当前位置：文档之家 › MATLAB大作业

MATLAB大作业

  • 格式：doc
  • 大小：44.50 KB
  • 文档页数：6

实用标准文案
精彩文档
MATLAB大作业
MATLAB是由美国mathworks公司发布的主要面对科学计算、可视化
以及交互式程序设计的高科技计算环境。它将数值分析、矩阵计算、科学
数据可视化以及非线性动态系统的建模和仿真等诸多强大功能集成在一个
易于使用的视窗环境中，为科学研究、工程设计以及必须进行有效数值计
算的众多科学领域提供了一种全面的解决方案，并在很大程度上摆脱了传
统非交互式程序设计语言（如C、Fortran）的编辑模式，代表了当今国际
科学计算软件的先进水平。
MATLAB和Mathematica、Maple并称为三大数学软件。它在数学
类科技应用软件中在数值计算方面首屈一指。MATLAB可以进行矩阵运算、
绘制函数和数据、实现算法、创建用户界面、连
接其他编程语言的程序等，主要应用于工程计算、控制设计、信号处理与
通讯，图像处理、信号检测、金融建模设计与分析等领域。
MATLAB的基本数据单位是矩阵，它的指令表达式与数学、工程中常
用的形式十分相似，故用MATLAB来解算问题要比用C，FORTRAN等语
言完成相同的事情简捷得多，并且MATLAB也吸收了像Maple等软件的
优点，使MATLAB成为一个强大的数学软件。在新的版本中也加入了对C，
FORTART，C++，JAVA的支持。可以直接调用,用户也可以将自己编写的
实用程序导入到MATLAB函数库中方便自己以后调用，此外许多的
MATLAB爱好者都编写了一些经典的程序，用户可以直接进行下载就可以
用。
MATLAB 产品族可以用来进行以下各种工作：
实用标准文案
精彩文档
●数值分析
●数值和符号计算
●工程与科学绘图
●控制系统的设计与仿真
●数字图像处理技术
●数字信号处理技术
●通讯系统设计与仿真
●财务与金融工程
MATLAB 的应用范围非常广，包括信号和图像处理、通讯、控制系统
设计、测试和测量、财务建模和分析以及计算生物学等众多应用领域。附
加的工具箱（单独提供的专用MATLAB 函数集）扩展了MATLAB 环境，
以解决这些应用领域内特定类型的问题。

MATLAB的特点
1) 高效的数值计算及符号计算功能，能使用户从繁杂的数学运算分析
中解脱出来；
2) 具有完备的图形处理功能,实现计算结果和编程的可视化;
3) 友好的用户界面及接近数学表达式的自然化语言，使学者易于学习
和掌握；
4) 功能丰富的应用工具箱(如信号处理工具箱、通信工具箱等) ,为用户
提供了大量方便实用的处理工具。

MATLAB的优势
实用标准文案
精彩文档
（1）友好的工作平台和编程环境

MATLAB由一系列工具组成。这些工具方便用户使用MATLAB的函数
和文件，其中许多工具采用的是图形用户界面。包括MATLAB桌面和命令
窗口、历史命令窗口、编辑器和调试器、路径搜索和用于用户浏览帮助、
工作空间、文件的浏览器。随着MATLAB的商业化以及软件本身的不断升
级，MATLAB的用户界面也越来越精致，更加接近Windows的标准界面，
人机交互性更强，操作更简单。而且新版本的MATLAB提供了完整的联机
查询、帮助系统，极大的方便了用户的使用。简单的编程环境提供了比较
完备的调试系统，程序不必经过编译就可以直接运行，而且能够及时地报
告出现的错误及进行出错原因分析。

（2）简单易用的程序语言
Matlab是一个高级的矩阵/阵列语言，它包含控制语句、函数、数据
结构、输入和输出和面向对象编程特点。用户可以在命令窗口中将输入语
句与执行命令同步，也可以先编写好一个较大的复杂的应用程序（M文件）
后再一起运行。新版本的MATLAB语言是基于最为流行的C++语言基础上
的，因此语法特征与C++语言极为相似，而且更加简单，更加符合科技人
员对数学表达式的书写格式。使之更利于非计算机专业的科技人员使用。
而且这种语言可移植性好、可拓展性极强，这也是MATLAB能够深入到科
学研究及工程计算各个领域的重要原因。
实用标准文案

