开题报告
通信工程
多速率信号处理及其应用仿真
一、课题研究意义及现状
随着数字信号处理的发展, 信号的处理、编码、传输和存储等工作量越来越大。为了节省计算工作量及存储空间, 在一个信号处理系统中常常需要不同的采样率及其相互转换, 在这种需求下, 多速率数字信号处理产生并发展起来。它的应用带来许多好处, 例如: 可降低计算复杂度、降低传输速率、减少存储量等。
国外对多速率理论的研究起步较早, 很多学者在多速率理论的基础研究和应用研究方面取得了卓越的成果。Vaidyanathan P.P. 等学者发表了大量的文章和著作, 涵盖了滤波器组的设计、准确重建的实现、数字通信、图像压缩与编码、信道估计等诸多基础理论和应用领域。
国内关于多速率数字信号处理理论的研究比国外起步晚, 基本是从20世纪90年代初期才开始系统的研究。其中具有代表性的是清华大学宗孔德教授的著作 , 书中系统、详细地介绍了多速率系统抽取、内插、多相结构和滤波器组等基础理论。随后, 很多学者对该领域的某些问题进行了专门研究。
在信号处理界，多速率数字信号处理最早于20世纪70年代在信号内插中提出。在多速率数字信号处理发展过程中，一个突破点是将两通道正交镜像滤波器组应用于语音信号的压缩，从此多速率数字信号处理得到了众多学者的重视。特别是在多速率数字滤波器组的设计方面，涌现了多种完全重建滤波器的形式。从20世纪80年代初开始，多速率数字信号处理技术在工程实践中得到广泛的应用, 主要用于通信系统、语音、图像压缩、数字音频系统、统计和自适应信号处理、差分方程的数值解等。多速率数字信号处理理论在各个领域得到了蓬勃的发展，各种理论研究成果和应用层出不穷，并促进了整个数字信号处理领域的发展。
多速率信号处理自发展以来, 至今在基础理论方面已经趋于成熟, 其广泛的应用领域也得到了人们的重视。多速率信号处理与其它信号处理理论的结合将有更好的应用前景, 例如与Fourier变换的一般形式———分数阶Fourier变换相结合, 可以利用分数Fourier变换处理时变、非平稳信号的长处来达到传统Fourier域中无法达到的系统性能。 二、课题研究的主要内容和预期目标
课题研究的主要内容：学习多速率数字信号处理的原理，学习并掌握用MATLAB及其Simulink工具对多速率数字信号处理的各个环节进行建模与仿真。
（1）调研多速率数字信号处理技术的原理，发展及其在现代通信系统中的应用；
（2）用MATLAB函数或Simulink模块对多速率数字信号处理的关键环节及其应用进行建模仿真；
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（3）以图表曲线等形式给出性能对比、仿真结果并加以分析。
预期的目标：通过对多速率信号处理的理论进行了学习，对它的原理进一步的理解，对他的应用领域也有相应的了解。最后利用MATLAB对其原理进行仿真，有助于更直观的理解多速率数字信号处理的原理。
三、课题研究的方法及措施
对该课题的研究的重点是理解多速率数字信号处理的原理，了解多速率数字信号处理的应用，用MATLAB函数或Simulink模块对多速率数字信号处理的关键环节及其应用进行建模仿真，以图表曲线等形式给出性能对比、仿真结果并加以分析。
(1) 阅读关于多速率数字信号处理基础理论的一些书籍和期刊，对多速率数字信号处理的原理有
一定的了解。对其应用方面的内容也详细的阅读和了解。
(2) 运用MATLAB函数或Simulink模块对多速率数字信号处理的关键环节及其应用进行建模仿
真；
(3) 通过仿真的结果以图表曲线等形式给出性能对比、仿真结果并加以分析。 四、课题研究进度计划
毕业设计期限：自2010年10月20至2011年4月2日。
第一阶段（四周）明确任务，查阅资料，完成文献综述、外文资料翻译和开题报告； 第二阶段（四周）完成多速率数字信号处理的模型构造，仿真代码编写及仿真试验； 第三阶段（二周）完成撰写毕业论文，完善与修改毕业论文。五、参考文献
[1] Vaidyanathan P P. Multirate Digital Filters， Filter Banks， PolyphaseNetworks， and
Applications: A Tutorial [C] . Proceedings of the IEEE，1990; 78( 1) : 56～93 [2] Vaidyanathan P P. Recent Results and Open Problems in FilterBanks and Subband Coding
[C] .IEEE Symposium on Advances inDigital Filtering and Signal Processing，1998 [3] 陈亦欧，李广军.多速率信号处理的设计与实现[J].实验科学与技术,2006.12，第6期113-116 [4] 邵玉斌.Matlab/Simulink通信系统建模与仿真实例分析[M].清华大学出社,2008 ,6. [5] 张惠云.多速率数字信号处理及其研究现状[J].军民两用技术与产品2006年第05期39-41 [6] 王建忠.多相滤波在软件无线电中的应用[J] .兵工自动化.2004 年第23卷第4期54-55 [7] 宗孔德.多抽样率信号处理[M].北京:清华大学出版社,1996
[8] 陶然,张惠云,王越.多抽样率数字信号处理理论及其应用[M].清华大学出版社,2007，4. [9] 方婷,王华.多速率信号处理在通信系统中的应用[J].无线电通信技术,2005年第02期48-49 [10] 陈伟宁，秦士.多相滤波器的原理及其实现[J].清华大学学报(自然科学版)，2001年第41卷第1
2
期9-11
[11] 邓华等，MATLAB通信仿真及应用实例详解[专著] 2003.9
[12] 缪润江，薛 磊.软件无线电中的多速率信号处理[J].现代电子技术，2008年第5 期61-62
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