《matlab与通信仿真》实验指导书-(通信级)word版本

电子信息学院《MATLAB与通信仿真》实验指导书刘紫燕编写适用专业：通信工程贵州大学二O一四年二月前言本课程是通信工程专业的选修课程。

课程内容包含MATLAB的基本操作、MATLAB程序设计、函数文件、MATLAB的图形和数据处理、SIMULNK的基本应用及其在通信工程中的应用等。

通过本课程的学习，掌握MATLAB软件使用和编程方法，验证和深化书本知识，从而加强基础知识，掌握基本技能，提高MATLAB软件的编程能力，并用MATLAB软件解决通信工程专业中的实际问题，同时，针对通信工程专业的特点，要求学生掌握使用MATLAB来研究和开发与本专业相关的系统的方法。

本课程设置5个实验，均为设计性实验。

建议实验学时为12学时。

实验一是MATLAB软件的基本操作；实验二是MATLAB程序设计；实验三是MATLAB的图形绘制；实验四是MATLAB的数据处理；实验五是MATLAB/Simulink在电路中的仿真设计。

每个实验2个小时左右，为了使学生更好的掌握实验内容，学生务必要做到以下几点：(1)实验前认真预习实验。

明确实验目的，熟悉实验内容，理论分析实验结果，编写相应的程序代码，并撰写出预习报告。

(2)实验过程中积极思考，深入分析命令、程序的执行过程和执行结果，对比理论分析结果，分析评判实验结果，并把实验中出现的问题及解决方法记录下来。

(3)实验完成后，总结本次实验有哪些收获，还存在什么问题，撰写并提交最终的实验报告。

本指导书实验项目和要求明确，学生容易着手实验并得出实验结果。

本实验指导书适用于通信工程专业。

目录实验一MATLAB的基本操作 (1)实验二MATLAB程序设计 (9)实验三MATLAB的图形绘制 (11)实验四MATLAB的数据处理 (13)实验五MATLAB/Simulink在电路中的仿真设计 (15)实验报告的基本内容及要求 (20)贵州大学实验报告 (21)实验一 MATLAB 的基本操作实验学时：2实验类型：设计实验要求：必做一、实验目的1、 熟悉MATLAB 的界面功能和基本操作；2、 掌握MATLAB 的基本运算方法；3、 掌握MATLAB 的矩阵运算方法；4、 掌握MATLAB 中帮助命令的使用方法。

二、实验内容1、 已知：⎥⎥⎥⎦⎤⎢⎢⎢⎣⎡--=7613870451A ，⎥⎥⎥⎦⎤⎢⎢⎢⎣⎡--=023352138B求下列表达式的值：(1) B A K *611+=和I B A K +-=12（其中I 为单位矩阵）(2) B A K *21=和B A K *.22=(3) 331^A K =和3.32^A K =(4) B A K /41=和A B K \42=(5) ],[51B A K =和]2:);],3,1([[52^B A K =2、 ⎥⎥⎥⎥⎦⎤⎢⎢⎢⎢⎣⎡---=14.35454.9632053256545410778.01023A ，取出其前三行构成矩阵B ，其前两列构成矩阵C ，其右下角3×2子矩阵构成矩阵D ，B 与C 的乘积构成矩阵E ，分别求E<D,E&D,E|D 、～E|～D 和find(A>=10&A<25)3、求[1000,9999]之间能被17整除的数的个数。

提示：先利用冒号表达式，再利用find和length(p)等价于max(size(p))函数。

三、实验原理、方法和手段参见教材四、实验组织运行要求根据本实验的特点、要求和具体条件，采用“以学生自主训练为主的开放模式组织教学”,实验指导教师对其进行辅导，并验收实验结果。

五、实验条件一台装有MATLAB软件的计算机参考资料：郑阿奇主编. MATLAB实用教程（第三版）,电子工业出版社,2012年.六、实验步骤1、启动MATLAB，熟悉其各个窗口和菜单；2、新建Editor窗口，在该窗口中键入相应程序，并保存；3、参见实验内容。

