MIMO系统的信道容量仿真实现
与分析
学院：通信工程学院
专业：电子与通信工程
姓名：李小瑜
学号：1501120442
信道容量定义为在接收端错误传送概率任意小的前提下，通信信道可能达到的最大的传输速率。本文主要是以瑞利衰落信道为模型对MIMO 信道容量进行计算仿真，分别在发射端不可知的信道和发射端可知的信道两种情形下，对不同天线数目的信道容量进行了仿真实现，并进行了分析比较。
1.MIMO 信道容量
假设MIMO 系统有N 条发射天线，M 条接收天线，并假定信道尽在接收端可知，在发射端不可知。MIMO 信道容量定义为：
)]|()([max )|(max )()(x y H y H y x I C x p x p -== （1-1）
由于信道的输入与信道的熵是独立的，故)()|(n H x y H =。设接收噪声的协方差矩阵是m H I nn E =][，发射信号的协方差矩阵为x R ，则接收信号的协方差矩阵为 m H x y I H HR R += （1-2）
在所有协方差为y R 的y 向量中，零均值循环对称随机向量的熵最大，这也意味着x 也是零均值循环对称复高斯随机变量，这种分布完全由x R 表现。于是我们有如下二式：
]det[log )(2y eR y H π= （1-3）
]det[log ][22m I e n H σπ= （1-4）
故互信息变为
]det[log );(2H x m H HR I y x I += （1-5）
MIMO 系统的信道容量在输入协方差矩阵x R 的条件下，互信息量最大的量，即为： ]det[log max 2)(H x m N R T H HR I C x r +== （1-6）
下面从信道对发送端可知与否两个方面来进一步计算MIMO 信道容量。
1.1信道对发送端未知
如果信道对发送端是不可知的，采用平均分配功率的方式获取最佳的信道容量。设各个发射天线的信号都有相同的功率N P /，每根接收天线的噪声功率为
2σ，故信噪比为2/σP ，这种情况下的信道容量为：
])/(det[log 22H m HH N P I C σ+= （1-7）
式中H HH 是一个M*M 的正定转置矩阵，这个矩阵的特征值分解由H Q Q Λ给出，这里Q 是一个M*M 的满足n I 的矩阵并且},.....,{21m diag λλλ=Λ，其中0≥i λ。假设特征值是有序的，则
??
???+===M r r i r i i i ,...1,0,...2,12σλ （1-8）
其中i σ是以∑=}......{21r diag σσσ形式获得的来自矩阵∑=H V U H 的奇异值分解的奇异信号，那么MIMO 信道的容量有下式给出：
])/(det[log 22H m Q Q N P I C Λ+=σ （1-9） 利用矩阵性质]det[]det[BA I AB I n m +=+和m H I Q Q =，上式可以简化为： })/(1{log })/(1{log 2122
21i r
i i r i N P N P C λσλσ+∏=+===∑ (1-10） R 是信道矩阵的秩，i λ是H HH 的正特征值，由此可见MIMO 信道的容量是r 个单独并行SISO 信道容量之和。进一步由上式得到信道容量公式：
])/(det[log 22Q N P I C m σ+= （1-11）
其中威沙特矩阵H HH Q =，N M <；H H Q H =，N M ≥；m I 是),min(M N 阶单位矩阵。如果信道系数是随机变量，上式表示的是瞬时信道容量。可以对所有信道系数的实现取平均值得到平均信道容量。
1.2 信道对发送端可知
当MIMO 信道下信道参数对发射端是可知的，可使用注水原理来获取最佳的信道容量。注水算法的基本思想是：在总的发射功率的限制下，将更多的发射功率分配给质量好的信道，对于质量差的信道分配较少的功率甚至不分配功率。
我们知道MIMO 信道容量等于总发送功率在各个信道之间最优分配后，各个独立并行SISO 信道的容量之和。由下式给出:
})/(1{log 212i i r
i N P C λγσ+=∑=（1-12）
这里),......2,1}(|{|2r i x i i ==γ是第i 个子信道的发射能量，这样有∑==r
i i N 1γ。为了使互
信息量最大，发射机可以访问单独的子信道并且为他们分配可变的功率。因此，互信息的最大值问题就为
})/(1{log max 2121i i r
