【正文】 e Impulse Response）濾波器：有限長(zhǎng)單位沖激響應(yīng)濾波器，是數(shù)字信號(hào)處理系統(tǒng)中最基本的元件，它可以在保證任意 幅頻特性的同時(shí)具有嚴(yán)格的線性相頻特性，同時(shí)其單位抽樣響應(yīng)是有限長(zhǎng)的，因而濾波器是穩(wěn)定的系統(tǒng)。 （ 6）仿真輸出結(jié)果的統(tǒng)計(jì)誤差大。 （ 4）仿真試驗(yàn)時(shí)間太短。 （ 2）實(shí)際系統(tǒng)建模的原理和方法不正確，使得與實(shí)際系統(tǒng)的差別較大。 （ 3）在現(xiàn)代通信系統(tǒng)協(xié)議的性能研究中，直接試驗(yàn)幾乎是不可能的，在這種情況下只能通過(guò)仿真數(shù)據(jù)來(lái)檢驗(yàn)所選用的對(duì)象，以驗(yàn)證有關(guān)的假設(shè)。 計(jì)算機(jī)仿真的步驟 （ 1） 提出仿真問(wèn)題 （ 2） 分析仿真系統(tǒng) （ 3） 構(gòu)建系統(tǒng)的數(shù)學(xué)模型 （ 4） 收集數(shù)據(jù) （ 5） 建立系統(tǒng)的計(jì)算機(jī)仿真模型 （ 6） 驗(yàn)證仿真模型 （ 7） 確認(rèn)仿真模型 （ 8） 設(shè)計(jì)仿真試驗(yàn) （ 9） 運(yùn)行仿真模型 （ 10） 分析仿真 結(jié)果 張治鵬：基于 MATLAB的 FIR濾波器優(yōu)化方法的研究 第 4 頁(yè) 共 47 頁(yè) 電子通信系統(tǒng)計(jì)算機(jī)仿真的優(yōu)點(diǎn) （ 1）應(yīng)用計(jì)算機(jī)仿真具有經(jīng)濟(jì)、安全、可靠、編程簡(jiǎn)易以及試驗(yàn)周期短等特點(diǎn)，在工程領(lǐng)域得到了越來(lái)越廣泛的應(yīng)用。 所謂電子通信系統(tǒng)的仿真，就是利用計(jì)算機(jī)對(duì)實(shí)際的電子通信系統(tǒng)物理模型或數(shù)學(xué)模型進(jìn)行試驗(yàn)，通過(guò)這樣的模型試驗(yàn)來(lái)對(duì)一個(gè)實(shí)際系統(tǒng)的性能和工作狀態(tài)進(jìn)行分析和研究。 Matlab 的優(yōu)勢(shì) (1) 工作平臺(tái)編程環(huán)境十分友好 （ 2）編程語(yǔ)言簡(jiǎn)單易用 （ 3）數(shù)據(jù)的計(jì)算處理能力十分強(qiáng)大 2020 級(jí)專接本電子信息工程專業(yè)畢業(yè)論文 第 3 頁(yè) 共 47 頁(yè) （ 4）圖像處理能力強(qiáng)大 （ 5）模塊集合工具箱應(yīng)用廣泛 （ 6）程序的接口和發(fā)布平臺(tái)很實(shí)用 （ 7）可以開發(fā)用戶界面 電子通信系統(tǒng)的仿真簡(jiǎn)介 通信與電子系統(tǒng)仿真的概念 系統(tǒng)仿真技術(shù)指自 1970 年以來(lái)發(fā)展起來(lái)的利用現(xiàn)代計(jì)算機(jī)和仿真軟件來(lái)進(jìn)行仿真的計(jì)算機(jī)仿真技術(shù)。工具箱是由本領(lǐng)域?qū)＜揖帉懙乃惴希梢蕴峁?yīng)用程序的專用功能。與 C語(yǔ)言等其他高級(jí)編程語(yǔ)言不同， MATLAB 提供了一套內(nèi)容廣泛的教學(xué)、統(tǒng)計(jì)與工程函數(shù)。典型的應(yīng)用包括數(shù)值計(jì)算、算法設(shè)計(jì)與驗(yàn)證以及一些特殊的矩陣計(jì)算應(yīng)用，如自動(dòng)控制理論、統(tǒng)計(jì)、數(shù)字信號(hào)處理及相應(yīng)的仿真等。在 MATLAB 環(huán)境下，用戶可以集成地進(jìn)行程序設(shè)計(jì)、數(shù)值計(jì)算、圖形繪制、輸入輸出、文檔管理等各項(xiàng)操作。 MATLAB 軟件包括：數(shù)值分析、矩陣計(jì)算、數(shù)字信號(hào)處理、建模和系統(tǒng)控制等應(yīng)用程序。 Matlab 簡(jiǎn)介 基本功能及特點(diǎn) MATLAB 的含義是矩陣實(shí)驗(yàn)室（ matrix laboratory）。 在數(shù)字信號(hào)處理中，利用數(shù)字濾波器可改變信號(hào)中所含頻率分量的相對(duì)比例或?yàn)V除某些頻率 分量，使其達(dá)到所需要的效果．其中數(shù)字 FIR 濾波器由于具有精確的線性相位，且系統(tǒng)穩(wěn)定，所以廣泛應(yīng)用于通 信、數(shù)字圖象處理、語(yǔ)音信號(hào)處理、自適應(yīng)處理、雷達(dá)／聲納系統(tǒng)等方面 ． 目前， FIR 濾波器的設(shè)計(jì)主要有窗函數(shù)設(shè)計(jì)法和頻率采樣設(shè)計(jì)法．