《通信原理实验》课程教学资源（实验指导）MATLAB与通信仿真实验指导书（下）

《Matlab与通信仿真》实验指导书（下） 刘毓杨辉徐健和煦黄庆东吉利萍编著 上课时间： 学年第 学期 系 部： 班 级： 姓 名： 班内序号： 指导教师： 实验课程成绩： 通信与信息工程学院 2009-12

《Matlab 与通信仿真》实验指导书(下) 刘毓 杨辉 徐健 和煦 黄庆东 吉利萍编著 上课时间： 学年第 学期 系 部： 班 级： 姓 名： 班内序号： 指导教师： 实验课程成绩： 通信与信息工程学院 2009-12

目录 实验一MATLAB基础实验 实验一成绩 实验二绘图和确知信号分析实验 . .8 实验二成绩 实验三随机信号与数字基带实验 .15 实验三成绩 实验四模拟调制实验 .24 实验四成绩 实验五模拟信号数字传输实验（一） .32 实验五成绩 实验六模拟信号数字传输实验（二) .39 实验六成绩 实验七数字频带传输系统实验 .45 实验七成绩 实验八通信系统仿真综合实验. .57 实验八成绩

目 录 实验一 MATLAB 基础实验. 1 实验一成绩 实验二 绘图和确知信号分析实验 . 8 实验二成绩 实验三 随机信号与数字基带实验 . 15 实验三成绩 实验四 模拟调制实验 . 24 实验四成绩 实验五 模拟信号数字传输实验（一） . 32 实验五成绩 实验六 模拟信号数字传输实验（二） . 39 实验六成绩 实验七 数字频带传输系统实验 . 45 实验七成绩 实验八 通信系统仿真综合实验 . 57 实验八成绩

Matlab与通信仿真 实验一MATLAB基础实验 一、实验目的 ●了解MATLAB程序设计语言的基本特点，熟悉MATLAB软件运行环境 ●掌握创建、保存、打开m文件及函数的方法 ●掌握变量等有关概念，具备初步的将一般数学问题转化为对应的计算机棋型并进行处理 的能力 二、实验内容及步骤 1.在Command Window里面计算 ①(3+5+8)÷5×10： ②sin(3π)÷√9/5； 「123 「789 ③A=45 6 B= 456 计算：C=A×B,D=A+B,A\C,C/B; 789 123 「31.2 4 ④A=7.56.6 3.1, 求，A,A; 5.43.46.1 [1+2i3+4i ⑤Z= 输入复数矩阵； 5+6i7+8i 1 2. 50 3 3 2.建立.m文件，用for循环语句生成50×50的矩阵A: 少 . 将A矩阵进行水 50 51 99 平和垂直翻转得到矩阵B和C。将A矩阵的前10行，10列变成0并赋值给D。 3.建立.m文件，随机产生一个50×50的矩阵，元素值为从0到255，要求用0和255对该矩 阵进行标记，元素值大于128的标记为255，元素值小于128的标记为0。 4.产生一个均值为2.4方差为0.2大小为3×4的随机矩阵。 5.(选做)编写函数使用Q.618搜索法（近似黄金分割法）求给定函数的极值：搜索法求解 minp(t)的基本过程：给出ab,使得t在a,b中。【a,b称为搜索区间。迭代缩短Ia,b的长 t≥0 度。当a,b的长度小于某个预设的值，或者导数的绝对值小于某个预设的正数，则迭代终止

Matlab 与通信仿真 1 实验一 MATLAB 基础实验 一、实验目的 ⚫ 了解 MATLAB 程序设计语言的基本特点，熟悉 MATLAB 软件运行环境 ⚫ 掌握创建、保存、打开 m 文件及函数的方法 ⚫ 掌握变量等有关概念，具备初步的将一般数学问题转化为对应的计算机模型并进行处理 的能力 二、实验内容及步骤 1.在 Command Window 里面计算 ① (3 5 8) 5 10 + +   ； ② sin(3 ) 9 / 5   ； ③ 1 2 3 456 7 8 9 A     =       ， 7 8 9 456 1 2 3 B     =       ，计算： C A B D A B A C C B =  = + , , \ , / ； ④ 3 1.2 4 7.5 6.6 3.1 5.4 3.4 6.1 A     =       ，求 1 A A A , , −  ； ⑤ 1 2 3 4 5 6 7 8 i i Z i i   + + =     + + ，输入复数矩阵； 2.建立.m 文件，用 for 循环语句生成 50×50 的矩阵 A： 1 2 50 2 3 51 50 51 99             ,将 A 矩阵进行水 平和垂直翻转得到矩阵 B 和 C。将 A 矩阵的前 10 行，10 列变成 0 并赋值给 D。 3.建立.m 文件，随机产生一个 50×50 的矩阵，元素值为从 0 到 255，要求用 0 和 255 对该矩 阵进行标记，元素值大于 128 的标记为 255，元素值小于 128 的标记为 0。 4.产生一个均值为 2.4 方差为 0.2 大小为 3×4 的随机矩阵。 5.（选做）编写函数使用 0.618 搜索法（近似黄金分割法）求给定函数的极值：搜索法求解 0 min ( ) t  t  的基本过程：给出[a,b]，使得 t 在[a,b]中。[a,b]称为搜索区间。迭代缩短[a,b]的长 度。当[a,b]的长度小于某个预设的值，或者导数的绝对值小于某个预设的正数，则迭代终止

