《MATLAB編程與系統(tǒng)仿真》課程設(shè)計(jì)報(bào)告書(shū)

1、MATLAB編程與系統(tǒng)仿真課程考核說(shuō)明1、考核方式及考核時(shí)間綜合性仿真及報(bào)告書(shū)(60%)+實(shí)驗(yàn)成績(jī)(30%)+平時(shí)成績(jī)(10% ),其中實(shí)驗(yàn)成績(jī)包括實(shí)驗(yàn)和報(bào)告。 MATLAB編程與系統(tǒng)仿真課程是一門(mén)實(shí)踐性比較強(qiáng)的課程，采用傳統(tǒng)的試卷考核方式無(wú) 法體現(xiàn)學(xué)生對(duì)MATLAB的掌握和應(yīng)用程度、程序調(diào)試能力等。鑒于此情況，本課程考核以“綜 合性仿真及報(bào)告書(shū)+實(shí)驗(yàn)成績(jī)+平時(shí)成績(jī)“形式進(jìn)行，綜合性仿真考核學(xué)生對(duì)MATLAB編程 語(yǔ)言的掌握程度和運(yùn)用MATLAB解決實(shí)際問(wèn)題的能力，并通過(guò)報(bào)告書(shū)的撰寫(xiě)鍛煉學(xué)生科技 文檔寫(xiě)作能力?？己藘?nèi)容及要求見(jiàn)附件1?？己藭r(shí)間：程序電子檔及紙質(zhì)報(bào)告書(shū)提交截止時(shí)間為第12周星期三

2、12:00。2、評(píng)分標(biāo)準(zhǔn)：報(bào)告各項(xiàng)目認(rèn)真填寫(xiě)，仿真結(jié)果正確，具有清晰的設(shè)計(jì)思路及仿真結(jié)果分析。(90-100) 報(bào)告各項(xiàng)目認(rèn)真填寫(xiě)，仿真結(jié)果基本正確，具有較為清晰的設(shè)計(jì)思路并對(duì)仿真結(jié)果進(jìn)行了較 為清晰的分析。(80-89)報(bào)告各項(xiàng)目認(rèn)真填寫(xiě)，設(shè)計(jì)思路正確，能得到仿真結(jié)果。(70-79)報(bào)告進(jìn)行為較為認(rèn)真的填寫(xiě)，有設(shè)計(jì)思路。(60-69)報(bào)告有未完成項(xiàng)或各項(xiàng)填寫(xiě)不屬實(shí)或他人代做或抄襲。(60)注：所提交的材料包括報(bào)告書(shū)和完成的程序源代碼，若報(bào)告書(shū)或程序源代碼出現(xiàn)雷同，以0 分計(jì)。(報(bào)告格式見(jiàn)附件2)課程主講教師：教研室：信息科學(xué)與工程學(xué)院:附件1考核內(nèi)容及要求1、每個(gè)學(xué)生以自己的學(xué)號(hào)建立子文件夾

3、，所有程序、數(shù)據(jù)均放入該子文件夾中;2、共三個(gè)題目分別為題目入，題目8，題目C， i=1:11學(xué)號(hào)后兩位為(i-1)*3+1的同學(xué)完成題目A學(xué)號(hào)后兩位為(i-1)*3+2的同學(xué)完成題目B學(xué)號(hào)后兩位為(i-1)*3+3的同學(xué)完成題目C3、編寫(xiě)一個(gè)腳本主程序命名為：Amain.m（題目B用Bmain.m，以此類(lèi)推）調(diào)用其它的函數(shù)完成 全部要求功能；其余函數(shù)或數(shù)據(jù)文件的命名以A字母開(kāi)始后接自己學(xué)號(hào)的后10位再加上一 個(gè)一位的序號(hào)，如學(xué)號(hào)為631206040101的同學(xué)，除主程序之外另有兩個(gè)文件（函數(shù)或數(shù)據(jù)文 件），則分別命名為 A12060401011 和 A12060401012；題目A隨機(jī)生成n