精彩文档
（3）强大的科学计算机数据处理能力

MATLAB是一个包含大量计算算法的集合。其拥有600多个工程中要
用到的数学运算函数，可以方便的实现用户所需的各种计算功能。函数中
所使用的算法都是科研和工程计算中的最新研究成果，而前经过了各种优
化和容错处理。在通常情况下，可以用它来代替底层编程语言，如C和
C++ 。在计算要求相同的情况下，使用MATLAB的编程工作量会大大减
少。MATLAB的这些函数集包括从最简单最基本的函数到诸如矩阵，特征
向量、快速傅里叶变换的复杂函数。函数所能解决的问题其大致包括矩阵
运算和线性方程组的求解、微分方程及偏微分方程的组的求解、符号运算、
傅立叶变换和数据的统计分析、工程中的优化问题、系数矩阵运算、复数
的各种运算、三角函数和其他初等数学运算、多维数组操作以及建模动态
仿真等。

（4）出色的图形处理功能


实用标准文案

精彩文档
图形处理功能
MATLAB自产生之日起就具有方便的数据可视化功能，以将向量和矩阵用
图形表现出来，并且可以对图形进行标注和打印。高层次的作图包括二维
和三维的可视化、图象处理、动画和表达式作图。可用于科学计算和工程
绘图。新版本的MATLAB对整个图形处理功能作了很大的改进和完善，使
它不仅在一般数据可视化软件都具有的功能（例如二维曲线和三维曲面的
绘制和处理等）方面更加完善，而且对于一些其他软件所没有的功能（例
如图形的光照处理、色度处理以及四维数据的表现等），MATLAB同样表现
了出色的处理能力。同时对一些特殊的可视化要求，例如图形对话等，
MATLAB也有相应的功能函数，保证了用户不同层次的要求。另外新版本
的MATLAB还着重在图形用户界面（GUI）的制作上作了很大的改善，对
这方面有特殊要求的用户也可以得到满足。

（5）应用广泛的模块集合工具箱
MATLAB对许多专门的领域都开发了功能强大的模块集和工具箱。一
般来说，它们都是由特定领域的专家开发的，用户可以直接使用工具箱学
习、应用和评估不同的方法而不需要自己编写代码。目前，MATLAB已经
把工具箱延伸到了科学研究和工程应用的诸多领域，诸如数据采集、数据
库接口、概率统计、样条拟合、优化算法、偏微分方程求解、神经网络、
小波分析、信号处理、图像处理、系统辨识、控制系统设计、LMI控制、
鲁棒控制、模型预测、模糊逻辑、金融分析、地图工具、非线性控制设计、
实时快速原型及半物理仿真、嵌入式系统开发、定点仿真、DSP与通讯、
实用标准文案
精彩文档
电力系统仿真等，都在工具箱（Toolbox）家族中有了自己的一席之地。

（6）实用的程序接口和发布平台
新版本的MATLAB可以利用MATLAB编译器和C/C++数学库和图形
库，将自己的MATLAB程序自动转换为独立于MATLAB运行的C和C++
代码。允许用户编写可以和MATLAB进行交互的C或C++语言程序。另
外，MATLAB网页服务程序还容许在Web应用中使用自己的MATLAB数
学和图形程序。MATLAB的一个重要特色就是具有一套程序扩展系统和一
组称之为工具箱的特殊应用子程序。工具箱是MATLAB函数的子程序库，
每一个工具箱都是为某一类学科专业和应用而定制的，主要包括信号处理、
控制系统、神经网络、模糊逻辑、小波分析和系统仿真等方面的应用。

（7）应用软件开发（包括用户界面）
在开发环境中，使用户更方便地控制多个文件和图形窗口；在编程方
面支持了函数嵌套，有条件中断等；在图形化方面，有了更强大的图形标
注和处理功能，包括对性对起连接注释等；在输入输出方面，可以直接向
Excel和HDF5进行连接
。

下来是MATLAB在数字信号处理方面的应用。

合集下载

现代信号处理大作业王成志1

现代信号处理大作业王成志1

《现代信号处理》大作业姓名：王成志学号：1140349078一. L D 迭代算法的matlab 实现1.1 Levinson-Durbin 算法介绍功率谱估计大致可以分为经典谱估计和现代功率谱估计，经典谱估计方法存在着以下三点缺陷：（1）数据加窗或自相关加窗，都隐含着假定在窗外未观测到的数据或自相关系数为零，该假设不切实际。

（2）要性能好往往需要较长的数据，但实际数据长度有限（3）窗函数容易造成谱的模糊。

采用AR 模型的现代谱估计方法可以克服这些不足。

其中LD 递推算法可以在计算机上方便实现。

LD 递推算法具体计算步骤如下：（1） Yule-Walker 方程的矩阵形式(1)所示：⎥⎥⎥⎥⎥⎦⎤⎢⎢⎢⎢⎢⎣⎡=⎥⎥⎥⎥⎦⎤⎢⎢⎢⎢⎣⎡⎥⎥⎥⎥⎦⎤⎢⎢⎢⎢⎣⎡--+-----001)0()2()1()()1()1()0()1()()2()1()0(2,1,σk k k xx xx xx xx x xx xx xx xx xx xx xx a a r k r k r k r k r r r r k r r r r 系数矩阵xx Hxx R R =,为Hermitian 矩阵，对角线上元素相同，即为Topliez 矩阵。

