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《数字信号处理》Matlab实验
学院:信息与通信工程学院
姓名: 兰梅珍
班级:2012211114
学号:2012210421
班内序号:27
实验一:实现重叠相加和重叠保留算法,完成线性卷积的分段计算(可任意指定及);
1.对算法的概括性说明;
重叠相加法和重叠保留法都是为了实现卷积的快速计算,两种方法都是以追逐段地方式通过循环卷积来完成线性卷积的计算。将输入序列x(n)进行分段,每段长为N,且N=M(M为有限长因果序列h(n)的长度),x(n)逐段与h(n)进行循环卷积,在重叠保留法中需在x(n)序列首部加入长度为M-1的0序列。在算法中,在获得N个点的输入后,进行N+M-1点循环卷积计算,之后输出N个点。通过for循环逐段进行循环卷积,使用fft和ifft计算两个有限长的N点循环卷积结果。
2.源代码及流程图;
重叠相加法
function [Y]=overl(x,h,N)
Lx=length(x);
M=length(h);
x=[x,zeros(1,N-1)];
t=zeros(1,M-1);
Y=zeros(1,Lx+M-1);
a=floor(Lx/N);
for k=0:a
A=x(k*N+1:k*N+N);
y1=fft(A,Lx+M-1);
y2=fft(h,Lx+M-1);
y3=y1.*y2;
q=ifft(y3,Lx+M-1);
Y(k*N+1:k*N+M-1)=q(1:M-1)+t(1:M-1);
Y(k*N+M:k*N+N)=q(M:N);
t(1:M-1)=q(N+1:N+M-1);
M-1点缓存end
M-1点缓存
Y(1:Lx+M-1);
+L点循环卷积 X1(n) 后M-1点 y(n)
+
L点循环卷积
L=N+M-1 h(n)
重叠保留法
function [Y]=overlsav(x,h,N)
Lx=length(x);
M=length(h);
M1=M -1;
L=N-M1;
h=[h,zeros(1,N-M)];
x=[zeros(1,M1),x,zeros(1,N-1)];
a=floor ((Lx+M1-1)/(L))+1;
Y=zeros(1,N);
for k=0:a-1
xk=x(k*L+1:k*L+N);
b=fft(xk,N);
C=fft(h,N);
Z=b.*C;
Y(k+1,:)=ifft(Z,N);
end
Y=Y(:,M:N);
Y=(Y(:));
序列衔接N+M-1点循环卷积M-1点缓存
序列衔接
N+M-1点循环卷积
M-1点缓存
Y(n)
每N点输入 h(n)
3.实验结果;
重叠相加法
x=[1,2,3,4,5,6,7,8,9,10]
h=[1,0,-1]
N=6
重叠保留法
x=[1,2,3,4,5,6,7,8,9,10]
h=[1,0,-1] N=4
4.结合教材3.5.1节作运算量分析;
有限长因果序列x(n)h(n)的长度分别为N和M,直接计算线性卷积y(n),y(n)可视为N个序列的叠加结果,序列长度为M,所以每成一个序列需完成M次乘法,则共需要完成MN次乘法运算。这N个序列依次向右移动一位故需(N-1)(M-1)次加法运算。
5.总结实验过程中出现的问题以及解决问题的具体措施。
N越大时,算法的运算量越小,即实现重叠相加法和重叠保留法的运算量越小。
实验二:周期序列的谱分析
利用DFT分析模拟信号之频谱;试验要求:
1.设定采样周期并说明原因;
由奈奎斯特抽样条件,fs=2f=2*8=16Hz,所以取fs=20Hz,T=1/f=0.05s。
2.若令,确定该序列之周期并说明原因;
因为x(n)=cos(4/5πn),2π/4=5/2,所以周期N=5.
3.绘制10个周期内的取值情况;
T=1
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