i N P C r i i λγσγ+∑=∑==（1-13） 采用拉格朗日方法，最佳的能量分配方法为：
}0),/()(max{2i opt i P N λσμγ-= 和N r
i opt i =∑=1γ (1-14)
下面给出注水算法的具体步骤：
Step1:迭代计数p=1,计算]1
1[)1(112
∑+-=++-=p r i i P p r N λσμ
Step2：用μ计算i
i P N λσμγ2
-=，i=1,2,.....r-p+1 Step3:若分配到最小增益的信道能量为负值，即设01=+-p r γ，p=p+1，转置step1 若任意i γ非负，即得到最优的注水分配功率。
2.仿真程序设计思路
本文是以瑞利衰落信道为无线信道模型来建立仿真模型，从理论上推导MIMO 信道容量公式，并分别从信道对发送端可知与不可知两个方面进一步细化了MIMO 信道容量公式，最后通过不同发射天线、接收天线和不同信噪比下对信道容量进行了仿真分析。
（1） 当信道对发射端不可知时，采用发射功率平均分配的方法。
首先，根据信道容量公式直接对各个参数进行赋值，建立相应维数的零矩阵，用于存放最后得到的信道容量。采用嵌套的for 循环，计算不同发射天线数与接收天线数下的信道容量，在求信道容量时，将信噪比转换成dB 单位，并比较发射天线数接收天线数的大小得到威沙特矩阵。最后，经过10000次循环得到平均信道容量以减少瑞利衰落信道的随机性带来的仿真数据的误差。
（2）当信道对发射端可知时，采用注水算法。
利用注水算法求信道容量与平均分配功率方法求信道容量的不同在于对威沙特矩阵特征值的求解以及对i 个子信道的发射能量的最佳分配算法的求解。由MATLAB 中的eig 函数求得威沙特矩阵Q 的特征值元素，并取它的正特征值后在进行升序排列。对于各个发射子信道的最佳能量分配主要是对于i γ的求解，通过注水迭代算法，若任意i γ非负，即得到最优的注水分配功率。
根据以上两种情况，分别设置仿真数据，具体实现如下：
① 接收天线数一定，以信噪比为横坐标，信道容量为纵坐标，设置不同的发射天线数， 比较在相同接收天线数和相同信噪比下，随着发射天线数的变化信道容量的变化以及在一定接收天线和发射天线数下，信道容量随着信噪比的变化而变化的情况。
② 发射天线数一定，以信噪比为横坐标，信道容量为纵坐标，设置不同的接收天线数， 比较在相同发射天线数和相同信噪比下，随着接收天线数的变化信道容量的变化以及在一定接收天线和发射天线数下，信道容量随着信噪比的变化而变化的情况。
3.仿真结果与分析
（1）发射端未知CSI 的仿真结果图
图1 接收天线数一定，发射天线数不断增加
图2发射天线数一定，接收天线不断增加
图1中接收天线数都为4，发射天线数从2增加到4。图2中发射天线数为4，接收天线数从2增加到4。从这两个图中，我们可以看出，当接收天线和发射天线数一定时，信道容量随着信噪比的增加而增加。当接收天线和信噪比一定时，信道容量随着发射天线数的增加而增加。通过对比图1和图2，当发射天线数大于接收天线数时，信道容量增大的幅度会减小。
（2）发射端已知CSI的仿真结果图
图3接收天线数一定，发射天线数不断增加
图4 发射天线数一定，接收天线数不断增加
图3中接收天线数都为4，发射天线数从2增加到4。图4中发射天线数为4，接收天线数从2增加到4。当信道对发射端可知时，同样可从这两个图中看出，当接收天线和发射
天线数一定时，信道容量随着信噪比的增加而增加。当接收天线和信噪比一定时，信道容量随着发射天线数的增加而增加。从图3和图4中，可以看出，当使用注水算法时，发射天线数是否大于接收天线数对于信道容量的变化影响不大。
（3）比较发射端知道信道状态与发射端不知道信道状态下的信道容量
选取图2和图4中的仿真结果进行对比，为了更直观的看出两个图的异同点，更易于比较分析，把两个图放到一起，做出了如下仿真图：
图5 发射端未知CSI和发射端已知CSI的比较
通过比较分析，我们可以看出：
a. 在小信噪比时，信噪比相同的条件下，利用注水算法获得的信道容量大于利用平均分配功率算法获得的容量。信道容量相同时，发射端已知CSI下的信噪比比发射端未知CSI下的小。
b. 当信噪比增大到一定程度时，利用注水算法获得的信道容量和利用平均分配功率算法获得的信道容量基本相同。
由此可以得出，在瑞利衰落信道下且小信噪比的情况下，发射端必须要知道CSI才能获得最大的信道容量。
