通信原理MATLAB仿真教程第1章 MATLAB基本操作

实验教程目录实验一：连续时间信号与系统的时域分析-------------------------------------------------6一、实验目的及要求---------------------------------------------------------------------------6二、实验原理-----------------------------------------------------------------------------------61、信号的时域表示方法------------------------------------------------------------------62、用MATLAB仿真连续时间信号和离散时间信号----------------------------------73、LTI系统的时域描述-----------------------------------------------------------------11三、实验步骤及内容--------------------------------------------------------------------------15四、实验报告要求-----------------------------------------------------------------------------26 实验二：连续时间信号的频域分析---------------------------------------------------------27一、实验目的及要求--------------------------------------------------------------------------27二、实验原理----------------------------------------------------------------------------------271、连续时间周期信号的傅里叶级数CTFS---------------------------------------------272、连续时间信号的傅里叶变换CTFT--------------------------------------------------283、离散时间信号的傅里叶变换DTFT -------------------------------------------------284、连续时间周期信号的傅里叶级数CTFS的MATLAB实现------------------------295、用MATLAB实现CTFT及其逆变换的计算---------------------------------------33三、实验步骤及内容----------------------------------------------------------------------34四、实验报告要求-------------------------------------------------------------------------48 实验三：连续时间LTI系统的频域分析---------------------------------------------------49一、实验目的及要求--------------------------------------------------------------------------49二、实验原理----------------------------------------------------------------------------------491、连续时间LTI系统的频率响应-------------------------------------------------------492、LTI系统的群延时---------------------------------------------------------------------503、用MATLAB计算系统的频率响应--------------------------------------------------50三、实验步骤及内容----------------------------------------------------------------------51四、实验报告要求-------------------------------------------------------------------------58 实验四：调制与解调以及抽样与重建------------------------------------------------------59一、实验目的及要求--------------------------------------------------------------------------59二、实验原理----------------------------------------------------------------------------------591、信号的抽样及抽样定理---------------------------------------------------------------592、信号抽样过程中的频谱混叠----------------------------------------------------------623、信号重建--------------------- ----------------------------------------------------------624、调制与解调----------------------------------------------------------------------------------645、通信系统中的调制与解调仿真---------------------------------------------------------66三、实验步骤及内容------------------------------------------------------------------------66四、实验报告要求---------------------------------------------------------------------------75 实验五：连续时间LTI系统的复频域分析----------------------------------------------76一、实验目的及要求------------------------------------------------------------------------76二、实验原理--------------------------------------------------------------------------------761、连续时间LTI系统的复频域描述--------------------------------------------------762、系统函数的零极点分布图-----------------------------------------------------------------773、拉普拉斯变换与傅里叶变换之间的关系-----------------------------------------------784、系统函数的零极点分布与系统稳定性和因果性之间的关系------------------------795、系统函数的零极点分布与系统的滤波特性-------------------------------------------806、拉普拉斯逆变换的计算-------------------------------------------------------------81三、实验步骤及内容------------------------------------------------------------------------82四、实验报告要求---------------------------------------------------------------------------87 附录：授课方式和考核办法-----------------------------------------------------------------88实验一信号与系统的时域分析一、实验目的1、熟悉和掌握常用的用于信号与系统时域仿真分析的MA TLAB函数；2、掌握连续时间和离散时间信号的MATLAB产生，掌握用周期延拓的方法将一个非周期信号进行周期信号延拓形成一个周期信号的MATLAB编程；3、牢固掌握系统的单位冲激响应的概念，掌握LTI系统的卷积表达式及其物理意义，掌握卷积的计算方法、卷积的基本性质；4、掌握利用MA TLAB计算卷积的编程方法，并利用所编写的MA TLAB程序验证卷积的常用基本性质；掌握MATLAB描述LTI系统的常用方法及有关函数，并学会利用MATLAB求解LTI系统响应，绘制相应曲线。