4、個(gè)（0,1）之間的數(shù),學(xué)號(hào)為單數(shù)的同學(xué)將大于等于0.5的變?yōu)?,小于0.5的變?yōu)? 得到一個(gè)n位的01序列（n取你學(xué)號(hào)的后三位所組成的整數(shù)）并對(duì)對(duì)生成的序列加奇校驗(yàn)碼； 學(xué)號(hào)為偶數(shù)的同學(xué)將大于04小于06的數(shù)的變?yōu)?,其余的變?yōu)?得到一個(gè)n位的01序列（n 取你學(xué)號(hào)的后三位所組成的整數(shù)）并對(duì)生成的序列加偶校驗(yàn)碼；假設(shè)1個(gè)符號(hào)的持續(xù)時(shí)間 Tb=0.001s，載波1頻率為5KHz，載波2頻率為10KHz，試對(duì)生成的隨機(jī)01序列進(jìn)行2FSK 調(diào)制，并在同一圖形界面上畫(huà)出調(diào)制信號(hào)，已調(diào)波形（前10個(gè)二進(jìn)制位）及調(diào)制之后功率譜 圖；設(shè)計(jì)兩個(gè)帶通濾波器將上述生成的2FSK信號(hào)分解成兩個(gè)2ASK信號(hào)，并分別

5、畫(huà)出信號(hào) 波形（前10個(gè)二進(jìn)制位）。要求：（1）將生成隨機(jī)01序列的過(guò)程設(shè)計(jì)成函數(shù)，該函數(shù)的輸入為01隨機(jī)序列的位數(shù)，輸出為01 隨機(jī)序列；（2）將加奇偶校驗(yàn)碼的過(guò)程設(shè)計(jì)成函數(shù)，該函數(shù)的輸入為生成的01序列，輸出為編碼后的序 列；將2FSK調(diào)制過(guò)程設(shè)計(jì)成函數(shù)，該函數(shù)的輸入為01序列，載波頻率及信息速率，輸出為調(diào) 制之后的信號(hào)數(shù)據(jù)；（4）濾波器設(shè)計(jì)利用FDATool工具進(jìn)行，如果利用FDATool進(jìn)行設(shè)計(jì)則將濾波器參數(shù)用save 命令保存到數(shù)據(jù)文件中。（濾波器的階數(shù)在能完成功能的前提下盡可能的低）。（5）在主程序需要濾波器的地方用注釋標(biāo)明濾波器種類(lèi)（低通、高通、帶通）及濾波器參數(shù)（低 通參數(shù)包括

6、 Apass, Astop, Fpass, Fstop, Fs、高通參數(shù)包括 Apass, Astop, Fpass, Fstop, Fs、帶通 參數(shù)包括 Apass, Astop, Fstop1, Fpass1, Fpass2, Fstop2, Fs）（6）編寫(xiě)主程序調(diào)用前面的函數(shù)，完成題目中所要求的功能。題目B生成隨機(jī)01序列n位（注意：n是一個(gè)確定的值，為你學(xué)號(hào)的后三位所組成的整數(shù)），對(duì)生成的序列用（7, 4）線(xiàn)性分組碼進(jìn)行編碼，生成矩陣G如下:000100100111G*c7 =00101100001011假設(shè)信息速率為1Kbps，載波頻率為10KHz，試對(duì)生成的隨機(jī)01序列進(jìn)行2AS

7、K調(diào)制，并 在同一圖形界面上畫(huà)出未調(diào)信號(hào)，已調(diào)波形（前10個(gè)比特）及調(diào)制之后功率譜圖。學(xué)號(hào)為單 數(shù)的同學(xué)對(duì)上述生成的2ASK信號(hào)加疊加平均功率為（sig=學(xué)號(hào)個(gè)位數(shù)*0.3）的噪聲，并進(jìn) 行帶通濾波，請(qǐng)?jiān)O(shè)計(jì)濾波器，并在同一圖形界面上畫(huà)出濾波前、后的波形；學(xué)號(hào)為雙數(shù)的同 學(xué)對(duì)上述生成的2ASK信號(hào)分別進(jìn)行帶通和低通濾波，請(qǐng)?jiān)O(shè)計(jì)濾波器，并在同一圖形界面上 畫(huà)出帶通和低通濾波后的波形。要求：（1）將生成隨機(jī)01序列的過(guò)程設(shè)計(jì)成函數(shù)，該函數(shù)的輸入為01隨機(jī)序列的位數(shù)，輸出為01 隨機(jī)序列。（2）將加線(xiàn)性分組碼的過(guò)程設(shè)計(jì)成函數(shù)，輸入為生成的01序列，輸出為編碼后的序列；（3）將2ASK調(diào)制過(guò)程設(shè)計(jì)成函數(shù)