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代码： k_means: %%%%%%%%%K_means%%%%%%%% %%%%%%%%%函数说明%%%%%%%% %输入: % sample——样本集； % k ——聚类数目； %输出： % y ——类标(从0开始) % cnew ——聚类中心 % n ——迭代次数 function [y cnew n]=k_means(sample,k) [N V]=size(sample); %N为样本的个数 K为样本的维数 y=zeros(N,1); %记录样本类标 dist=zeros(1,k); rand_num=randperm(N); cnew=(sample(rand_num(1,1:k),:));%随机初始化聚类中心cold=zeros(k,V); n=0;
说明 每个实验题目含有一个main函数和一些函数，与实验题目相关的基本运算的函数定义和main函数定义的代码在附录以及对应的文件夹中给出，供上机实验参考使用。对于每个题目，只需要根据题目要求设计算法，补充函数定义，然后对程序进行编译、调试。
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题目：自动控制原理大作业指导老师： 学院：电子工程学院 专业：电子信息工程 学生姓名： 学号： 2017年7月11日
实验目的 1，学会使用matlab模拟仿真系统的根轨迹图。 2，理解K值对系统响应的影响。 3，理解校正环节对系统性能的影响。 实验内容 一、对教材P84页的图3-38天线位置控制系统，在给定传递函数下，试用MATLAB程序仿真 1，单位反馈作用下系统的根轨迹图 2，画出Bode图 3，若限定系统超调量σ%<35%，确定K的取值范围（K为开环传递系数）。 4，当K取不同的值时，画出单位阶跃响应曲线。 Matlab程序如下所示： echo on pause %strike any key to continue clc
K=[1 7 17.1 28 60]; num1=K(1);p1=[1 0];p2=[0.05 1];p3=[0.025 1]; den=conv(conv(p1,p2),p3); H1=tf(num1,den); H2=tf(K(2),den); H3=tf(K(3),den); H4=tf(K(4),den); H5=tf(K(5),den); pause;clc; damp(H1); rlocus(H1);%单位反馈作用下系统的根轨迹图 pause;clc; bode(H1);pause;clc; impulse(H1);pause;clc; step(feedback(H1,1));pause;clc;%K=1是的单位阶跃响应step(feedback(H2,1));pause;clc;%K=7是的单位阶跃响应step(feedback(H3,1));pause;clc;%K=17.1是的单位阶跃响应step(feedback(H4,1));pause;clc;%K=28是的单位阶跃响应step(feedback(H5,1));pause;clc;%K=60是的单位阶跃响应echo off
西电数据挖掘大作业k- m e a n s和k-m e d o i d s -标准化文件发布号：（9456-EUATWK-MWUB-WUNN-INNUL-DDQTY-KII
题目：数据挖掘 学院：电子工程学院专业：智能科学与技术学生姓名： ** 学号： 02115*** k-means实验报告
一、waveform数据 1、算法描述 1.从数据集中任意选取k个赋给初始的聚类中心c1, c2, …, c k； 2.对数据集中的每个样本点x i，计算其与各个聚类中心c j的欧氏 距离并获取其类别标号： 3.按下式重新计算k个聚类中心； 重复步骤2和步骤3，直到达到最大迭代次数为止 2、实验结果
二、图像处理 1、算法描述 同上； 2、实验结果 代码： k_means: %%%%%%%%%K_means%%%%%%%% %%%%%%%%%函数说明%%%%%%%% %输入: % sample——样本集； % k ——聚类数目； %输出： % y ——类标(从0开始) % cnew ——聚类中心 % n ——迭代次数