七、思考题1、MA TLAB中两个矩阵进行加减乘除运算时对其维数有什么要求？2、矩阵运算和点运算有什么区别？3、在使用矩阵之前需要预定义变量吗？八、实验报告相应的源程序代码；实验报告须采用打印。

九、其它说明：无实验二 MATLAB 程序设计实验学时：2 实验类型：设计实验要求：必做 一、实验目的1、掌握MATLAB 的流程控制；2、掌握MATLAB 的程序控制语句；3、掌握定义和调用MA TLAB 函数的方法。

二、实验内容1、编写程序使用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min ()t t ϕ≥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。

以函数3min ()21t t t t ϕ≥=-+，作为处理对象，其中搜索区间定为[0,3],精度ε定为0.5。

2、根据中华人民共和国个人所得税法规定，公民的工资、薪金所得应该依法缴纳个人所得税。

个人所得税计算公式为：在每个人的月收入中超过1600元以上的部分应该纳税，设月收入为x元，应缴纳款为y元，求：(1)y和x的函数关系，并编写函数文件实现此功能；(2)求月收入为5420和16180的应纳税额。

三、实验原理、方法和手段参见教材四、实验组织运行要求根据本实验的特点、要求和具体条件，采用“以学生自主训练为主的开放模式组织教学”,实验指导教师对其进行辅导，并验收实验结果。

五、实验条件一台装有MATLAB软件的计算机参考资料：郑阿奇主编. MATLAB实用教程（第三版）,电子工业出版社,2012年.六、实验步骤1、启动MATLAB，新建Editor窗口，在该窗口中键入相应程序，并保存；2、参见实验内容。

七、思考题1、MA TLAB中“input”命令是什么意思？2、流程控制中break语句的作用是什么？3、三大流程控制必须以end结尾吗？八、实验报告有相应的源程序代码以及运算结果；实验报告须采用打印。

九、其它说明：无实验三 MATLAB 的图形绘制实验学时：2 实验类型：设计实验要求：必做 一、实验目的1、熟悉plot 等绘图命令的用法及参数设置；2、了解一些常用绘图命令及绘图标注。

二、实验内容1、产生频率为10Hz ，占空比为30%的周期方波信号，用plot 函数绘制该信号，曲线颜色为红色，线型为星形，并对该图形添上适当标注。

2、设周期信号一个周期[0，T]的波形为()1,0/20/2t 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。

要求：对绘制的图形做标注（如：title ，坐标轴标注和图例等）；三、实验原理、方法和手段参见教材四、实验组织运行要求根据本实验的特点、要求和具体条件，采用“以学生自主训练为主的开放模式组织教学”,实验指导教师对其进行辅导，并验收实验结果。

五、实验条件一台装有MATLAB 软件的计算机参考资料：郑阿奇主编. MATLAB 实用教程（第三版）,电子工业出版社,2012年.六、实验步骤1、 启动MATLAB ，新建Editor 窗口，在该窗口中键入相应程序，并保存；2、 参见实验内容。

七、思考题如何保存运行结果中的figure图形？八、实验报告有相应的源程序代码及其运行结果；实验报告须采用打印。

九、其它说明：无实验四 MATLAB 的数据处理实验学时：2 实验类型：设计实验要求：必做 一、实验目的1、掌握数据统计和分析的方法；2、掌握数值插值与曲线拟合的方法及其应用。

二、实验内容1其中p 为压力值，u 为电压值，用多项式d cp bp ap p u +++=23)(来拟合其特性函数，求出a,b,c,d ，并把拟合曲线和各个测试数据点画在同一幅图上。