Matlab与通信仿真 确定[a,],计算探索点 tha+0.382(b-a) t2=-a+0.618(b-a) p(6)≤p(t2) 是 否 否 以t,b1为新的搜索区间 t2-a≤e b-t1≤8 是 停止，输出2 是 否 停止，输出 以a,]为新的搜索区间 以函数minp(t)=t-2t+1,作为处理对象，其中搜索区间定为[0,3精度&定为0.5。 20 三、预习报告：（原理，流程图，编程思想，基本程序） 2

Matlab 与通信仿真 2 以函数 3 0 min ( ) 2 1 t  t t t  = − + ，作为处理对象，其中搜索区间定为[0,3],精度  定为 0.5。 三、预习报告：（原理，流程图，编程思想，基本程序）

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Matlab与通信仿真 四、实验报告：（调试好的程序，实验结果及分析）

Matlab 与通信仿真 5 四、实验报告：（调试好的程序，实验结果及分析）

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Matlab与通信仿真 7

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Matlab与通信仿真 实验二绘图和确知信号分析实验 一、实验目的 ●掌握二维平面图形的绘制方法，能够使用这些方法进行常用的数据可视化处理 ●理解周期信号的傅里叶级数展开的物理意义 ●掌握信号的傅里叶变换及其反变换 二、实验原理 1周期信号的傅里叶级数 若一周期信号∫(t)=f(t+kT),其中k为整数，T成为信号的周期。若周期信号在 一个周期内可积，则可通过傅里叶级数对该信号进行展开。其傅里叶展开式如下： ()Fd 其中，T为信号最小周期：∫、=1/T为信号的基波；F为傅里叶展开系数，其物理意义为 频率分量nf、的幅度和相位。 2.信号的傅里叶变换及其反变换 对于非周期信号s(t),满足绝对可积的条件下，可利用傅里叶变换对其进行频域分析。 S(f)=[s(te d,s(t)=[s(ferad 其中，S(f)称为信号s(t)傅里叶变换，表示了该信号的颜谱特性。 三、实验内容 1.假设N=2。对于M-4,5,7,10,在0sS2N1区间上画出xwm=si2rM,并 添上适当标注。用plot和stem分别绘制该信号，并比较。 1,0≤t≤T/2 2.设周期信号一个周期0，T的波形为s(t)= ,其中T=1。求该信号 0,T/2<t≤T 傅里叶级数展开式，并用MATLAB画出傅里叶级数展开后的波形，并通过展开式项数的变化 考察其对s(t)的逼近程度，考察其物理意义。 3.设非周期信号s()=了 0≤t≤1/2 求该信号的傅里叶变换，MATLAB画出傅里 0 1/2<t≤1 叶变换后的频谱，并对颜谱进行反变换，画出S(t)的波形

Matlab 与通信仿真 8 实验二 绘图和确知信号分析实验 一、实验目的 ⚫ 掌握二维平面图形的绘制方法，能够使用这些方法进行常用的数据可视化处理 ⚫ 理解周期信号的傅里叶级数展开的物理意义 ⚫ 掌握信号的傅里叶变换及其反变换 二、实验原理 1.周期信号的傅里叶级数 若一周期信号 f t f t kT ( ) = + ( ) ，其中 k 为整数， T 成为信号的周期。若周期信号在 一个周期内可积，则可通过傅里叶级数对该信号进行展开。其傅里叶展开式如下： ( ) 2 s j nf t n n f t F e   =− =  ， ( ) / 2 2 / 2 1 s T j nf t n T F f t e dt T −  − =  其中， T 为信号最小周期； 1/ s f T = 为信号的基波； F n 为傅里叶展开系数，其物理意义为 频率分量 s nf 的幅度和相位。 2.信号的傅里叶变换及其反变换 对于非周期信号 s t( ) ，满足绝对可积的条件下，可利用傅里叶变换对其进行频域分析。 ( ) ( ) j ft 2 S f s t e dt   − − =  ， ( ) ( ) j ft 2 s t S f e df   − =  其中， S f ( ) 称为信号 s t( ) 傅里叶变换，表示了该信号的频谱特性。 三、实验内容 1．假设 N=12。对于 M=4，5，7，10，在 0≤n≤2N-1 区间上画出 ) 2 [ ] sin( N M n xM n  = ，并 添上适当标注。用 plot 和 stem 分别绘制该信号，并比较。 2．设周期信号一个周期[0，T]的波形为 ( ) 1, 0 / 2 0 / 2 t T s t T t T    =   ，   ，其中 T=1。求该信号 傅里叶级数展开式，并用 MATLAB 画出傅里叶级数展开后的波形，并通过展开式项数的变化 考察其对 s t( ) 的逼近程度，考察其物理意义。 3．设非周期信号 ( ) 1, 0 1/ 2 0 1/ 2 1 t s t t    =   ，   ，求该信号的傅里叶变换，MATLAB 画出傅里 叶变换后的频谱，并对频谱进行反变换，画出 s t( ) 的波形