function [y cnew n]=k_means(sample,k) [N V]=size(sample); %N为样本的个数 K为样本的维数 y=zeros(N,1); %记录样本类标 dist=zeros(1,k); rand_num=randperm(N); cnew=(sample(rand_num(1,1:k),:));%随机初始化聚类中心 cold=zeros(k,V); n=0; while(cold~=cnew) cold=cnew; n=n+1; %记录迭代次数 %对样本进行重新分类 for i=1:N for j=1:k if(V==1) dist(1,j)=abs(sample(i,:)-cold(j,:)); else dist(1,j)=norm(sample(i,:)-cold(j,:)); end end for s=1:k if(dist(1,s)==min(dist)) y(i,1)=s-1; end end end %更新聚类中心 cnew=zeros(k,V); flag=zeros(k,1); for i=1:N for j=1:k if (y(I,1)==j-1) flag(j,1)=flag(j,1)+1; cnew(j,?=cnew(j,?+sample(I,?; end end end for j=1:k cnew(j,?=cnew(j,?/flag(j,1); end end k_means_waveform: clear;clc;
学籍管理系统 一、需求分析： （1)、功能： a 使得学生的学籍管理工作更加清晰、条理化、自动化。 b 容易地完成学生信息的查询、更新、修改等操作。 c 对于学生成绩管理模块，能更加容易的求得学生的平均成绩、补考次数，所修的学 分，最高分、最低分等,可以按照学生的成绩进行排序处理等，同时方便学生管理。（2）、系统数据： 下表分别列出了数据的名称(即码)、注释、数据类型、长度、取值范围和是否是主码。 名称注释数据类型长度最小 值最大 值 主要的 班级varchar(16) 16 FALSE 学号唯一标识学生的信息integer TRUE 院系代号varchar(5) 5 FALSE 专业号varchar(5) 5 FALSE 姓名varchar(6) 6 FALSE 性别varchar(2) 2 FALSE 出生年月datetime FALSE 籍贯varchar(8) 8 FALSE 民族varchar(2) 2 FALSE 家庭住址varchar(20) 20 FALSE 入学时间datetime FALSE 政治面貌varchar(6) 6 FALSE 身份证号char(18) 18 FALSE 联系电话varchar(12) 12 FALSE 备注varchar(14) 14 FALSE 课程号varchar(5) 5 TRUE 先行课smallint FALSE 学分integer FALSE 备注varchar(16) 16 FALSE 院系代号varchar(5) 5 TRUE 院系名varchar(10) 10 FALSE 系主任varchar(8) 8 FALSE
大作业报告 一、题目： 销售公司员工管理 设计一个虚基类Staff（员工），包含编号、姓名和年龄保护数据成员以及相关的成员函数；由Staff派生出销售员类Salesman，包含销售额保护数据成员以及相关的成员函数；再由Staff派生出经理类Manager；然后由Salesman和Manager 类派生出销售经理类SalesManager。 设计一个利用文件处理方式实现对公司人员（包括销售员、经理和销售经理）进行管理，具有增加数据、更新数据、查询数据、删除数据以及重组文件的功能。（删除数据在记录中做删除标志，重组文件指在物理上删除有删除标志的记录。）另外要求分别统计这三类员工的人数以及所有员工的总数。 二、分析： 1、类的分析： 从题目中可以看出，至少需要有类Staff，类Salesman，类Manager，类SalesManager这四个类。这四个类是最基本的。当然，还需要添加其他类，在后面的分析中。 2、类中数据成员的分析： 这四个类的关系以及相关的数据成员，题目中说得很清楚。为了对象信息的完整性，在类Salesman中添加一个数据成员title，用来标记一个员工的职称；在类Manager中添加一个数据成员position，用来标记一个员工的职位。当然，程序中也可以不添加。