科目代码：F1904

科目名称：数字信号处理

适用专业：通信与信息系统、电子与通信工程（专业学位）

一、考试要求

本考试大纲适用于河北工业大学电子信息工程学院通信与信息系统、电子与通信工程（专业学位）专业研究生招生复试。数字信号处理是信息与通信工程学科的主要专业基础课程，它的主要内容包括时域离散信号和离散LTI系统的频域分析，离散傅里叶变换及其快速实现算法，时域离散系统的网络结构，IIR和FIR数字滤波器的设计。要求考生对时域离散信号处理的原理和方法有较深入的了解，熟练掌握各种数字滤波器的特点和设计方法，并具有综合运用所学知识分析问题和解决问题的能力。

二、考试形式

考试采用笔试。试卷采用客观题型和主观题型相结合的形式，主要包括但不限于选择/判断题、填空题、计算题、分析设计题、综合应用题等。

三、考试内容

（一）绪论

数字信号处理的基本概念、实现方法、特点和应用。

（二）时域离散信号和时域离散系统

时域离散信号（序列）的表示方法、基本运算和典型序列；时域离散线性时不变系统及其输入与输出之间的关系；时域离散系统的因果性和稳定性；时域离散系统的输入输出描述法，线性常系数差分方程的解法；模拟信号数字处理方法，时域采样定理及其频域分析。

（三）时域离散信号和系统的频域分析

序列傅里叶变换的定义、性质；周期序列的离散傅里叶级数（DFS）、傅里叶变换及其相互关系；序列傅里叶变换与模拟信号傅里叶变换之间的关系，模拟频率和数字频率之间的对应关系；序列的Z变换及其性质，Z变换的收敛域，逆Z变换；利用Z变换分析信号和系统的频域特性，系统函数零极点与频率响应、系统因果稳定性之间的关系，全通滤波器、梳状滤波器、最小相位系统的概念和特点。

（四）离散傅里叶变换（DFT）

DFT的定义，序列的DFT与傅里叶变换和Z变换的关系，DFT的隐含周期性及其与周期序列DFS之间的关系，用MATLAB计算序列的DFT；DFT的性质；频率域采样，频域混叠现象的分析；用DFT计算线性卷积的方法，循环卷积与线性卷积的关系，重叠相加法的原理和特点；用DFT对连续信号进行谱分析，截断效应的概念，频谱分析范围、频率分辨率、截取长度、采样频率之间的关系；用DFT分析序列的频谱，周期序列截取方式对其频谱的影响；用DFT进行谱分析的误差问题。

（五）快速傅里叶变换（FFT）

直接计算DFT的特点及减少运算量的基本途径；时域抽取基2FFT的原理、蝶形运算流图、运算量、运算规律；频域抽取基2FFT的原理、蝶形运算流图、运算量、运算规律；IDFT的高效算法；进一步减少运算量的措施。

（六）时域离散系统的网络结构

信号流图的基本概念，IIR系统的直接型、级联型、并联型网络结构；FIR系统的直接型、级联型网络结构；FIR系统的线性相位结构、频率采样结构；格型网络结构及其特点。

（七）IIR滤波器设计

数字滤波器的基本概念和技术指标；巴特沃斯、切比雪夫模拟滤波器的设计方法和步骤，五种典型模拟滤波器的主要特点；模拟低通滤波器到模拟高通、带通、带阻滤波器的频率变换关系；脉冲响应不变法设计IIR数字滤波器的原理、步骤和特点；双线性变换法设计IIR数字滤波器的原理、步骤和特点；数字高通、带通、带阻IIR滤波器设计的基本方法和步骤。

（八）FIR滤波器设计

线性相位FIR滤波器的条件和特点；利用窗函数法设计线性相位FIR滤波器的原理、步骤和特点；利用频率采样法设计线性相位FIR滤波器的原理、约束条件和设计步骤，逼近误差及其改进措施；FIR滤波器和IIR滤波器的比较。

四、参考书目

[1] 高西全，丁玉美编著.数字信号处理（第四版）.西安：西安电子科技大学出版社.2016.4

其他注意事项：考生需携带无存储和编程功能的计算器，不需携带绘图工具。