北京邮电大学《数字信号处理》课程教学大纲

《数字信号处理》课程教学大纲

一、课程编号：1100020

二、课程名称：数字信号处理 ( 64学时)

Digital Signal Processing

三、课程教学目的

数字信号处理是现代信息处理和传输的基础课程之一，已经成为信号和信息处理、通信和电子、计算机科学和技术等专业的学生需要学习和掌握的基本知识。

本课程以离散时间信号与系统作为对象，在介绍经典理论的基础上，适当引入了现代信号处理的理论与方法以及Matlab仿真分析软件。通过本课程的学习，使得学生能够掌握确定性离散时间信号的频谱分析原理及快速实现方法，数字滤波器的设计及实现方法。使学生能够利用计算机技术来进行数字信号的处理，并根据实际需要分析、设计数字滤波系统。

本课程是进一步学习数字通信、图像处理、随机数字信号处理、无线通信、多媒体通信等专业课程的先修课程。

四、课程教学基本要求

1．掌握离散时间信号和系统的基本标识方法

2．掌握离散时间系统的基本特性、Z变换以及离散时间信号的傅立叶变换（DTFT）

3．掌握离散傅立叶变换（DFT）以及离散傅立叶变换的快速算法（FFT）

4．掌握数字滤波器的设计方法和结构

5．了解多速率信号处理的基本内容

五、教学内容及学时分配（含实验）

理论教学（56学时）

1．绪论2学时数字信号处理的特点、实现和应用

Matlab简介

2．离散时间系统的基本特性及流图10学时抽样与重建

离散系统及其普遍关系

信号流图及Mason公式

离散时间信号的傅立叶变换

Z变换及Z反变换（留数法）

Z变换与拉普拉斯、傅立叶变换的关系

离散系统的频域分析

3．离散傅立叶变换及其快速实现14学时DFS的定义及性质

DFT的定义、性质及应用

基2时间抽选法FFT

基2频率抽选法FFT

基4时间抽选法FFT

IDFT的快速算法

FFT应用（线性卷积的快速计算、CZT变换）

4．IIR数字滤波器的设计和实现12学时滤波器概述

模拟滤波器的设计

模拟滤波器的数字仿真

冲激响应不变法和双线性变换法的设计

IIR滤波器的频率变换设计

IIR数字滤波器的计算机辅助设计

IIR 滤波器的实现结构

5．FIR数字滤波器的设计10学时线性相位FIR滤波器的条件和特性概述

窗函数法

频率取样法

FIR数字滤波器的优化设计

FIR数字滤波器的实现结构

6．多速率信号的处理基础8学时抽取和内插的时域和变换域描述

抽取滤波器和内插滤波器

多相分解

正交镜像滤波器组

双通道滤波器组

实验教学（8学时）

1.利用FFT对离散信号的频谱进行分析2学时

2.IIR数字滤波器设计3学时

3.FIR数字滤波器设计3学时

六、教学重点、难点

重点：离散傅傅立叶变换和数字滤波器设计

难点：离散信号和系统的频域分析

七、先修课程：高等数学、线性代数、信号与系统

八、适用专业：通信工程、电子信息工程、电子信息科学与技术、电子科学与技术、光信息科学与技术、电信工程及管理

九、使用教材及参考书目

教材：《数字信号处理》，门爱东、苏菲、王雷、王海婴、李江军编著，科学出版社，2009 《数字信号处理教程》，程佩清编，清华大学出版社，2007

参考书目：

1．《Digital Signal Processing------A computer-Based Approach, Second Edition》，[美] Sanjit K. Mitra 著，电子工业出版社，

2．《数字信号处理》，陈后金主编，高等教育出版社，2005

3．《数字信号处理：理论、算法与实现》，胡广书编，清华大学出版社，2003

执笔人: 苏菲门爱东