畢業(yè)設(shè)計--基于matlab的通信系統(tǒng)濾波器的仿真與設(shè)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(lǐng)域中得到了廣泛的應(yīng)用。在這一時期，各種各樣的數(shù)字濾波器 原理 結(jié)構(gòu) 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(shù) 已經(jīng)成為一門極其重要的學(xué)科和技術(shù)領(lǐng)域。當(dāng)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(xué)計算環(huán)境。其語法規(guī)則與結(jié)構(gòu)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(shè)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(shù)是介于手工分析和電路試驗的一種系統(tǒng)設(shè)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(jìn)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(yīng)函數(shù)的時域特性，可分為兩種，即無限長沖激響應(yīng) (IIR)數(shù)字濾波器和有限長沖激響應(yīng) (FIR)數(shù)字濾波器 。 逼近 確定了技術(shù)指標(biāo)后，就可以建立一個目標(biāo)的數(shù)字濾波器模型。 IIR濾波器和 FIR濾波器的設(shè)計方法很不相同： FIR 數(shù)字濾波器的設(shè)計核心是用有限的單位脈沖響應(yīng)來逼近給定的頻率響應(yīng)。 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(shè)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(yīng) hd(n)39。 n=0:1:N1。 mag=abs(H)。 H=(H(1:1:501))。幅度響應(yīng) (dB)39。 %計算實際濾波器的幅度響應(yīng) 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(shè)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(yīng)與給定指標(biāo)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(quán)設(shè)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(gòu)，并且易于獲得較理想的濾波性能。第二種指標(biāo)是相對指標(biāo)，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(zhǔn)則下，最大限度地抑制干擾，同時最大限度地回復(fù)信號，從而達(dá)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(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）。只要以正確的指標(biāo)參數(shù)調(diào)用相應(yīng)的濾波器設(shè)計程序或工具箱函數(shù)，便可以得到正確的設(shè)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(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。它在 數(shù)學(xué) 類科技應(yīng)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(shè)備比較復(fù)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(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。 數(shù)字濾波器在數(shù)字信號處理的各種應(yīng)用中發(fā)揮著十分重要的作用，它是通過對采樣數(shù)字信號進(jìn)行數(shù)學(xué)運算處理來達(dá)到頻域濾波的目的?，F(xiàn)代數(shù)字濾波器的設(shè)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(shè)計通用濾波器帶來了極大的方
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