8、，該函數(shù)的輸入為01序列，載波頻率及信息速率，輸出為 調(diào)制之后的信號(hào)數(shù)據(jù)。將加噪聲的過(guò)程設(shè)計(jì)成函數(shù)，輸入為調(diào)制之后的信號(hào)數(shù)據(jù)，輸出為加噪聲后的數(shù)據(jù)。濾波器設(shè)計(jì)利用FDATool工具進(jìn)行，將濾波器參數(shù)用save命令保存到數(shù)據(jù)文件中。在需要 濾波器的地方用注釋標(biāo)明濾波器種類(lèi)(低通、高通、帶通)及濾波器參數(shù)(低通參數(shù)包括Apass, Astop, Fpass, Fstop, Fs,帶通參數(shù)包括 Apass, Astop, Fstopl, Fpassl, Fpass2, Fstop2, Fs)編寫(xiě)主程序調(diào)用前面的函數(shù)，完成題目中所要求的功能題目C假設(shè)信源信號(hào)為sin(2*pi*t)+cos(4*pi*

9、t)，對(duì)信源信號(hào)進(jìn)行n點(diǎn)采樣(n=1xx,xx為學(xué)號(hào)后 兩位)，并完成量化和信源編碼，在同一圖形界面上畫(huà)出量化前后的圖形；假設(shè)1個(gè)比特的持 續(xù)時(shí)間Tb=0.5ms，載波頻率為10KHz，試對(duì)信源編碼后的數(shù)據(jù)進(jìn)行2ASK調(diào)制，并在同一 圖形界面上畫(huà)出未調(diào)信號(hào)，已調(diào)波形(前10個(gè)比特)及調(diào)制之后功率譜圖。對(duì)上述生成的 2ASK信號(hào)加疊加平均功率為(sig=學(xué)號(hào)個(gè)位數(shù)*0.3)的噪聲，并進(jìn)行帶通濾波和整流，并在 同一圖形界面上畫(huà)出濾波前、后以及整流后的波形。要求：將采樣的過(guò)程設(shè)計(jì)成函數(shù)，該函數(shù)的輸入為采樣時(shí)間t，輸出為采樣點(diǎn)。將量化編碼的過(guò)程設(shè)計(jì)成函數(shù)，輸入為采樣后的數(shù)據(jù)，輸出為01序列；將2ASK

10、調(diào)制過(guò)程設(shè)計(jì)成函數(shù)，該函數(shù)的輸入為01序列，載波頻率及信息速率，輸出為 調(diào)制之后的信號(hào)數(shù)據(jù)。將加噪聲的過(guò)程設(shè)計(jì)成函數(shù)，輸入為調(diào)制之后的信號(hào)數(shù)據(jù)，輸出為加噪聲后的數(shù)據(jù)。濾波器設(shè)計(jì)利用FDATool工具進(jìn)行，將濾波器參數(shù)用save命令保存到數(shù)據(jù)文件中。在需要 濾波器的地方用注釋標(biāo)明濾波器種類(lèi)(低通、高通、帶通)及濾波器參數(shù)(低通參數(shù)包括Apass, Astop, Fpass, Fstop, Fs,帶通參數(shù)包括 Apass, Astop, Fstopl, Fpassl, Fpass2, Fstop2, Fs)編寫(xiě)主程序調(diào)用前面的函數(shù)，完成題目中所要求的功能附件2重慶交通大學(xué)學(xué)生綜合設(shè)計(jì)報(bào)告課程名稱(chēng)M

11、ATLAB編程與系統(tǒng)仿真學(xué) 院 信息學(xué)院 年級(jí)2012級(jí)專(zhuān)業(yè)班 通信2班學(xué)生姓名 學(xué)號(hào) 631206040218成 績(jī)MATLAB編程與系統(tǒng)仿真評(píng)分標(biāo)準(zhǔn)序 號(hào)項(xiàng)目標(biāo)準(zhǔn)得分1仿真結(jié)果 及報(bào)告報(bào)告各項(xiàng)目認(rèn)真填寫(xiě)，仿真結(jié)果正確，具有清晰的設(shè) 計(jì)思路及仿真結(jié)果分析。(90-95)報(bào)告各項(xiàng)目認(rèn)真填寫(xiě)，仿真結(jié)果基本正確，具有較為 清晰的設(shè)計(jì)思路并對(duì)仿真結(jié)果進(jìn)行了較為清晰的分 析(80-89)報(bào)告各項(xiàng)目認(rèn)真填寫(xiě)，設(shè)計(jì)思路正確，能得到仿真結(jié) 果。(70-79)報(bào)告進(jìn)行為較為認(rèn)真的填寫(xiě)，有設(shè)計(jì)思路。(60-69)報(bào)告有未完成項(xiàng)或各項(xiàng)填寫(xiě)不屬實(shí)或他人代做或抄 襲。(60)題目一、【程序仿真流程圖】要求：將各個(gè)函數(shù)

