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)-預(yù)覽頁
【正文】 、遙感、圖 像 、生物醫(yī)學(xué)以及許多工程應(yīng)用領(lǐng)域。 第二章數(shù)字通信系統(tǒng)及 MATLAB 仿真軟件介紹 數(shù)字通信系統(tǒng)的概念 數(shù)字通信系統(tǒng)就是信道中傳輸?shù)臄?shù)字信號(hào)的通信方式成為數(shù)字通信，它包括將基代數(shù)字信號(hào)直接送往信道傳輸?shù)臄?shù)字基代傳輸和經(jīng)載波調(diào)制后再送往信道傳輸?shù)臄?shù)字載波傳輸，而對(duì)應(yīng)的通信系統(tǒng)稱為數(shù)字通信系統(tǒng)。 數(shù)字通信系統(tǒng)的應(yīng)用 編碼、調(diào)制、解調(diào)、解碼以及過濾等都是數(shù)字通信系統(tǒng)的關(guān)鍵性技術(shù) 其中數(shù)字信號(hào)的調(diào)制以及解調(diào)更是被各個(gè)行業(yè)廣泛應(yīng)用。我們?nèi)粘Ｉ钪械碾娔X、手機(jī)上網(wǎng)、視頻電話、網(wǎng)絡(luò)會(huì)議以及數(shù)字電視等都是通過數(shù)字通信系統(tǒng)來進(jìn)行信號(hào)傳輸 仿真軟件的介紹 MATLAB 是由美國(guó) mathworks 公司發(fā)布的主要面對(duì)科學(xué)計(jì)算、可視化以及交互式 程序設(shè)計(jì) 的高科技計(jì)算環(huán)境。 MATLAB 可以進(jìn) 行 矩陣 運(yùn)算、繪制 函數(shù) 和數(shù)據(jù)、實(shí)現(xiàn) 算法 、創(chuàng)建用戶界面、 連接其他編程語言的程序等，主要應(yīng)用 于工程計(jì)算、控制設(shè)計(jì)、 信號(hào)處理與通訊 、 圖像處理 、信號(hào)檢測(cè) 、 金融建模設(shè)計(jì)與分析等領(lǐng)域。 MATLAB 系統(tǒng)最初由 Cleve Moler 用 FORTRAN 語言設(shè)計(jì)，現(xiàn)在的 MATLAB 程序是由MathWorks 公司用 C 語言開發(fā)的。 仿真軟件的特點(diǎn) MATLAB 之所以能如此迅速的普及，顯示出如此旺盛的生命力，是由于它有著不同于其他語言的特點(diǎn)，歸納如下： 簡(jiǎn)單易學(xué)： MATLAB 不僅是一個(gè)開發(fā)軟件，也是一門編程語言。由各領(lǐng)域的專家學(xué)者們開發(fā)的數(shù)值計(jì)算程序，使用了安全、成熟、可靠的算法，從而保證了最快的運(yùn)算速度和可靠的結(jié)果。 開放性、可擴(kuò)展性強(qiáng)： M 文件是可見的 MATLAB程序，所以用戶可以查看源代碼。將某個(gè)或幾個(gè)工具箱與 MATLAB 聯(lián)合使用，可以得到一個(gè)功能強(qiáng)大的計(jì)算組合包，滿足用戶的特殊要求。 在通信 系統(tǒng)中的應(yīng)用 隨著通信系統(tǒng)的規(guī)模和復(fù)雜度的不斷增加，通信系統(tǒng)的模擬仿真技術(shù)越來越受到重視。 第三章 數(shù)字濾波器的相關(guān)研究 濾波器原理 濾波器，顧名思義，其作用是對(duì)輸入信號(hào)起到濾波的作用。當(dāng)用硬件實(shí)現(xiàn)一個(gè) DF時(shí)，所需元件是延遲器、乘法器和加法器；而利用 MATLAB 軟件時(shí)，它僅需線性卷積程序便可實(shí)現(xiàn)。 按照不同的分類方法，數(shù)字濾波器有許多種類，但總起來可以分成兩大類：經(jīng)典濾波器和現(xiàn)代濾波器。 經(jīng)典數(shù)字濾波器從濾波特性上分類，可以分為：低通濾波器、高通濾波器、帶通濾波器、帶阻濾波器。因此指標(biāo)的形式一般在頻域中給出幅度和相位響應(yīng)。對(duì)于相位響應(yīng)指標(biāo)形式，通常希望系統(tǒng)在通頻帶中能有線性相位。 性能分析和計(jì)算機(jī)仿真 上兩步的結(jié)果是得到以差分方程或系統(tǒng)函數(shù)或沖激響應(yīng)描述的濾波器。所以軟件濾波在濾波器的使用中起到了越來越重要的作用。 (1)窗函 數(shù)加權(quán)設(shè)計(jì)法的基本思想是從時(shí)域出發(fā)，對(duì)于給定的頻率響應(yīng)，通過離散時(shí)間傅里葉逆變換（ IDTFT） 求得單位脈沖響應(yīng)，而后用窗函數(shù)對(duì)其進(jìn)行截 斷和平滑，達(dá)到設(shè)計(jì)一個(gè)物理上可以實(shí)現(xiàn)且具有線性相位的 FIR數(shù)字濾波器的目的。由于頻率采樣法直接從頻域進(jìn)行設(shè)計(jì)，物理概念清楚，直接方便。 (2) 根據(jù)轉(zhuǎn)換后的技術(shù)指標(biāo)設(shè)計(jì)模擬低通濾波器G(s)(G(s)是低通濾波器的傳遞函數(shù) )。這樣當(dāng)某一信號(hào)通過濾波器后，輸出信號(hào)相對(duì)于輸入信號(hào)只是延遲了固定的采樣點(diǎn)，波形保持不變。第二類線性相位特性是 h(n)是實(shí)序列且對(duì) (N1)/2奇對(duì)稱，即 h(n)=h(Nn1)。 (2) h(n)=h(Nn1)， N=偶數(shù)，其幅度特性的特點(diǎn)是對(duì)ω =π奇對(duì)稱的，且 在ω =π處有一零點(diǎn)，使 ? ? 0??Hg ，這樣，對(duì)于高通和帶阻不適合采用這種情況。這樣 ，線性相位 FIR濾波器零點(diǎn)分布特點(diǎn)是零點(diǎn)必須是互為倒數(shù)的共軛對(duì)，確定其中一個(gè)，另外三個(gè)零點(diǎn)也就確定了。 tr_width=WsWp。 %理想低通濾波器的單位沖激響應(yīng) w_ham=(hamming(N))。 Ap=(min(db(1:1:Wp/delta_w+1))) %實(shí)際通帶紋波 As=round(max(db(Ws/delta_w+1:1:501))) %實(shí)際阻帶紋波 subplot(221) stem(n,hd) %火柴棍圖 title(39。) subplot(223) stem(n,h) title(39。) axis([0,1,100,10]) %本程序用到的自定義函數(shù) function hd=ideal_lp(Wc,N) alpha= (N1)/2。 function[db,mag,pha,w]=freqz_m4(b,a) [H,w]=freqz(b,a,1000,39。 w=(w(1:1:501))。 圖 33 FIR數(shù)字低通濾波器脈沖響應(yīng)與幅度響應(yīng) 漢寧窗設(shè)計(jì)數(shù)字低通濾波器 第五章 結(jié)論
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