【正文】 交互性 [16]。 本地濾波實(shí)現(xiàn)與功能分析 數(shù)字濾波器仿真界面 圖 本地?cái)?shù)字濾波器仿真 界面 本地濾波器仿真結(jié)果分析 ，運(yùn)行結(jié)果如下： ① 數(shù)字低通濾波器，其中通帶截止頻率 Wp= rad,通帶最大衰減 Rp=1dB,阻帶截率 Ws= rad,阻帶最小衰減 Rs=15dB。 所以同樣可以得到，當(dāng)在通帶截止頻率和阻帶截止頻率不變的情況下，應(yīng)使阻帶衰減在適當(dāng)?shù)姆秶鷥?nèi)盡可能的大。 ⑵ .安裝 MyEclipse， dreamweaver：其目的 是 寫(xiě)出靜態(tài)界面 供以后調(diào)用 。 圖 網(wǎng)絡(luò)環(huán)境下數(shù)字高通濾波器仿真結(jié)果 基于網(wǎng)絡(luò)環(huán)境的通信系統(tǒng)數(shù)字濾波器仿真平臺(tái)設(shè)計(jì) 第四章 網(wǎng)絡(luò)環(huán)境下濾波分析 25 ③ 數(shù)字帶通濾波器，其中通帶上截止頻率 Wpu= rad,通帶下截止頻率Wpl= rad，阻帶上截止頻率 Wsu= rad，阻帶下截止頻率 Wsl= rad，通帶內(nèi) 最大衰減 Rp=3dB，阻帶內(nèi)最小衰減 18dB.。 總而言之，這次畢設(shè)的課題研究，除了加深我對(duì)數(shù)字信號(hào)處理的理論基礎(chǔ)知識(shí)及Matlab編程基礎(chǔ)的理解外，更重要的是為我今后工作中的項(xiàng)目研究、課題設(shè)計(jì)提供了正確的的指導(dǎo)方法與設(shè)計(jì)思路。在此，我希望此研究方向能有更多更好的進(jìn)展，出現(xiàn)高效的，實(shí)現(xiàn)復(fù)雜度低的新算法。還有一些軟件的應(yīng)用，對(duì) Matlab語(yǔ)言的編程理解上都存在欠缺。當(dāng)階數(shù) N越大，通帶和阻帶的近似性越高，過(guò)渡帶與幅頻特性也趨于理想狀態(tài)。 網(wǎng)絡(luò)環(huán)境下的數(shù)字濾波器仿真結(jié)果分析 ，運(yùn)行結(jié)果如下： ① 數(shù)字低通濾波器，其中通帶截止頻率 Wp= rad,通帶最大衰減 Rp=1dB,阻帶截止頻率 Ws= rad,阻帶最小衰減 Rs=15dB。 Tomcat調(diào)用 Matlab程序 ⑴ 配置環(huán)境變量 JDK：通常情況下，在環(huán)境變量中需要考慮三個(gè)參量，即JAVA_HOME，環(huán)境變量的值就是 Java所在目錄，看到 home就可以聯(lián)想到這是整個(gè) Java工程的基礎(chǔ)，很多與 Java相關(guān)的工具都要用到此變量； PATH:英文即路徑的意思，所以它代表一些路徑列表，功能是搜索執(zhí)行文件，當(dāng)執(zhí)行文件時(shí)不 能及時(shí)找到正確路徑，會(huì)自動(dòng)尋址，即依次在 PATH中尋找路徑，一直進(jìn)行這個(gè)尋址功能直至找到； CLASSPATH：從字面上可以看出也是一個(gè)路徑列表，其作用是尋找 Java 進(jìn)行編譯時(shí)用到的文件。 在參考量不變的情況之下，當(dāng)距離增加時(shí)，波形就不太好，很難達(dá)到理想波形；當(dāng)距離減少時(shí)，波形就比較接近理想波形。開(kāi)始編譯程序主代碼，首先需要得到高通與低通的技術(shù)指標(biāo)，輸入濾波器的各個(gè)參數(shù)，將字符串換成雙精度值，包括通帶波紋，截止頻率，衰減等等指標(biāo)，然后得到帶通的技術(shù)指標(biāo) [18]。 ： 當(dāng)程序員在編譯程序時(shí)，有時(shí)候會(huì)用到兩種或者兩種以上的計(jì)算機(jī)語(yǔ)言，此時(shí) Matlab良好的交互性可以大大的減少編譯時(shí)間，提高編程效率。 