2、已知某系统的输入电压为x 时，输出电流为y ，且y=F(x)。

现测得数据如下：用插值法填满下表中与x 对应的数据y ，填入下表：三、实验原理、方法和手段参见教材四、实验组织运行要求根据本实验的特点、要求和具体条件，采用“以学生自主训练为主的开放模式组织教学”,实验指导教师对其进行辅导，并验收实验结果。

五、实验条件一台装有MATLAB 软件的计算机参考资料：郑阿奇主编. MATLAB实用教程（第三版）,电子工业出版社,2012年.六、实验步骤1、启动MATLAB，新建Editor窗口，在该窗口中键入相应程序，并保存；2、参见实验内容。

七、思考题什么是数据插值，什么是曲线拟合，它们有何共同之处与不同之处？八、实验报告有相应的源程序代码及其运行结果；实验报告须采用打印。

九、其它说明：无实验五MATLAB/Simulink在电路中的仿真设计实验学时：2实验类型：设计实验要求：必做一、实验目的掌握用Simulink的模块对数字电路的典型器件的仿真方法。

二、实验内容1、利用Simulink设计一个七段数码管电路，实现4位BCD码转换为7位输出，分别对应七段数码管的7个液晶显示管；2、利用m文件编程将7位数据输出转换为图形输出；三、实验原理、方法和手段1、七段数码管原理，请查阅相关资料；四、实验组织运行要求根据本实验的特点、要求和具体条件，采用“以学生自主训练为主的开放模式组织教学”,实验指导教师对其进行辅导，并验收实验结果。

五、实验条件一台装有MATLAB软件的计算机参考资料：郑阿奇主编. MATLAB实用教程（第三版）,电子工业出版社,2012年.六、实验步骤1、列出BCD码与十进制数之间的对应关系表；2、列出七段数码管的译码电路真值表；3、利用Simulink模块创建七段数码管的仿真模型；1)将所需模块添加进模型窗口并修改模块参数；（提示：可能用到的模块名称：Pulse Generator，Mux，Combinatorial Logic和to File 模块）2)模块参数设置：译码电路脉冲源参数设置表Combinatorial Logic模块和真值表的关系：Combinatorial Logic模块中的真值表需要填入你所列出的真值表的输出信号。

To file模块：文件名：answer.mat。

变量名：answer。

3) 将所有模块用信号线连接起来，修改仿真参数，然后进行仿真4) 在Command Window中查看所生成的数据文件，验证译码结果的正确性；4、编程显示七段数码管的图形：n=input('Please input the Simulation time t=')a=0.05:0.01:0.45;A=1.5;b=0.5;B=1.05:0.01:1.45;c=0.5;C=0.55:0.01:0.95;g=a;d=a;G=1;D=0.5;F=B;E=C;f=0;e=0;load answer.mat;t0=answer(1,1);t=0;axis equal;axis([t0-1,t0+n+1,0,2]);title('A Digital Display Probe')hold on;while t<=nif answer(2,t+1)~=0plot(a+t+t0,A,'r-');endif answer(3,t+1)~=0plot(b+t+t0,B,'r-');endif answer(4,t+1)~=0plot(c+t+t0,C,'r-');endif answer(5,t+1)~=0plot(d+t+t0,D,'r-');endif answer(6,t+1)~=0plot(e+t+t0,E,'r-');endif answer(7,t+1)~=0plot(f+t+t0,F,'r-');endif answer(8,t+1)~=0plot(g+t+t0,G,'r-');endt=t+1;end要求：运行调试通过，并对代码进行注释；对显示的图形增加横纵坐标和标题；每个同学修改显示图形的线型和颜色；5、将实验步骤3、4的写入一个m文件（启动仿真模型，装载数据文件和编程显示七段数码管图形），并调试运行；七、思考题1、在构建模型时Pulse Generator模块的参数设置有何要求？2、分析图形的显示结果，判断仿真模型是否正确？八、实验报告有相应的仿真模型图、源程序代码及其运行结果；实验报告须采用打印。