但是這兩種方法都不易精確控制通帶邊界頻率與阻帶邊界頻率，所以在實(shí)際應(yīng)用中具有一定的局限性而以最大誤差最小化準(zhǔn)則支持的切比雪夫逼近法是一種優(yōu)異的設(shè)計(jì)方法，易于精確控制 wp 與 ws。 與模擬濾波器相比，數(shù)字濾波器具有很多突出的優(yōu)點(diǎn)，例如它可以滿足濾波器對(duì)幅度和相位特性的嚴(yán)格要求，可以避免模擬濾波器所無(wú)法克服的電壓漂移和噪聲問(wèn)題。最后用 基于 Matlab 函數(shù)設(shè)計(jì)的FIR 數(shù)字濾波器進(jìn)行語(yǔ)音濾波處理，通過(guò)濾波前后信號(hào)的頻譜圖和生成的聲音文件的對(duì)比，分析不同濾波方法的效果。本文采用窗函數(shù)法，頻率采樣法和優(yōu)化設(shè)計(jì)方法，通過(guò)調(diào)用 Matlab函數(shù)設(shè)計(jì) FIR 數(shù)字濾波器。 作者簽名： 指導(dǎo)教師簽名： 日 期： 日 期： 2020 級(jí)專接本電子信息工程專業(yè)畢業(yè)論文 I 論文題目：基于 MATLAB 的 FIR 濾波器優(yōu)化方法的研究 摘 要 ： 在數(shù)字控制系統(tǒng)中輸入信號(hào)中所含的干擾對(duì)系統(tǒng)的性能會(huì)產(chǎn)生很大的影響，因此需要對(duì)輸入信號(hào)進(jìn)行處理，以提取有用信號(hào)。 作者簽 名： 日 期： 畢業(yè)論文（設(shè)計(jì)）使用授權(quán)的說(shuō)明 本人了解并遵守衡水學(xué)院有關(guān)保留、使用畢業(yè)論文的規(guī)定。 衡水學(xué)院 畢業(yè)論文 基于 MATLAB的 FIR濾波器優(yōu)化方法的研究 論文作者 ： 指導(dǎo)教師 ： 系別 ：： 物理與電子信息系 專業(yè) 電子信息工程 年級(jí) ： 2020級(jí)專接本 提交日期 ： 答辯日期 ： 畢業(yè)論文（設(shè)計(jì)）學(xué)術(shù)承諾 本人鄭重承諾：所呈交的畢業(yè)論文是本人在導(dǎo)師指導(dǎo)下進(jìn)行的研究工作及取得的研究成果。除了文中特別加以標(biāo)注和致謝的地方外，論文中不存在抄襲情況，論文中不包含其他人已經(jīng)發(fā)表的研究成果，也不包含他人或其他教學(xué)機(jī)構(gòu)取得的研究成果。即：學(xué)校有權(quán)保留或向有關(guān)部門送交畢業(yè)論文的原件或復(fù)印件，允許論文被查閱和借閱；學(xué)校可以公開論文的全部或部分內(nèi)容，可以采用影印、縮印或其他復(fù)制手段保存論文及相關(guān)資料。有限長(zhǎng)沖激響應(yīng)（ FIR）濾波器在數(shù)字信號(hào)處理中發(fā)揮著重要作用，采用 Matlab 軟件對(duì) FIR 數(shù)字濾波器進(jìn)行仿真設(shè)計(jì)，簡(jiǎn)化了設(shè)計(jì)中繁瑣的計(jì)算。繪制對(duì)應(yīng)的幅頻特性曲線。 關(guān) 鍵詞 ： FIR 數(shù)字濾波器；窗函數(shù)法；頻率取樣法；優(yōu)化設(shè)計(jì)方法； 好人一個(gè) ：基于 MATLAB的 FIR濾波器優(yōu)化方法的研究 II Title： The research of GSM syetem for mobile munications Abstract: In digital control system, interference, which is mixed in the input signal, has a great effect on performance of the system. Therefore, processing of input signal has to be done to get useful signal. Finite impulse response (FIR) filter plays an important role in the processing of digital signal. Designing the FIR filter by Matlab can simplify the plicated putation in simulation and improve the performance. By using the methods of window function, frequency sampling and optimization techniques, the design of FIR digital filter has been processed in Matlab. In the view of the designed program of Matlab and the figure of the amplitudefrequency characterization. At last, by using the FIR digital filters which have been