其中，关键在于各个类中成员函数的设计。 3、类中成员函数的分析： 考虑到要对数据的处理，各个类中要有成员函数能够实现输入数据的功能来实例化对象，还要有成员函数来输出一个对象的相关信息，即输出一个对象中的数据成员信息。由于题目要求利用文件处理方式实现对公司人员进行管理，所以，各个类中要有成员函数能够将一个对象的相关信息写入到文件中，还要有一个成员函数能够将相关信息从文件中读出。因此，每个类中至少要有上述四种成员函数。由于类中存在继承关系，为了优化程序，利用虚函数实现多态性，在基类Staff中将这四种函数定义为虚函数，并在其他三个类中重写这四个函数，就可以通过基类指针来访问派生类中这四个同名函数。 4、添加一个新的类： 题目要求设计一个利用文件处理方式实现对公司人员（包括销售员、经理和销售经理）进行管理，具有增加数据、更新数据、查询数据、删除数据以及重组文件的功能，还要求分别统计这三类员工的人数以及所有员工的总数。所以，可以设计一个新的类ManagementSystem，用来实现上述所要求的功能。 在类ManagementSystem中，每一个成员函数对应题目中的一个功能，当要求不同的功能时，就调用相应的成员函数，在成员函数中通过对之前四个类的操
西安电子科技大学数字信号处理大作业 学院：电子工程学院 班级： 学号：
姓名： 指导老师：吕雁 题目一：查找资料，写一篇关于奈奎斯特采样率与稀疏采样的学习报告。 奈奎斯特采样定理即采样定理。 在进行模拟/数字信号的转换过程中，当采样频率fs.max大于信号中最高频率fmax的2倍时(fs.max>2fmax)，采样之后的数字信号完整地保留了原始信号中的信息，一般实际应用中保证采样频率为信号最高频率的5～10倍；采样定理又称奈奎斯特定理。表达式为： C = B * log2 N ( bps ) 嗯 1924年奈奎斯特(Nyquist)就推导出在理想低通信道的最高码元传输速率的公式: 理想低通信道的最高码元传输速率B=2W Baud (其中W是带宽) 理想信道的极限信息速率（信道容量），其公式如下： C = B * log2 N ( bps ) 采样过程所应遵循的规律，又称取样定理、抽样定理。采样定理说明采样频率与信号频谱之间的关系，是连续信号离散化的基本依据。采样定理是1928年由美国电信工程师H.奈奎斯特首先提出来的，因此称为奈奎斯特采样定理。1933年由苏联工程师科捷利尼科夫首次用公式严格地表述这一定理，因此在苏联文献中称为科捷利尼科夫采样定理。1948年信息论的创始人C.E.香农对这一定理加以明确地说明并正式作为定理引用，因此在许多文献中又称为香农采样定理。采样定理有许多表述形式，但最基本的表述方式是时域采样定理和频域采样定理。采样定理在数字式遥测系统、时分制遥测系统、信息处理、数字通信和采样控制理论等领域得到广泛的应用。 时域采样定理 频带为F的连续信号f(t)可用一系列离散的采样值f(t1),f(t1±Δt)，f(t1±2Δt)，...来表示,只要这些采样点的时间间隔Δt≤1/(2F)，便可根据各采样值完全恢复原来的信号f(t)。这是时域采样定理的一种表述方式。 时域采样定理的另一种表述方式是：当时间信号函数f(t)的最高频率分量为fM时,f(t)的值可由一系列采样间隔小于或等于1/(2fM)的采样值来确定,即采样点的重复频率f≥(2fM)。图为模拟信号和采样样本的示意图。 时域采样定理是采样误差理论、随机变量采样理论和多变量采样理论的基础。 频域采样定理
软件技术基础大作业 02121060 薛学通
实验一线性表 一、实验目的 1．熟悉线性表的顺序和链式存储结构 2．掌握线性表的基本运算 3．能够利用线性表的基本运算完成线性表应用的运算 二、实验内容 1．设有一个线性表E={e1, e2, … , e n-1, e n}，设计一个算法，将线性表逆置，即使元素排列次序颠倒过来，成为逆线性表E’={ e n , e n-1 , … , e2 , e1 }，要求逆线性表占用原线性表空间，并且用顺序表和单链表两种方法表示，分别用两个程序来完成。（文件夹：顺序表逆置、单链表逆置） 顺序表 源码: //顺序表逆置.cpp #include
网络管理结课大作业 第一部分‐‐基本知识问答 1、请说明网络管理中的五大功能域以及功能 答：五大功能域：配置管理、故障管理、性能管理、计费管理和安全管理配置管理：1.设置被管系统或管理对象的参数 2.初始化、启动和关闭管理对象 3.收集被管系统状态的数据，以便管理系统能够识别被管系统中状态变化的发生 4.改变被管系统或管理对象的配置 5.定义和修改管理对象间的关系 6.生成配置状态报告