根據(jù)歐拉公式，即上式可寫(xiě)作： （ ） 將上式延拓至整個(gè) S平面和 S1平面，令 jΩ=s， jΩ1=s1，則有： （ ） 將 S1平面的帶狀區(qū)域映射到 Z平面的單位圓上，對(duì)應(yīng)公式為 從而得到 S平面與 Z平面之間的穩(wěn)定關(guān)系，即單值映射關(guān)系為： （ ） 根據(jù)歐拉公式，令 z=ejω （ ） 綜上所述，雙線性變換法的原理推導(dǎo)過(guò)程是縝密的，且結(jié)論為滿足了穩(wěn)定性的要求。在生產(chǎn)生活中，對(duì)于需要仿真的濾波器指標(biāo)，用橢圓濾波器能用最優(yōu)化的設(shè)計(jì)方法仿真，其結(jié)果階數(shù)最低，很有效的降低了工程的復(fù)雜性與不確定性 [13]。 型濾波器，特點(diǎn)是在通帶內(nèi)有等波紋變化，阻帶內(nèi)單調(diào)下降；切比雪夫 II 型濾波器的特點(diǎn)與 I型相對(duì)應(yīng)，即在通帶內(nèi)單調(diào)下降，阻帶內(nèi)有等波紋變化，故這種結(jié)構(gòu)的濾波器又被稱為通帶等波紋濾波器。 （ 3）計(jì)算機(jī)仿真與圖像分析 從上面兩步的結(jié)果得到以系統(tǒng)函數(shù)或沖激響應(yīng)描述的濾波器。 []1 2120 1 20 1( ) ( )NNN k k kN kH z h n z b b z b z? ? ? ?? ?? ? ? ?? ?基于網(wǎng)絡(luò)環(huán)境的通信系統(tǒng)數(shù)字濾波器仿真平臺(tái)設(shè)計(jì) 第二章 數(shù)字濾波器的概述 10 （ 4） FIR濾波器與 IIR 濾波器的設(shè)計(jì)方法存在很大不同，因此常用的方法也大相徑庭， FIR 濾波器在設(shè)計(jì)中最大的優(yōu)點(diǎn)是具有線性相位，而 IIR 濾波器的相位都是非線性的 [10]。 （ 1）經(jīng)濟(jì)是生產(chǎn)生活中的一個(gè)重要指標(biāo)， 在研究數(shù)字濾波器時(shí)，通常將實(shí)現(xiàn)整個(gè)部分的難易程度，運(yùn)算的速度及芯片大小為參考因素。基于這點(diǎn)，線性相位結(jié)構(gòu)可以滿足上述需要 [8]。另外，并聯(lián)型結(jié)構(gòu)各個(gè)并聯(lián)的基本節(jié)的影響互不干涉，并且并聯(lián)結(jié)構(gòu)的運(yùn)算比較迅速。綜上所述，直接型的誤差是幾種結(jié)構(gòu)中最大的，為了盡量避免到這一缺點(diǎn)帶來(lái)的誤差，我們?cè)趯?shí)際應(yīng)用中經(jīng)常會(huì)將 高階變成一系列各種不同組合的低階系統(tǒng)來(lái)實(shí)現(xiàn)。 數(shù)字濾波器按照離散系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)不同可以分為遞歸與非遞歸兩種形式。加法器主要功能是計(jì)算地址，負(fù)責(zé)數(shù)據(jù)索引等相關(guān)工作。目前，研究人員已經(jīng)研制出多種數(shù)字濾波器的芯片，這樣可以簡(jiǎn)便迅速，十分精確的完成對(duì)數(shù)字濾波器的仿真工作。 第四章：濾波的實(shí)現(xiàn)與網(wǎng)絡(luò)環(huán)境下濾波的仿真。雷達(dá)偵測(cè)，聲納等軍事科技都要用到數(shù)字濾波器，聲納，雷達(dá)需要對(duì)返回的微弱的信號(hào)進(jìn)行分析和檢測(cè)，從而達(dá)到對(duì)目標(biāo)的跟蹤，成像。我們每次心跳都會(huì)將新鮮的血液流到身體各個(gè)部位，這樣循而往復(fù)，每一次心臟運(yùn)動(dòng)周期的快慢都直接反應(yīng)了心臟跳動(dòng)的快慢，通過(guò)這個(gè)方面可以算出瞬時(shí)心率值。 基于網(wǎng)絡(luò)環(huán) 境的通信系統(tǒng)數(shù)字濾波器仿真平臺(tái)設(shè)計(jì) 第一章 緒論 2 （ 2） 60 年代中期，快速傅里葉變換方法問(wèn)世，使得很多實(shí)際應(yīng)用都可以快速的應(yīng)用離散傅里葉變換進(jìn)行處理。