Новости

РОБОТА В СЕРЕДОВИЩІ MATLAB

Работа добавлена:






РОБОТА В СЕРЕДОВИЩІ MATLAB на http://mirrorref.ru

Міністерство освіти і науки України

Національний технічний університет України

"Київський політехнічний інститут"

Інститут телекомунікаційних систем

Програмні засоби в телекомунікаційних системах

РОБОТА В СЕРЕДОВИЩІ MATLAB

Методичні вказівки

до виконання лабораторних робіт

для студентів напрямків підготовки:

«Телекомунікації»,

«Телекомунікаційні системи та мережі»,

«Інформаційні мережі зв‘язку»

Затверджено на засіданні кафедри засобів телекомунікацій

Протокол N ___  від « ___ »  вересня 2009 р.

КИЇВ

НТУУ «КПІ»

2009

СОДЕРЖАНИЕ

1

Лабораторная работа № 1. ИнсталляцияMatLab, работа с графическим интерфейсом пользователя……………………………...

3

2

Лабораторная работа № 2. РаботаMatLab в режиме инженерного калькулятора, построение графиков функций………………………...

6

3

Лабораторная работа № 3. Созданиеm-файлов пользователя и файл-функций…………………………………………………………...

9

4

Лабораторная работа № 4. Создание сложных программ

с использованиемScript-файла и функций от функций……………...

12

5

Лабораторная работа № 5. Моделирование линейных систем………

15

6

Лабораторная работа № 6. Знакомство с пакетом SimuLink.

Создание и работа с моделью…………………………………………..

20

7

Лабораторная работа № 7.Моделирование вSimuLink. МодельWiMAXIEEE 802.16-2004OFDM,физический уровень.

23

8

Пример оформления титульного листа………………………………..

26

Лабораторная работа 1

ИнсталляцияMatLab, работа с графическим интерфейсом пользователя.

(2 часа)

1 Цель работы

    Целью работы является ознакомление с пакетом программированияMatLab, процедурой инсталляции программы, графическим интерфейсом пользователя.

2 Состав рабочего места

2.1 Оборудование:IBM-совместимый   персональный компьютер (ПК).

2.2 Программное обеспечение: операционная системаWindows ХР, системаMatLab версии 5.3 и выше.

* Для выполнения ЛР № 7 понадобитсяMatLab версии 7.6.0 (R2008a)и выше.

3 Краткие теоретические сведения

Теоретические сведения по данной лабораторной работе приведены в лекции1.

4 Порядок выполнения работы

4.1 Вставить инсталляционный диск с системойMatLab вCD-ROM, программа инсталляции запустится автоматически. Выполнить инструкции по вводу имени пользователя, организации и пароля.

4.2 После появления окна, предлагающего выбор компонентов для установки, выбрать все компоненты, за исключением подсказки на японском языке.

4.3 Завершить процесс инсталляции, следуя инструкциям, появляющимся в окне инсталляцииMatLab.

ПРИМЕЧАНИЕ п.п 4.1-4.3 Выполняются в присутствии преподавателя и только в случае, если системаMatLab еще не установлена.

4.4 Запустить системуMatLab из меню «Пуск», либо с рабочего стола.

4.5 Ознакомиться с интерфейсом пользователя системыMatLab.

4.6 Запустить программу «Проводник» и создать директорию пользователя для выполнения лабораторных работ по курсу. Путь к директорииD:\Student\ Курс\«№Группы_№Бригады»\.

4.7 Поключить директорию пользователя к системе. Для этого в основном окне выбрать «File», «SetPath» и подключить созданную директорию к системе, следуя инструкциям.

.4.8 Выбрать формат представления данных. Для этого  в основном окне выбрать «File», «Preferenses» и установить формат представления данных. Произвести ввод данных из командного окна и убедиться в правильности выбранного формата.

4.9 Ознакомиться с системой помощиMatLab. Вывести помощь по произвольной функции из командного окна, в видеHTML-странички, и форматеPDF.

4.10 Ознакомиться с возможностями системыMatLab, набрав командном окне команду «demo».

