畢業(yè)設計--基于matlab的通信系統(tǒng)濾波器的仿真與設計(存儲版)
【正文】 譜分析、語音圖象處理、自動控制、模式識別、數(shù)字通信等各領域中得到了廣泛的應用。在這一時期，各種各樣的數(shù)字濾波器 原理 結(jié)構 和特性被提出 ， 并且 出現(xiàn)了 各種 數(shù)字濾波器的逼近方法和實現(xiàn)方法，對遞歸和非遞歸兩類濾波器作了全面的比較 和分析。隨著信息時代數(shù)字時代的到來，數(shù)字 濾波技術 已經(jīng)成為一門極其重要的學科和技術領域。當前 調(diào)幅、調(diào)相以及調(diào)頻是最為常見的三種調(diào)制方式 數(shù)字調(diào) 制可將信號源轉(zhuǎn)換成符號信道傳輸數(shù)據(jù)的格式 通俗來說即是在保證信號傳播安全、信息完整的前提下 通過數(shù)字調(diào)制 將基帶信號轉(zhuǎn)變?yōu)閹ㄐ盘枴? 仿真軟件的起源 MATLAB 是英文 Matrix Laboratory（矩陣實驗室）的縮寫，它是由美國 MathWorks 公司推出的用于數(shù)值計算和圖形處理的數(shù)學計算環(huán)境。其語法規(guī)則與結(jié)構化高級編程語言 (如 C 語言等 )大同小異，而且使用更為簡便。開放的系統(tǒng)設計使用戶能夠檢查算法的正確性，修改已存在的函數(shù)，或者加 入自己的新部件。通信系統(tǒng)的模擬仿真技術是介于手工分析和電路試驗的一種系統(tǒng)設計方法，它可以讓用戶在很短的時間內(nèi)建立整個通信系統(tǒng)模型，并對其進行模擬仿真。而模擬濾波器（ AF，Analog Filter）只能用硬件實現(xiàn)。 圖 11 各種理想濾波器的幅頻特性 數(shù)字濾波器根據(jù)其沖激響應函數(shù)的時域特性，可分為兩種，即無限長沖激響應 (IIR)數(shù)字濾波器和有限長沖激響應 (FIR)數(shù)字濾波器 。 逼近 確定了技術指標后，就可以建立一個目標的數(shù)字濾波器模型。 IIR濾波器和 FIR濾波器的設計方法很不相同： FIR 數(shù)字濾波器的設計核心是用有限的單位脈沖響應來逼近給定的頻率響應。 IIR 數(shù)字濾波器的最通用的方法是借助 于模擬濾波器的設計方法。 對于長度為 N 的 h(n),傳輸函數(shù)為 ? ? ? ??? ?? ?10Nn njj enheH ?? (31) ? ? ? ? ? ?eHeH jgj ??? ?? (32) 式中， ? ??Hg 稱為幅度特性， ???? 稱為相位特性。 (3) h(n)=h(Nn1)， N=奇數(shù)，其幅度特性的特點在ω =0，π， 2π處為零，即在 z=? 1 處是零點，且 ? ??Hg 對ω =0，π， 2π呈奇對稱形式。 %過渡帶寬度 N=ceil(*pi/tr_width)+1 %濾波器長度 n=0:1:N1。理想單位脈沖響應 hd(n)39。 n=0:1:N1。 mag=abs(H)。 H=(H(1:1:501))。幅度響應 (dB)39。 %計算實際濾波器的幅度響應 delta_w=2*pi/1000。 Ws=*pi。 (1) h(n)=h(Nn1)， N=奇數(shù)，其幅度特性的特點是對ω=0，π， 2π是偶對稱的。 第四章 數(shù)字濾波器的設計及 MATLAB 仿真實現(xiàn) 數(shù)字濾波器的特點 線性相位條件 線性相位條件是指濾波器具有線性相位。它能保證頻率響應與給定指標在采樣點處完全一樣，這就在一定程度上克服了窗函數(shù)加權設計法在截止頻率處不易控制的缺點。軟件實現(xiàn)的優(yōu)點是：系統(tǒng)函數(shù)具有可變性，僅信賴于算法結(jié)構，并且易于獲得較理想的濾波性能。第二種指標是相對指標，它以分貝值的形式給出要求?，F(xiàn)代濾 波器是根據(jù)隨機信號的一些統(tǒng)計特性，在某種最佳準則下，最大限度地抑制干擾，同時最大限度地回復信號，從而達到最佳濾波的目的。 若濾波器的輸入、輸出都是離散時間信號，那么該濾波器的單位沖激響應 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）。只要以正確的指標參數(shù)調(diào)用相應的濾波器設計程序或工具箱函數(shù)，便可以得到正確的設計結(jié)果，使用非常方便。可視化工具包括曲面渲染、線框圖、偽彩圖、光源、圖像顯示、動畫等。 ，使 Matlab 擁有更豐富的數(shù)據(jù)類型和結(jié)構，更友善的面向?qū)ο?，更加快精良的圖形可視，更廣博 的數(shù)學和數(shù)據(jù)分析資源，更多的應用開發(fā)工具。它在 數(shù)學 類科技應用軟件中在 數(shù)值計算 方面首屈一指。但是它也有一定的缺點比如頻帶利用率不高，系統(tǒng)設備比較復雜等。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。 關于數(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。 數(shù)字濾波器在數(shù)字信號處理的各種應用中發(fā)揮著十分重要的作用，它是通過對采樣數(shù)字信號進行數(shù)學運算處理來達到頻域濾波的目的?，F(xiàn)代數(shù)字濾波器的設計大體可以分為 IIR 和 FIR 兩大類，可以用軟件和硬件兩種方法來實現(xiàn)，而選用 MATAB 信號處理工具箱為設計通用濾波器帶來了極大的方
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