小学期报告实习题目通信原理Matlab仿真专业通信与信息工程班级学号学生姓名实习成绩指导教师2010年通信原理Matlab仿真目录一、实验目的------------------------------------------------------------------------------------------------2二、实验题目------------------------------------------------------------------------------------------------2三、正弦信号波形及频谱仿真------------------------------------------------------------------------2 （一）通信原理知识--------------------------------------------------------------------------------------2 （二）仿真原理及思路--------------------------------------------------------------------------------------2 （三）程序流程图------------------------------------------------------------------------------------------- 3 （四）仿真程序及运行结果------------------------------------------------------------------------------3 （五）实验结果分析---------------------------------------------------------------------------------------5四、单极性归零波形及其功率谱密度仿真--------------------------------------------------------5 （一）通信原理知识--------------------------------------------------------------------------------------6 （二）仿真原理及思路------------------------------------------------------------------------------ -------6 （三）程序流程图-------------------------------------------------------------------------------------------6 （四）仿真程序及运行结果--------------------------------------------------------------------------------6 （五）实验结果分析-------------------------------------------------------------------------------- -------6五、升余弦滚降波形的眼图及功率谱密度仿真-------------------------------------------------8 （一）通信原理知识--------------------------------------------------------------------------------------8 （二）仿真原理及思路------------------------------------------------------------------------------ -------9 （三）程序流程图------------------------------------------------------------------------------- -----------9 （四）仿真程序及运行结果------------------------------------------------------------------------------10 （五）实验结果分析---------------------------------------------------------------------------------------11六、PCM编码及解码仿真-----------------------------------------------------------------------------12 （一）通信原理知识---------------------------------------------------------------------------------- ---12 （二）仿真原理及思路------------------------------------------------------------------------------ ------ 13 （三）程序流程图------------------------------------------------------------------------------- -----------14 （四）仿真程序及运行结果------------------------------------------------------------------------------15 （五）实验结果分析---------------------------------------------------------------------------------------18七、实验心得---------------------------------------------------------------------------- -------------------18一、实验目的1、学会MATLAB 软件的最基本运用。

数据通信原理实验的MATLAB仿真讲义MATLAB原意为“矩阵实验室—MA-TrixLABoratory”，它是目前控制界国际上最流行的软件，它除了传统的交互式编程之外，还提供了丰富可靠的矩阵运算、图形绘制、数据和图象处理、Windows编程等便利工具。

MATLAB还配备了大量工具箱，特别是还提供了仿真工具软件SIMULINK。

SIMULINK这一名字比较直观地表明了此软件的两个显著的功能：SIMU(仿真)与LINK(连接)，亦即可以利用鼠标在模型窗口上“画”出所需的系统模型，然后利用SIMULINK提供的功能对控制系统进行仿真和线性化分析。

MATLAB在80年代一出现，首先是在控制界得到研究人员的瞩目。

随着MA T-LAB软件的不断完善,特别是仿真工具SIMULINK的出现，使MA TLAB的应用范围越来越广。

MATLAB的仿真环境(simulink)提供的系统模型库包括以下几个子模型库：Sources(输入源)、Sinks(输出源)、Discrete(离散时间系统)、Linear(线性环节)、Non-linear(非线性环节)、Connections(连接及接口)、Extras(其它环节)。

打开子模型库,你会发现每个模型库都包含许多个子模块，比如Sources模型库里含有阶跃函数、正弦函数、白噪声函数、MATLAB空间变量、信号发生器等子模块。

另外在Extras子模型库下还有一个BlockLibrary，集中了子模型库中最常用及其它常用的子模块,使用起来特别方便。

通信系统一般都可以建立数学模型,在数学模型中,主要包括乘法器、加法器、信号发生器、滤波器等，而这些在上述的simulink 系统模型库中一般都可找到，对于没有的模块(如伪随机信号发生器),可自己根据掌握的技术生成所需的子模块，随时调用。

这样就可根据数学模型，建立通信系统的仿真模型。

应用MA TLAB下的SIMULINK仿真工具可以很方便地进行通信系统仿真，利用SIMULINK仿真工具下的现有子模块进行仿真。

实验报告课程名称：MATLAB程序设计实验项目：MATLAB基本操作和信道仿真班级：学号：姓名：成绩：教师签字：1．实验项目名称MATLAB 基本操作和信道仿真2．实验目的熟悉MATLAB 的运行环境，学习矩阵生成和计算、基本运算、基本函数、符号运算和绘图等操作；加性高斯白噪声信道仿真和衰落多径信道仿真。