（2） P-1阶Yule-Walker 方程为：21111(0)(1)(1),1(1)(0)(2)0,1(1)(2)(0)0x x x p p x x x p x x x R R R p a R R R p a p R p R p R σ-----⎡⎤⎡⎤⎡⎤⎢⎥⎢⎥⎢⎥-⎢⎥⎢⎥⎢⎥=⎢⎥⎢⎥⎢⎥⎢⎥⎢⎥⎢⎥---⎢⎥⎣⎦⎣⎦⎣⎦ 其中，2211{()}p p E e l σ--=为误差功率。

写成联立方程：2111,0,0()0,1,,1p pp k xk m a R m k m p σ---=⎧=-=⎨=-⎩∑ 取共轭得：21**11,0,0()0,1,,1p pp kxk m aR m k m p σ---=⎧=-=⎨=-⎩∑变量替换，并利用*()()x x R l R l =得：21*11,10,1()0,0,,2p pp p kx k m p aR m k m p σ-----=⎧=--=⎨=-⎩∑ 表示成矩阵：*1*1210(0)(1)(1),10(1)(0)(2),2(1)(2)(0)1x x x p x x x p p x x x R R R p a p R R R p a p R p R p R σ-----⎡⎤⎡⎤⎡⎤-⎢⎥⎢⎥⎢⎥--⎢⎥⎢⎥⎢⎥=⎢⎥⎢⎥⎢⎥⎢⎥⎢⎥⎢⎥--⎢⎥⎣⎦⎣⎦⎣⎦ 求解得：*.1,1,,0,,p k p k p p p k a a K a k p ---=+=22*1p p p p K σσ-=+∆ 2210p p p K σ-=∆+,p p p K a =222*22111[][1]p p p p p p p K K K σσσσ---=+-=-（3） 当k=1时，即一阶递推为：⎥⎦⎤⎢⎣⎡=⎥⎦⎤⎢⎣⎡⎥⎦⎤⎢⎣⎡-01)0()1()1()0(211,1σa R R R R x x x x求解可得：)1()0()0()1( ,11,1211,10,1x x x x R a R R R a a +=-==σ（4） 对于2≥p 时，递推为:10,≡p a , *,1,1,k p p p k p k p aK a a ---+=, ]1[2212p p p K -=-σσ 21,-∆-==p pp p p a K σ∑-=--+=∆11,1)()(p k x kp x p k p R ap R矩阵R x 已知，可得到各阶AR 模型系数为：)0())1(1( ,)0()1()1(2111xx xx xx r a r r a -=-=ρ11111)()()()(--=--∑-+-=∆-=k k l xx k xx k kk l k r l a k r k a ρρ1,,2,1)()()()(*11-=-+=--k i i k a k a i a i a k k k k12))(1(--=k k k k a ρρ1.2实验结果(1) 输入p=3，rr = [70,60,50,40] 时，求得AR 模型估计参数为:a =1.0000 -0.8571 0 0 1.0000 -0.5275 -0.3846 0 1.0000 -0.7572 -0.6996 0.5972 各阶求得的方差为：sigma = 18.5714 15.8242 10.18013阶时，a 3 (1)= -0.7572 a 3 (2)= -0.6996 a 3 (3)= -0.5972(2) 输入p=5，rr = [30,45,26,33,47,43]时，AR 模型估计参数为：a =1.0000 -1.5000 0 0 0 0 1.0000 0.2800 -1.1867 0 0 0 1.0000 0.8227 -1.3147 -0.4573 0 0 1.0000 1.9708 1.9858 -2.5226 -2.5105 0 1.0000 1.0869 1.0977 -1.8235 -1.8166 0.3521 各阶求得的方差为： sigma =37.5000 15.3067 12.1054 64.1881 56.23165阶时， a 5 (1)= 1.0869 a 5(2)= 1.0977 a 5(3)= -1.8235 a 5(4)= -1.8166 a 5(5)= 0.3521二． 一维平稳信号由两个高斯信号叠加而成12241122()()[exp(())exp(())]22z t t t j t t t j t αααωωπ=--++--+，其中12,t t >12ωω>，分别求出()z t 的WV 分布及其模糊函数，画出二者的波形图，指出并分析其信号项和交叉项。