數(shù)字濾波軟件可實(shí)現(xiàn)性，使用簡(jiǎn)便，精度高具有很多模擬濾波器不具備的優(yōu)勢(shì)，隨著電子技術(shù)的不斷革新，對(duì)于數(shù)字濾波器的深入研究與開(kāi)發(fā)已是當(dāng)前各國(guó)研究人員的當(dāng)務(wù)之急。 通過(guò)雙線性變換法的設(shè)計(jì)思想，運(yùn)用 Matlab 語(yǔ)言進(jìn)行編程，并依托 Tomcat 網(wǎng)絡(luò)服務(wù)器進(jìn)行在網(wǎng)絡(luò)環(huán)境下的數(shù)字濾波器仿真。 文中 深入分析了濾波器系統(tǒng)設(shè)計(jì)的功能特點(diǎn)、實(shí)現(xiàn)原理以及技術(shù)關(guān)鍵。 （ 1）模擬信號(hào)：信號(hào)幅度隨著時(shí)間或者空間變化而變化，幅度曲線連續(xù)變化，自然界的大多數(shù)信號(hào)都是模擬信號(hào)。 數(shù)字濾波器的應(yīng)用現(xiàn)狀 與發(fā)展趨勢(shì) （ 1）通信系統(tǒng) 通信系統(tǒng)涉及方方面面的知識(shí)，其中主要包括了信源信道編碼，調(diào)制解調(diào)，信道復(fù)用，濾波器設(shè)計(jì)等等。為了要達(dá)到一個(gè)近乎完美的效果就要進(jìn)行濾波除噪，混響，改變音色，多普勒效應(yīng)等等，這一切都要從數(shù)字信號(hào)處理方面入手進(jìn)行剖析，例如將音樂(lè)信號(hào)進(jìn)行延時(shí)，在頻域?qū)λ浿频男盘?hào)進(jìn)行均衡處理，即對(duì)音樂(lè)信號(hào)做時(shí)域處理和頻域處理兩方面的工作。 圍繞課題的核心，進(jìn)行對(duì)數(shù)字濾波器的分類介紹，特別是以單位脈沖響應(yīng)長(zhǎng)度區(qū)分開(kāi)來(lái)的 IIR數(shù)字濾波器與 FIR數(shù)字濾波器為主要內(nèi)容及相應(yīng)的設(shè)計(jì)方法。綜述論文研究所達(dá)到的程度以及自己的心得體會(huì)，分析論文存在缺的憾與知識(shí)體系上的不足，對(duì)本次論文的歸納總結(jié)并對(duì)將來(lái)的工作進(jìn)行展望。我將設(shè)計(jì)出合適的運(yùn)算結(jié)構(gòu)，利用軟件，即算法的編程結(jié)合的計(jì)算機(jī)輔助功能對(duì)數(shù)字濾波器進(jìn)行仿真。 數(shù)字濾波器的分類方法不盡相同，總而言之一般分為兩大類：經(jīng)典濾波器和現(xiàn)代濾波 器。下面具體介紹兩種濾波器的結(jié)構(gòu)，功能和設(shè)計(jì)方法。同理調(diào)整某一對(duì)極點(diǎn)也不會(huì)影響到其他零極點(diǎn)。通常的 FIR濾波器有直接型、線性相位結(jié)構(gòu)和級(jí)聯(lián)型三種結(jié)構(gòu)。即 ? ???? （ ） 上式中， ? 為常數(shù)。由于模擬濾波器的單位響應(yīng)是無(wú)限長(zhǎng)的， IIR 濾波器的參數(shù)可以參考相對(duì)應(yīng)的模擬濾波器，然后通過(guò)雙線性變換法將模擬濾波器轉(zhuǎn)換成數(shù)字濾波器，確定 IIR濾波器的參數(shù)，這種方法簡(jiǎn)單易操作，易實(shí)現(xiàn)。 表 FIR濾波器與 IIR濾波器之間的區(qū)別 數(shù)字濾波器的設(shè)計(jì)步驟 如上文敘述，理想情況下的數(shù)字濾波器都是非因果的，在實(shí)際生產(chǎn)中是不可能實(shí)現(xiàn)的，所以數(shù)字濾波器的設(shè)計(jì)思想就是尋找合適恰當(dāng)?shù)膮?shù)，使得所仿真的濾波器在一定的要求下逼近理想濾波器的特性?；诰W(wǎng)絡(luò)環(huán)境的通信系統(tǒng)數(shù)字濾波器仿真平臺(tái)設(shè)計(jì) 第三章 數(shù)字濾波器的 算法 設(shè)計(jì) 12 第三章 數(shù)字濾波器的算法設(shè)計(jì) 由模擬濾波器設(shè)計(jì) IIR數(shù)字濾波器 IIR模擬濾波器的設(shè)計(jì)方法研究比較深入，所以很多情況下， IIR數(shù)字濾波器的設(shè)計(jì)都要基于與之相對(duì)應(yīng)的模 擬濾波器進(jìn)行。