designed to process the sound signal based on the Matlab function, the filtering effect of different digital filters is analyzed by paring the signal’s spectrum viewers and the sound files which have been generated. The experimental results show that the FIR filters designed in this paper are effective. Keywords: FIR digital filter； windowing method； frequency sampling method； optimization techniques； 2020 級(jí)專接本電子信息工程專業(yè)畢業(yè)論文 III 目 錄 摘 要 ......................................................................................................................................... I Abstract......................................................................................................................................II 1 數(shù)字濾波器簡(jiǎn)介 ..................................................................................................................... 1 2 Matlab 及電子通信系統(tǒng)仿真簡(jiǎn)介 ......................................................................................... 2 Matlab 簡(jiǎn)介 ................................................................................................................... 2 基本功能及特點(diǎn) ..................................................................................................... 2 Matlab 的優(yōu)勢(shì) ......................................................................................................... 2 電子通信系統(tǒng)的仿真簡(jiǎn)介 ............................................................................................ 3 通信與電子系統(tǒng)仿真的概念 ................................................................................. 3 計(jì)算機(jī)仿真的步驟 ................................................................................................. 3 電子通信系統(tǒng)計(jì)算機(jī)仿真的優(yōu)點(diǎn) ......................................................................... 4 電子通信系統(tǒng)計(jì)算機(jī)仿真的局限性 ..................................................................... 4 3 FIR 數(shù)字濾波器的設(shè)計(jì) .......................................................................................................... 5 等波紋濾波器優(yōu)化設(shè)計(jì) ................................................................................................... 5 切比雪夫等波紋逼近準(zhǔn)則 .......................................