OQPSK仿真解读

OQPSK仿真解读


OQPSK的时域表达式：
• y(t)= I(t)*COSwc(t)+Q(t)*Sinwc(t) • 其中I(t)和Q(t)为两个双电平信号， 所以可以看出OQPSK是两个PSK信号相加 而成。OQPSK的四种相位信息可用这种方 式表示： • 00表示0相位，01表示90相位，11表示 180相位，10表示270相位
0232909090?由于两支路码元半周期的偏移每次只有一路可?能发生极性翻转不会发生两支路码元极性同时?翻转的现象因此oqpsk信号相位只能跳变0翻转的现象
通信原理 MATLAB大作业
• 组员：巨洪亮 刘利 张亮 吴莹莹
工作分配
搜 集 资 料
进 行 仿 真
做ppt
OQPSK 实验仿真
• OQPSK的含义 • OQPSK也称为偏移四相相移键控 （offset-QPSK），是QPSK的改进型。它 与QPSK有同样的相位关系，也是把输入码 流分成两路，然后进行正交调制。不同点 在于它将同相和正交两支路的码流在时间 上错开了半个码元周期。 •
OQPSK调制解调原理框图
• 在OQPSK中，仅存在90°的相位跃变，而 不存在过零点跃变。所以OQPSK信号的带限不 会导致信号包络经过零点 • 调制框图：
相干解调框图
仿真框图:
输入与输出波形对比
仿真频谱图:
加入噪声波形对比
信噪比为10的误码率：
信噪比为2的误码率与输出波形：
星座图：
误码率波形：
总结：
• 通过本次实验学会了simulink软件的使用。 • 了解了OQPSK的知识。
•
10
11
00Leabharlann 01 （0,1） 90 π/ 2 90 （1,1） π 90 （1,0） 3π/ 2
西安电子科技大学 电院 《随机信号分析》大作业

西安电子科技大学 电院 《随机信号分析》大作业

一、用matlab语言产生一个随机白噪声序列的样本序列X(n)，要求
3.用遍历性估计X(n)的自相关序列R X(m)，画出R X(m)的图像。

二、将一中产生的序列通过一个线性系统，其单位脉冲响应为h(n)=0.9n，n=0，
1，…，100
三、比较X(n)与Y(n)的幅度分布直方图，发生了什么变化。

分析其变化的原
因。

随机信号经过线性系统后，不会增加新的频率分量，但是输出的幅度和相位会发生变化。

白噪声X(n)的幅度基本相同，而Y(n)的幅度基本呈正态分布。

因为均匀白噪声是一种宽带非正态过程，所以通过一有限带宽线性系统后，输出Y(n)近似呈正态分布。

——via 1402011 赵春昊。

基于matlab的蒙特卡洛方法对可靠度的计算

基于matlab的蒙特卡洛方法对可靠度的计算

——《可靠性工程》大作业目录目录 (2)摘要 (3)绪论 (4)一、编写MONTE CARLO模拟程序 (5)二、关于两个服从正态分布的可靠性验证 (8)三、非正态分布的验证 (10)四、总结 (11)参考文献 (12)摘要对于简单的概率计算，我们可以用离散或者连续的概率分布模型进行求解；但是对于复杂的模型的近似解的求解，蒙特卡洛方法是一种非常方便的方法。

蒙特卡洛方法将最复杂的计算部分交给了电机计算机来完成，极大的方便了我们的求解过程。

本文主要是用MATLAB编写蒙特卡洛的模拟程序，然后分别验证两个正态分布的模型和两个非正态分布的模型。

非正态分布的模型中的随机变量序列都是独立同分布的，这样我们可以方便的用列维-林德伯格中心极限定理进行处理。

【关键字】：复杂模型、蒙特卡洛、MATLAB、正太分布、独立同分布的非正态模型、列维-林德伯格中心极限定理绪论计算机技术的发展，促进了蒙特卡洛方法的推广、普及以及完善等。

蒙特卡洛方法诞生之初是不被重视的，因为当时的计算机技术没有达到与之匹配的程度。

蒙特卡洛模拟也称为随机模拟方法，或随机抽样技术。

它是一种以概率论和数理统计为基础，通过对随机变量的统计实验、随机模拟来求解问题近似解的数值方法。

它的主要思想是：为了求解数学、物理、化学及工程问题，建立一个概率模型或随机过程，使它的参数等于问解；然后通过对模型或过程的观察或抽样来计算所求参数的统计特征（如均值、概率等），作为待解问题的数值解，最后给出所求解的近似值，而解的精度可用估计值的方差来表示。

蒙卡洛模拟的步骤是：首先建立简单而又便于实现的概率分布模型，使分布模型的某些特征（如模型的概率分布或数学期望）恰好是所求问题的解；然后根据概率分布模型的特点和计算的需要改进模型，以便减少方差，降低费用，提高计算效率；再对分布模型进行随机模拟，其中包括建立产生伪随机数的方法和建立对所遇到的分布产生随机变量样本的随机抽样方法；最后建立各种统计量的估计，获得所求解的统计估计值及其方差。