通信系统计算机模拟第六讲：数字滤波器设计与仿真

该资源是关于通信系统的计算机模拟的第六讲精选内容，包含了57张PPT，主要探讨了通信系统中的低通仿真模型、滤波器模型与仿真方法，特别是数字滤波器的设计。 通信系统计算机模拟是利用计算机软件对实际通信系统进行仿真的过程，可以帮助理解和分析通信系统的性能。在第五讲的回顾中提到了带通信号的低通仿真模型，这是模拟通信系统常用的方法。低通模型将高频信号转换为低频信号，简化了处理过程。复包络的概念涉及到信号在频域的表现，包括同相和正交分量的谱，以及信号的能量和功率特性。随机带通信号的正交模型则用于描述随机性信号，这些模型对于理解信号的统计特性以及在噪声环境下的行为至关重要。 信噪比(SNR)是通信系统中衡量信号质量的重要指标，表示信号强度与噪声强度的比例。一个高的信噪比意味着更好的通信质量。线性时不变系统(LTI系统)是通信理论中常见的一类系统，它们对任何输入信号的响应都只与其自身的时间延迟有关，不随时间改变。 在第六讲中，滤波器模型及其仿真方法是重点。滤波器在通信系统中起到筛选不同频率成分的作用。模拟滤波器需要转换为数字滤波器以便于计算机仿真，但这个转换过程会产生误差。滤波器的记忆效应意味着需要考虑过去的输入和输出，这增加了计算复杂度。数字滤波器设计有多种方法，如“冲激不变法”和“阶跃不变法”，它们分别试图保持模拟滤波器的冲激响应或阶跃响应的采样特性。 双线性z变换是将模拟滤波器转换为数字滤波器的常用方法之一，它可以匹配特定频率点的频率响应，但会导致非线性的频率畸变。这种方法有效地平衡了仿真精度和计算复杂度。 IIR（无限冲激响应）和FIR（有限冲激响应）滤波器是数字滤波器的两种主要类型，它们在设计和实现上有不同的特点和应用场景。IIR滤波器通常具有较少的阶数，但可能存在稳定性问题；FIR滤波器虽然可能需要更多的计算资源，但其设计可精确控制频率响应，并且总是稳定的。 这个PPT内容深入探讨了通信系统计算机模拟的关键概念，包括信号模型、滤波器设计和转换，对于理解通信系统的仿真过程及其背后的数学原理有着重要的价值。