畢業(yè)設(shè)計(jì)--基于matlab的通信系統(tǒng)濾波器的仿真與設(shè)計(jì)-wenkub
2023-01-27 22:27:12 本頁面
【正文】 濾波器的應(yīng)用越來越廣泛。數(shù)字信號(hào)處理是以數(shù)值計(jì)算的方法，對(duì)信號(hào)進(jìn)行采集、濾波、增強(qiáng)、壓縮、估值和識(shí)別等加工處理，借以達(dá)到提取信息和便于應(yīng) 用的目的，其應(yīng)用范圍涉及幾乎所有的工程技術(shù)領(lǐng)域 (??。 IIR digital filter。該系統(tǒng)能對(duì)輸入的離散信號(hào)進(jìn)行處理，從而獲得所需的有用信息。現(xiàn)代數(shù)字濾波器的設(shè)計(jì)大體可以分為 IIR 和 FIR 兩大類，可以用軟件和硬件兩種方法來實(shí)現(xiàn)，而選用 MATAB 信號(hào)處理工具箱為設(shè)計(jì)通用濾波器帶來了極大的方便。 FIR digital filter 第一章 引言 課題研究背景 如今隨著數(shù)字信息時(shí)代的到來，數(shù)字信號(hào)處理已成為一門重要的學(xué)科和技術(shù)領(lǐng)域。 數(shù)字濾波器在數(shù)字信號(hào)處理的各種應(yīng)用中發(fā)揮著十分重要的作用，它是通過對(duì)采樣數(shù)字信號(hào)進(jìn)行數(shù)學(xué)運(yùn)算處理來達(dá)到頻域?yàn)V波的目的。 國內(nèi)外現(xiàn)狀 數(shù)字 濾波器 精確度高、使用靈活、可靠性高，具有模 擬設(shè)備所沒有的許多優(yōu)點(diǎn)，已廣泛地應(yīng)用于各個(gè)科學(xué)技術(shù)領(lǐng)域 , 例如數(shù)字電視、語音、通信、雷達(dá)、聲納、遙感、圖 像 、生 物醫(yī)學(xué)以及許多工程應(yīng)用領(lǐng)域。 關(guān)于數(shù)字濾波器 的研究 ，在 40 年代末期就有人 研究 過它 的可能性問題，在 50 年代也有人在研究生班討論過數(shù)字濾波的問題。當(dāng) 利 用快速傅利葉變換（ FFT） 來 實(shí)現(xiàn)卷積運(yùn)算的概念 被提出 之后，發(fā)現(xiàn)高 階有限沖激響應(yīng)濾波器也可用 較 高的運(yùn)算效率來實(shí)現(xiàn)，因此 使 得 人們對(duì)高性能 的 有限沖激響應(yīng)濾波器的設(shè)計(jì)方法進(jìn)行了大量的研究 分析 ，從而出現(xiàn)了此后數(shù)字濾波器設(shè)計(jì)中 頻域方法與時(shí)域方法的局面。從整體而言，我國無源濾波器發(fā)展比有源濾波器迅速，而數(shù) 字濾波器比模擬濾波器的發(fā)展較緩慢。而采用數(shù)字技術(shù)則避免很多類似的難題，當(dāng)然數(shù)字濾波器在其他方面也有很多突出 的優(yōu)點(diǎn)，在前面部分已經(jīng)提到，這些都是模擬技術(shù)所不能及的，所以采用數(shù)字濾波器對(duì)信號(hào)進(jìn)行處理是目前的發(fā)展方向。但是它也有一定的缺點(diǎn)比如頻帶利用率不高，系統(tǒng)設(shè)備比較復(fù)雜等。用戶可通過網(wǎng)絡(luò)接口 在一地方、任一時(shí)間與現(xiàn)有的綜合業(yè)務(wù)數(shù)字網(wǎng)絡(luò)連接 從中獲取互聯(lián)網(wǎng)、多媒體、通話等服務(wù)。它在 數(shù)學(xué) 類科技應(yīng)用軟件中在 數(shù)值計(jì)算 方面首屈一指。它優(yōu)秀的數(shù)值計(jì)算能力和卓越的數(shù)據(jù)可視化能力使其在同類軟件中脫穎而出。 ，使 Matlab 擁有更豐富的數(shù)據(jù)類型和結(jié)構(gòu)，更友善的面向?qū)ο?