故障管理：1.维护、使用和检查差错日志 2.接受差错事件的通知并作出反应 3.在系统范围内跟踪差错 4.执行诊断测试命令/动作序列 5.执行恢复动作以纠正差错 性能管理：1.从管理对象中收集并统计有关数据 2.分析当前统计数据以检测性能故障、产生性能警报、报告性能事件 3.维护和检查系统状态历史的日志，以便用于规划和分析 4.确定自然和人工状态下系统的性能 5.形成并改进性能评价准则和性能门限，改变系统操作模式以进行系统性能 管理的操作 6.对管理对象和管理对象群进行控制，以保证网络的优越性能 计费管理：1.计算网络建设及运营成本，包括设备、网络服务、人工费用等成本 2.统计网络及其所包含的资源的利用率，确定计费依据 3.将应该缴纳的费用通知用户 4.支持用户费用上限的设置 5.在必须使用多个通信实体才能完成通信时，能够把使用多个管理对象的费 用结合起来 6.保存收费账单及必要的原始数据，以备用户查询和质疑 安全管理：1.采用多层防卫手段，将受到侵扰和破坏的概率降到最低 2.提供迅速检测非法入侵者的手段，核查跟踪侵入者的活动 3.提供恢复被破坏的数据和系统的手段，尽量降低损失 4.支持身份鉴别，规定身份鉴别的过程 5.控制和维护授权设施 6.控制和维护访问权限 7.支持密钥管理 8.维护和检查安全日志 二、对比GETNEXT和GETBULK如何遍历下列MIB树(右图为设备上的实例），写出详细的通信过程和内容。 假例根节点的编号为1，A、B、T、Z编号分别为1、2、3、4，E的编号为1，C1、C2、C3编号为1、2、3，G。
射频大作业 基于PSpice仿真的振幅调制电路设计数字调制与解调的集成器件学习
目录 题目一：基于PSpice仿真的振幅调制电路设计与性能分析 一、实验设计要求 (3) 二、理论分析 1、问题的分析 (3) 2、差动放大器调幅的设计理论 (4) 2.1、单端输出差动放大器电路 2.2、双端输出差动放大器电路 2.3、单二极管振幅调制电路 2.4、平衡对消二极管调幅电路 三、PSpice仿真的振幅调制电路性能分析 (10) 1、单端输出差动放大器调幅电路设计图及仿真波形 2、双端输出差动放大器调幅电路设计图及仿真波形 3、单二极管振幅调制电路设计图及仿真波形 4、平衡对消二极管调幅电路设计图及仿真波形 四、实验总结 (16) 五、参考文献 题目二数字调制与解调的集成器件学习 一、实验设计要求 (17) 二、概述 (17) 三、引脚功能及组成原理 (18) 四、基本连接电路 (20) 五、参考文献 (21) 六、英文附录 (21)
题目一基于PSpice仿真的振幅调制电路设计 摘要 随着大规模集成电路的广泛发展,电子电路CAD及电子设计自动化（EDA）已成为电路分析和设计中不可缺少的工具。此次振幅调制电路仿真设计基于PSpice，利用其丰富的仿真元器件库和强大的行为建模工具，分别设计了差分对放大器和二极管振幅调制电路，由此对线性时变电路调幅有了更进一步的认识；同时，通过平衡对消技术分别衍生出双端输出的差分对放大器和双回路二极管振幅调制电路，消除了没用的频率分量，从而得到了更好的调幅效果。本文对比研究了单端输出和双端输出的差分对放大器调幅电路及单二极管和双回路二极管调幅电路，通过对比观察时域和频域波形图，可知平衡对消技术可以很好地减小失真。 关键词：PSpice 振幅调制差分对放大器二极管振幅调制电路平衡对消技术 一、实验设计要求 1.1 基本要求 参考教材《射频电路基础》第五章振幅调制与解调中有关差分对放大器调幅和二极管调幅的原理，选择元器件、调制信号和载波参数，完成PSpice电路设计、建模和仿真，实现振幅调制信号的输出和分析。 1.2 实践任务 (1) 选择合适的调制信号和载波的振幅、频率，通过理论计算分析，正确选择晶体管和其它元件；搭建单端输出的差分对放大器，实现载波作为差模输入电压，调制信号控制电流源情况下的振幅调制；调整二者振幅，实现基本无失真的线性时变电路调幅；观察记录电路参数、调制信号、载波和已调波的波形和频谱。 (2) 参考例5.3.1，修改电路为双端输出，对比研究平衡对消技术在该电路中的应用效果。 (3) 选择合适的调制信号和载波的振幅、频率，通过理论计算分析，正确选择二极管和其它元件；搭建单二极管振幅调制电路，实现载波作为大信号，调制信号为小信号情况下的振幅调制；调整二者振幅，实现基本无失真的线性时变电路调幅；观察记录电路参数、调制信号、载波和已调波的波形和频谱。 (4) 参考例5.3.2，修改电路为双回路，对比研究平衡对消技术在该电路中的应用效果。 1.3 写作报告 (1) 按论文形式撰写，包括摘要、正文和参考文献，等等。 (2) 正文包括振幅调制电路的设计原理、理论分析结果、实践任务中各阶段设计的电路、参数、波形和频谱，对观察记录的数据配以图像和表格，同时要有充分的文字做分析和对比，有规律性认识。 (3) 论文结构系统、完备、条理清晰、理论正确、数据翔实、分析完整。 1.4 相关提示 (1) 所有电路和信号参数需要各人自行决定，各人有不同的研究结果，锻炼学生的独立研究和实验分析能力。 (2) 为了提高仿真精度和减小调试难度，可以将调制信号和载波的频率设置得较低。 二、理论分析 1、问题的分析 根据题目的要求，差分对放大器和二极管振幅调制电路目的都是实现基本无
二、图像处理 1、算法描述 同上； 2、实验结果
代码： k_means: %%%%%%%%%K_means%%%%%%%% %%%%%%%%%函数说明%%%%%%%% %输入: % sample——样本集； % k ——聚类数目； %输出： % y ——类标(从0开始)
% cnew ——聚类中心 % n ——迭代次数 function [y cnew n]=k_means(sample,k) [N V]=size(sample); %N为样本的个数K为样本的维数y=zeros(N,1); %记录样本类标 dist=zeros(1,k); rand_num=randperm(N); cnew=(sample(rand_num(1,1:k),:));%随机初始化聚类中心cold=zeros(k,V); n=0; while(cold~=cnew) cold=cnew; n=n+1; %记录迭代次数 %对样本进行重新分类 for i=1:N for j=1:k if(V==1) dist(1,j)=abs(sample(i,:)-cold(j,:)); else dist(1,j)=norm(sample(i,:)-cold(j,:));
end end for s=1:k if(dist(1,s)==min(dist)) y(i,1)=s-1; end end end %更新聚类中心 cnew=zeros(k,V); flag=zeros(k,1); for i=1:N for j=1:k if (y(I,1)==j-1) flag(j,1)=flag(j,1)+1; cnew(j, =cnew(j, +sample(I, ; end end end for j=1:k
题目：数据挖掘 学院：电子工程学院 专业：智能科学与技术 学生姓名： ** 学号： 02115*** k-means实验报告 一、waveform数据 1、算法描述 1.从数据集中任意选取k个赋给初始的聚类中心c1, c2, …, c k； 2.对数据集中的每个样本点x i，计算其与各个聚类中心c j的欧氏 距离并获取其类别标号： 3.按下式重新计算k个聚类中心；
重复步骤2和步骤3，直到达到最大迭代次数为止2、实验结果 二、图像处理 1、算法描述 同上； 2、实验结果 代码： k_means: %%%%%%%%%K_means%%%%%%%% %%%%%%%%%函数说明%%%%%%%% %输入: % sample——样本集； % k ——聚类数目； %输出： % y ——类标(从0开始) % cnew ——聚类中心 % n ——迭代次数 function [y cnew n]=k_means(sample,k) [N V]=size(sample); %N为样本的个数 K为样本的维数 y=zeros(N,1); %记录样本类标 dist=zeros(1,k); rand_num=randperm(N); cnew=(sample(rand_num(1,1:k),:));%随机初始化聚类中心 cold=zeros(k,V); n=0; while(cold~=cnew) cold=cnew; n=n+1; %记录迭代次数 %对样本进行重新分类 for i=1:N for j=1:k if(V==1) dist(1,j)=abs(sample(i,:)-cold(j,:)); else