12、文件的設(shè)計(jì)思路用流程圖體現(xiàn)二、【主要步驟】要求：將整個(gè)實(shí)現(xiàn)過(guò)程寫(xiě)成偽碼三、【結(jié)果及分析】 要求：結(jié)果圖及相應(yīng)的問(wèn)題分析四、【總結(jié)】、【程序仿真流程圖】題目C實(shí)驗(yàn)報(bào)告二、【主要步驟】1、設(shè)計(jì)題目題目C實(shí)驗(yàn)報(bào)告2、實(shí)驗(yàn)內(nèi)容及要求內(nèi)容：假設(shè)信源信號(hào)為sin(2*pi*t)+cos(4*pi*t),對(duì)信源信號(hào)進(jìn)行n點(diǎn)采樣(n=1xx,xx為學(xué)號(hào)后兩位)，并 完成量化和信源編碼，在同一圖形界面上畫(huà)出量化前后的圖形；假設(shè)1個(gè)比特的持續(xù)時(shí)間Tb=0.5ms，載波 頻率為10KHz，試對(duì)信源編碼后的數(shù)據(jù)進(jìn)行2ASK調(diào)制，并在同一圖形界面上畫(huà)出未調(diào)信號(hào)，已調(diào)波形(前 10個(gè)比特)及調(diào)制之后功率譜圖。對(duì)上述生成的

13、2ASK信號(hào)加疊加平均功率為(sig=學(xué)號(hào)個(gè)位數(shù)*0.3)的 噪聲，并進(jìn)行帶通濾波和整流，并在同一圖形界面上畫(huà)出濾波前、后以及整流后的波形。要求：將采樣的過(guò)程設(shè)計(jì)成函數(shù)，該函數(shù)的輸入為采樣時(shí)間t，輸出為采樣點(diǎn)；將量化編碼的過(guò)程設(shè)計(jì)成函數(shù)，輸入為采樣后的數(shù)據(jù)，輸出為01序列；將2ASK調(diào)制過(guò)程設(shè)計(jì)成函數(shù)，該函數(shù)的輸入為01序列，載波頻率及信息速率，輸出為調(diào)制之后 的信號(hào)數(shù)據(jù)；將加噪聲的過(guò)程設(shè)計(jì)成函數(shù)，輸入為調(diào)制之后的信號(hào)數(shù)據(jù)，輸出為加噪聲后的數(shù)據(jù)；濾波器設(shè)計(jì)利用FDATool工具進(jìn)行，將濾波器參數(shù)用save命令保存到數(shù)據(jù)文件中。在需要濾波器 的地方用注釋標(biāo)明濾波器種類(lèi)(低通、高通、帶通)及濾波器

14、參數(shù)(低通參數(shù)包括Apass, Astop, Fpass, Fstop, Fs,帶通參數(shù)包括 Apass, Astop, Fstop1, Fpass1, Fpass2, Fstop2, Fs)；編寫(xiě)主程序調(diào)用前面的函數(shù)，完成題目中所要求的功能。3、實(shí)驗(yàn)過(guò)程實(shí)驗(yàn)偽碼如下：1、在(0，1)之間，以抽樣頻率為118對(duì)y進(jìn)行取點(diǎn)并輸出抽樣信號(hào)2、以量化電平為256對(duì)抽樣信號(hào)進(jìn)行均勻量化fix(abs(sampleSignal+dv/2)/dv)*dv3、輸出量化前后的信號(hào)4、for i=1: length(quantizeData)將量化電平編號(hào)轉(zhuǎn)換成二進(jìn)制，加上符號(hào)位編碼5、ASK 調(diào)制 t=1/1

15、00000:1/100000:1/10000,carrier=cos(20000n t)比特值為 1 時(shí)復(fù)制 5 個(gè) carrier，比特值為 0 時(shí)， 復(fù)制50個(gè)06、Plot未調(diào)和已調(diào)信號(hào)波形圖，plot(fftshift(fft(y1)調(diào)制后的功率譜7、直接疊加平均功率為 2.4 高斯噪聲 noise=sqrt(sig)*1/sqrt(2)*randn(1,N)8、調(diào)用 fdatool 設(shè)計(jì)濾波參數(shù)為 Fstop1=1800Hz，F(xiàn)pass1=2000Hz，F(xiàn)pass2=18000Hz，F(xiàn)stop2=18200，F(xiàn)s=100000，Astop1=60dB，Astop2=80dB，Apas