3．实验内容与实验步骤 要完成的实验内容：常见离散信号的MATLAB 产生和图形显示；利用DFT 分析离散时间信号的频谱；离散系统的差分方程、冲激响应和卷积分析；基于MATLAB 的数字滤波器设计；信道仿真。

应用（或涉及）的原理： （1）单位抽样序列⎩⎨⎧=01)(n δ≠=n n 在MATLAB 中可以利用zeros()函数实现，;1)1();,1(==x N zeros x如果)(n δ在时间轴上延迟了k 个单位，得到)(k n -δ即：⎩⎨⎧=-01)(k n δ≠=n kn单位阶跃序列⎩⎨⎧01)(n u00<≥n n 在MATLAB 中可以利用ones()函数实现，);,1(N ones x =正弦序列)/2sin()(0ϕπ+=S f n f A n x在MATLAB 中1:0),/***2sin(*0-=+=N n fai f n f pi A x s复正弦序列n j e n x ϖ=)(在MATLAB 中1:0),**exp(-==N n n w j x指数序列n a n x =)(（2）在MATLAB 中1:0,.^-==N n n a xN 点序列()x n 的DFT 定义：∑∑-=--===121N n kn NjN n knNen x Wn x k X π)(][）（在MATLAB 中，可以用函数X = fft(x,N)和x = ifft(X,N)计算N 点序列的DFT 正、反变换。

（3）于一个离散系统，其输入、输出关系可用以下差分方程描述：[][]NMkk k k dy n k p x n k ==-=-∑∑输入信号分解为冲激信号，[][][]m x n x m n m δ∞=-∞=-∑。

matlab仿真工具基本操作Matlab是一种功能强大的数学仿真工具，它提供了丰富的功能和工具箱，可以用于各种科学计算、数据分析和模型仿真等领域。

本文将介绍Matlab仿真工具的基本操作，帮助读者快速上手使用该工具。

一、Matlab的安装与启动在开始使用Matlab之前，首先需要将其安装在计算机上。

用户可以从MathWorks官方网站下载Matlab的安装程序，并按照安装向导进行操作。

安装完成后，可以通过桌面上的快捷方式或者在命令行中输入"matlab"来启动Matlab。

二、Matlab的界面与基本操作Matlab的界面由多个窗口组成，包括命令窗口、编辑器窗口、工作空间窗口、命令历史窗口等。

用户可以通过菜单栏、工具栏或者命令行来执行各种操作。

1. 命令窗口：用户可以在命令窗口中直接输入Matlab命令，并按下Enter键执行。

Matlab会立即给出相应的结果，并显示在命令窗口中。

2. 编辑器窗口：用户可以在编辑器窗口中编写Matlab脚本文件，以便进行更复杂的操作。

脚本文件可以保存为.m文件，并通过命令窗口中的"run"命令或者点击编辑器窗口中的运行按钮来执行。

3. 工作空间窗口：工作空间窗口显示了当前Matlab工作空间中的变量列表。

用户可以通过命令行或者脚本文件来创建、修改和删除变量，并在工作空间窗口中查看其值和属性。

4. 命令历史窗口：命令历史窗口记录了用户在命令窗口中输入的所有命令，方便用户查找和重复使用。

三、Matlab的数学计算功能Matlab提供了丰富的数学计算函数，可以进行向量和矩阵运算、符号计算、微积分、线性代数、概率统计等操作。

用户可以通过命令行或者脚本文件来调用这些函数，并进行各种数学计算。

1. 向量和矩阵运算：Matlab中可以方便地定义和操作向量和矩阵。

用户可以使用矩阵运算符（如+、-、*、/）对向量和矩阵进行加减乘除等运算，还可以使用内置函数（如transpose、inv、det）进行转置、求逆和求行列式等操作。