处，欢迎读者批评指正。


        编者

     

        于中南大学



        信息科学与工程学院



        2008年12月

第1章  绪论
1?1  引言
1?1?1  信息、信号和信号分析与处理
1?1?2  信号分析与处理系统及其应用
1?1?3  本课程的体系结构
1?2  信号
1?2?1  信号的描述
1?2?2  信号的分类
1?2?3  信号的特性
1?3  离散时间基本信号
1?3?1  单位脉冲序列和单位阶跃序列
1?3?2  正弦序列
1?3?3  指数序列
1?4  连续时间基本信号
1?4?1  单位阶跃信号和单位冲激信号
1?4?2  正弦信号和指数信号
1?4?3  抽样函数
1?5  系统
1?5?1  连续时间系统及其描述
1?5?2  离散时间系统及其描述
1?5?3  系统特性
1?5?4  线性时不变系统
习题
第2章  连续时间信号的时域分析
2?1  信号间的基本运算
2?1?1  相乘
2?1?2  相加
2?2  普通信号的运算
2?2?1  平移
2?2?2  展缩
2?2?3  翻转
2?3  奇异信号的运算
2?3?1  抽样
2?3?2  平移
2?3?3  展缩
2?3?4  翻转
2?3?5  导数与积分
2?4  卷积积分
2?4?1  信号的两种分解表示
2?4?2  卷积积分的定义
2?4?3  卷积积分的图解法
2?4?4  卷积积分积分限的确定
2?4?5  卷积积分的性质
2?5  相关运算
习题
第3章  连续时间信号的频域分析
 


3?1  引言
3?2  周期信号的分解——傅里叶级数
3?2?1  三角形式
3?2?2  指数形式
3?3  周期信号的频谱分析
3?3?1  周期信号的频谱分析
3?3?2  周期信号的功率频谱
3?3?3  非正弦周期信号的有效值
3?4  非周期信号的分解——傅里叶变换
3?4?1  傅里叶级数到傅里叶变换
3?4?2  常用信号的傅里叶变换
3?4?3  奇异函数的傅里叶变换
3?5  傅里叶变换的性质
3?5?1  线性特性
3?5?2  奇偶特性
3?5?3  对称互易特性
3?5?4  时频展缩特性
3?5?5  时移特性
3?5?6  频移特性
3?5?7  时域卷积特性
3?5?8  乘积特性
3?5?9  时域微分和积分特性
3?5?10  频域微分和积分特性
3?5?11  非周期信号的能量谱
3?6  周期信号的傅里叶变换
3?7  信号的抽样与抽样定理、时分复用
习题
第4章  连续时间信号的复频域分析
4?1  拉普拉斯变换及其性质
4?1?1  拉普拉斯变换
4?1?2  拉普拉斯变换的性质
4?2  常用信号的拉普拉斯变换
4?3  拉普拉斯反变换
习题
第5章  离散时间信号的时域分析
5?1  离散时间信号的基本概念
5?2  常用的典型序列
5?3  序列的运算
习题
第6章  离散傅里叶变换
6?1  序列傅里叶变换及其性质
6?1?1  序列傅里叶变换的定义
6?1?2  序列傅里叶变换的性质
6?2  周期序列的离散傅里叶级数
6?3  离散傅里叶变换（DFT）的定义
6?4  DFT与DTFT的关系
6?5  离散傅里叶变换的基本性质
6?5?1  线性性质
6?5?2  循环移位性质
6?5?3  循环卷积定理
6?5?4  DFT的共轭对称性
6?5?5  Parseval定理
6?6  应用DFT计算线性卷积
6?7  应用DFT对信号进行频谱分析
6?7?1  利用DFT分析连续信号的频谱
6?7?2  利用DFT分析信号频谱时存在的几个问题
6?7?3  信号频谱分析举例
6?8  DFT应用举例
习题
第7章  离散时间信号的复频域分析
7?1  离散时间信号的z变换
7?2  常用信号的z变换
7?3  z变换的性质
7?4  逆z变换
习题
第8章  信息论与编码
8?1  信息论简介
8?1?1  信息
8?1?2  信息论的形成和发展
8?1?3  通信基本模型
8?2  不确定性和信息
8?3  熵和平均互信息
8?4  信源编码定理
8?5  霍夫曼编码
8?6  信道编码定理
8?6?1  信道的数学模型及其分类
8?6?2  信道容量
8?6?3  信道编码
8?7  循环冗余校验(CRC)码
8?7?1  线性分组码
8?7?2  循环码
8?7?3  循环冗余校验(CRC)码
习题
附录A  卷积积分的性质
附录B  傅里叶变换的性质
附录C  常用信号的傅立叶变换
附录D  拉普拉斯变换的性质
附录E  常用信号的拉普拉斯变换
附录F  z变换的性质
附录G  常用信号的z变换
附录H  Huffman编码
参考文献

无