16、s=1dB 帶通濾波器9、帶通濾波，輸出濾波前后的信號(hào)和頻譜10、plot(abs(y3)輸出整流后的信號(hào)三、【結(jié)果及分析】1、運(yùn)行結(jié)果：Fs=118抽樣時(shí)的抽樣信號(hào)波形圖如下:1.520406080100120tO 1 5 0 5 1 5 2 - 001- -號(hào)信樣抽量化前后信號(hào)的波形圖如下：0.10.20.30.40.50.60.70.80.91t210-號(hào)信的前化量20406080100120210-號(hào)信的后化量未調(diào)信號(hào)，已調(diào)波形（前10個(gè)比特）及調(diào)制之后功率譜圖如下:號(hào)信調(diào)未5 0 5- 號(hào)信調(diào)已譜率功的的后制調(diào)5-5OO1號(hào)信的前波濾504540150150454015012 10

17、12 o o o O- -號(hào)信的后波濾濾波前后的頻譜圖如下:一一 - - -5 101010O 000 6 4 2譜頻的前波濾-2-1012345TE -2-101234515 10 5 0譜頻的后波濾整流前后的波形如下:21 01 00 0-號(hào)信的前流整00 1O 2 015020025030035040045050015020025030035040045050000515 1-0 0. 00 號(hào)信的后流整2、實(shí)驗(yàn)分析讓隨機(jī)產(chǎn)生的二進(jìn)制比特流在已知載波頻率的情況下進(jìn)行調(diào)制，獲得的調(diào)制信號(hào)能很好的反應(yīng)出在真 實(shí)的通信系統(tǒng)中對(duì)數(shù)字信號(hào)進(jìn)行的調(diào)制效果。但真實(shí)的通信系統(tǒng)中存在信源編碼，本實(shí)驗(yàn)未進(jìn)行

18、信源編碼， 與實(shí)際仿真效果有一定差距。本實(shí)驗(yàn)的噪聲為加性高斯白噪聲，而真實(shí)的通信系統(tǒng)中，因?yàn)檎{(diào)制的環(huán)境里 存在很多電磁干擾，因?yàn)閮x器的精密程度原因，導(dǎo)致調(diào)制信道達(dá)不到理想的狀態(tài)，還會(huì)產(chǎn)生乘性噪聲，產(chǎn) 生一些失真。本實(shí)驗(yàn)因?yàn)槔胒datool設(shè)計(jì)帶通濾波器時(shí)考慮了過(guò)渡帶，使得加入噪聲后的信號(hào)通過(guò)帶通濾波器后 產(chǎn)生的信號(hào)和理論上的波形有一定差距，但這更加接近真實(shí)的通信系統(tǒng)。實(shí)驗(yàn)可以通過(guò)調(diào)節(jié)載波的幅值來(lái) 使得仿真加入噪聲后的信號(hào)通過(guò)帶通濾波器后產(chǎn)生的信號(hào)與濾波前的信號(hào)的波形圖相比更加明顯。四、【實(shí)驗(yàn)心得】本次實(shí)驗(yàn)涉及到的BPAK調(diào)制，為通信原理學(xué)科內(nèi)容，雖然還未學(xué)習(xí)，但通過(guò)查閱課本和上網(wǎng)搜 索資料，再結(jié)合MATLAB課程的學(xué)習(xí)，最終實(shí)現(xiàn)了過(guò)程的仿真，畫(huà)出各點(diǎn)的波形。該實(shí)驗(yàn)不僅僅涉及原 理方框圖的簡(jiǎn)單實(shí)現(xiàn)，還有濾波器如何實(shí)現(xiàn)，所以不得不查閱相關(guān)資料，最終找到通過(guò)FDATOOL可以設(shè) 計(jì)低通濾波器，并可以導(dǎo)出濾波系數(shù)。因?yàn)檫@是第一次用MATLAB軟件對(duì)通信系統(tǒng)有一個(gè)較系統(tǒng)的仿真，中間過(guò)程遇到很多困難，如自己剛 開(kāi)始沒(méi)考慮到載波頻率