，更加快精良的圖形可視，更廣博 的數(shù)學(xué)和數(shù)據(jù)分析資源，更多的應(yīng)用開發(fā)工具。 計(jì)算功能強(qiáng)大： MATLAB 擁有龐大的數(shù)學(xué)、統(tǒng)計(jì)及工程函數(shù)，可使用戶立刻實(shí)現(xiàn)所需的強(qiáng)大數(shù)學(xué)計(jì) 算功能?？梢暬ぞ甙ㄇ驿秩?、線框圖、偽彩圖、光源、圖像顯示、動(dòng)畫等。工具箱也和 MATLAB 一樣是完全用戶化的，可擴(kuò)展性強(qiáng)。只要以正確的指標(biāo)參數(shù)調(diào)用相應(yīng)的濾波器設(shè)計(jì)程序或工具箱函數(shù)，便可以得到正確的設(shè)計(jì)結(jié)果，使用非常方便。MATLAB 在通信系統(tǒng)仿真中的功能非常強(qiáng)大，其應(yīng)用范圍也非常廣闊，例如： MATLAB 在通信系統(tǒng)仿真中誤碼率的計(jì)算可以用來計(jì)算和比較不同的 調(diào)制方式、不同的差錯(cuò)控制編碼方式和不同信道噪聲模型條件下通信系統(tǒng)的誤碼率；MATLAB 在通信系統(tǒng)的數(shù)據(jù)傳送和接收過程中的同步電路仿真應(yīng)用，采用“遲早門同步技術(shù)”可仿真一個(gè)接收設(shè)備的同步實(shí)現(xiàn)電路； MATLAB 在碼分多址通信系統(tǒng)仿真中的應(yīng)用，碼分多址接入作為一種高效率的隨機(jī)多址接入技術(shù)，可對(duì)存在多址接入干擾（ MAI）的碼分多址通信系統(tǒng)進(jìn)行仿真 。 若濾波器的輸入、輸出都是離散時(shí)間信號(hào)，那么該濾波器的單位沖激響應(yīng) h(n)也必然是離散的，這種濾波器稱為數(shù)字濾波器（ DF， Digital Filter）。數(shù)字濾波器還具有以下優(yōu)點(diǎn)：精度和穩(wěn)定性高； 系統(tǒng)函數(shù)容易改變；靈活性高；不存在阻抗匹配問題；便于大規(guī)模集成；可實(shí)現(xiàn)多維濾波。現(xiàn)代濾 波器是根據(jù)隨機(jī)信號(hào)的一些統(tǒng)計(jì)特性，在某種最佳準(zhǔn)則下，最大限度地抑制干擾，同時(shí)最大限度地回復(fù)信號(hào)，從而達(dá)到最佳濾波的目的。在很多實(shí)際應(yīng)用中，數(shù)字濾波器常常被用來實(shí)現(xiàn)選頻操作。第二種指標(biāo)是相對(duì)指標(biāo)，它以分貝值的形式給出要求。之后，就利用數(shù)字濾波器的設(shè)計(jì)方法，設(shè)計(jì)出一個(gè)實(shí)際濾波器模型來逼近給定的目標(biāo)。軟件實(shí)現(xiàn)的優(yōu)點(diǎn)是：系統(tǒng)函數(shù)具有可變性，僅信賴于算法結(jié)構(gòu)，并且易于獲得較理想的濾波性能。常用的設(shè)計(jì)方法有窗函數(shù)加權(quán)設(shè)計(jì)法和頻率采樣法。它能保證頻率響應(yīng)與給定指標(biāo)在采樣點(diǎn)處完全一樣，這就在一定程度上克服了窗函數(shù)加權(quán)設(shè)計(jì)法在截止頻率處不易控制的缺點(diǎn)。 對(duì)于 IIR 數(shù)字濾波器的設(shè)計(jì)具體步驟如下： (1)按照一定的規(guī)則將給出的數(shù)字濾波器的技術(shù)指標(biāo)轉(zhuǎn)換為模擬低通濾波器的技術(shù)指標(biāo)。 第四章 數(shù)字濾波器的設(shè)計(jì)及 MATLAB 仿真實(shí)現(xiàn) 數(shù)字濾波器的特點(diǎn) 線性相位條件 線性相位條件是指濾波器具有線性相位。第一類線性
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