可根據(jù)需要對(duì)通帶內(nèi)允許的衰減量 (波動(dòng)范圍 )提出要求。 下圖為典型的橢園濾波器振幅平方函數(shù)： 22 221( ) ( ) 1 ( , )aNA H j RL?? ? ? ? ??基于網(wǎng)絡(luò)環(huán)境的通信系統(tǒng)數(shù)字濾波器仿真平臺(tái)設(shè)計(jì) 第三章 數(shù)字濾波器的 算法 設(shè)計(jì) 16 （ a） N為奇數(shù) （ b） N為偶數(shù) 圖 橢圓濾波器的振幅平方函數(shù) 圖中 ε表示有效通帶截止頻率， 當(dāng) Ωc、 Ωs、 ε和 A確定后，階次 N的確定方法為 ： 確定參數(shù) sck ??? / 確定參量 N= 式中 K(k)= 為第一類完全橢圓積分。 Matlab語(yǔ)言簡(jiǎn)介及仿真思路 Matlab語(yǔ)言特點(diǎn)及應(yīng)用領(lǐng)域 Matlab是由美國(guó) mathworks公司發(fā)布的一款高性能的數(shù)值計(jì)算可視化軟件，主要功能有數(shù)值分析，矩陣運(yùn)算，信號(hào)與信息處理與圖形分析，被業(yè)界稱為第四代計(jì) 算機(jī)語(yǔ)言。 ： Matlab語(yǔ)言強(qiáng)大的圖像處理功能顯示出界面友好性，直觀性和易懂性。 基于網(wǎng)絡(luò)環(huán)境的通信系統(tǒng)數(shù)字濾波器仿真平臺(tái)設(shè)計(jì) 第四章 網(wǎng)絡(luò)環(huán)境下濾波分析 21 圖 本地?cái)?shù)字低通濾波器仿真結(jié)果 ② 數(shù)字高通通濾波器，其中通帶截止頻率 Wp= rad,通帶最大衰減 Rp=6dB,阻帶截止頻率 Ws= rad,阻帶最小衰減 Rs=15dB。這樣可以使波形趨于理想化（矩形波）。 . ⑶ .安裝 ：在本 機(jī)上將端口配成 8080，在 MyEclipse 把本機(jī)上 配置到 MyEclpse。 圖 網(wǎng)絡(luò)環(huán)境下數(shù)字帶通濾波器仿真結(jié)果 ： 從運(yùn)行的結(jié)果來(lái)看，利用 雙線性變換法設(shè)計(jì)出來(lái)的數(shù)字低通、數(shù)字帶通濾波器的數(shù)字濾波器時(shí)，基本能夠滿足技術(shù)指標(biāo)的要求，但是從分析的結(jié)果來(lái)看， 還是具有一定的偏差的。學(xué)會(huì)了怎樣收集資料、整理材料，閱讀文獻(xiàn)，建立數(shù)學(xué)模型、程序的實(shí)現(xiàn)，為今后走向社會(huì)打下良好的基礎(chǔ)。希望今后我能夠在這個(gè)方向不斷學(xué)習(xí)，不斷研究。由于本次畢設(shè)，網(wǎng)絡(luò)傳輸是一小部分內(nèi)容，但是這一小部分內(nèi)容也相當(dāng)有難度，設(shè)計(jì)起來(lái)很費(fèi)心思，結(jié)果還不甚理想。 根據(jù)兩組數(shù)據(jù)的對(duì)比分析，一組是本地?cái)?shù)字濾波器的仿真結(jié)果，一組是在網(wǎng)絡(luò)環(huán)境下的數(shù)字濾波器仿真結(jié)果，總結(jié)出來(lái)一下內(nèi)容：從運(yùn)行結(jié)果來(lái)看，利用雙線性變換法設(shè)計(jì)的數(shù)字低通高通濾波器基本可以實(shí)現(xiàn)技術(shù)指標(biāo)的要求，但是偏差是一直存在的。 (6) 啟動(dòng) Tomcat，配置 web工程，打開(kāi)瀏覽器進(jìn)行網(wǎng)絡(luò)服務(wù)器的搭建任務(wù)。目前， Tomcat的軟件開(kāi)發(fā)的優(yōu)勢(shì)已經(jīng)很明顯， 不過(guò)目前還沒(méi)有脫離開(kāi)借助 Apache 而獨(dú)立運(yùn)作的地步，因此可以理解為二者互相整合，相輔相成完成網(wǎng)絡(luò)