5 Содержание отчета

В отчете должны быть представлены:

  • название работы;
  • цель работы;
  • описание интерфейса пользователя;
  • форматы представления чисел;
  • текст подсказки, получаемой в режиме работы в командном окне.

6 Вопросы для самоконтроля

6.1 Состав системыMatLab.

6.2 Возможности системыMatLab.

6.3 Форматы представления чисел.

6.4 Варианты работы со справкойMatLab.

Лабораторная работа 2

РаботаMatLab в режиме инженерного калькулятора, построение графиков функций. (4 часа)

1 Цель работы

Целью работы является приобретение навыков программирования в режиме инженерного калькулятора и построения графиков функций в средеMatLab.

2 Состав рабочего места

2.1 Оборудование:IBM-совместимый   персональный компьютер (ПК).

2.2 Программное обеспечение: операционная системаWindows ХР, системаMatLab версии 5.3 и выше.

3 Краткие теоретические сведения

Теоретические сведения по данной лабораторной работе приведены в лекции 2.

4 Порядок выполнения работы

4.1 Запустить системуMatLab из меню «Пуск», либо с рабочего стола.

4.2 Ввести вектор-строку значений модельного времениt от 0 до 1 с шагом 0.05.

4.3 Вычислить значения функцииy =sin(t), где - произвольно выбранное значение угловой частоты (задействовать переменную π).

4.4 Вывести на дисплей значения модельного времени и соответствующие им значения функции в виде строк матрицы [2,N], в первой строке должно быть модельное время.

4.5 Повторить пункт 4.4 для вывода в виде столбцов, в первой строке должно быть указано символьное описание столбцов.

4.6 Повторить пункт 4.5 для вывода значений со второго по десятое.

4.7 Построить график функцииy =sin(t), используя командуplot, обозначить оси и подписать график, используя командыtitle,xlabel,ylabel,gtext.

4.8 Построить на одном графике две функции (двумя цветами):y =sin(t), иy =cos2(t2), гдеt2 изменяется от 0 до 1 с шагом 0,02, обозначить оси и подписать графики.

4.9 Построить графики функций, вычисленные в п.4.8 раздельно, используя командуsubplot, обозначить оси и подписать графики.

4.10 Построить графики отсчетов для одного периода функций, вычисленных в п.4.8, используя командуstem, обозначить оси и подписать графики.

При построении графиков для отображения многих окон использовать командуfigure

5 Содержание отчета

В отчете должны быть представлены:

  • название работы;
  • цель работы;
  • описание работы;
  • вычисленные значения функции по п.4.5;
  • полученные графики функций.

6 Вопросы для самоконтроля

6.1 Операции с числами, векторами и матрицами вMatLab.

6.2 Построение графиков функций вMatLab.

6.3 Вывод нескольких функций на одном графике.

6.4 Вывод нескольких графиков в одном окне.

6.5 Подписи к графикам и рисункам вMatLab.

Лабораторная работа 3

Созданиеm-файлов пользователя и файл-функций (6 часов)

1 Цель работы

Целью работы является приобретение навыков программирования в режиме создания файлов пользователя и файл-функций в средеMatLab.

2 Состав рабочего места

2.1 Оборудование:IBM-совместимый   персональный компьютер (ПК).

2.2 Программное обеспечение: операционная системаWindows ХР, системаMatLab версии 5.3 и выше.

3 Краткие теоретические сведения

Теоретические сведения по данной лабораторной работе приведены в лекциях 3,4.

4 Порядок выполнения работы

4.1 Запустить системуMatLab из меню «Пуск», либо с рабочего стола.

4.2 Создать файл-функцию, которая возвращает вектор-строку значений несущего колебанияrf = Аsin(t+), где = 2*f по заданным значениям частоты, амплитуды и начальной фазы и модельного времени. А,f и для каждой бригады заданы в таблице1. Модельное время задается для создания 50 периодов синусоиды, количество отсчетовkots установить равным 16 на период.

Таблица1

№ бригады

1

2

3

4

f, Гц

10

15

20

25

, рад

0

/2

3/2

А

1

1

1

1

4.3 Создать файл-функцию, которая возвращает вектор-строку значений модулирующих колебаний: синусоидальноеmods = Аsin(t+), где = 2F  по заданным значениям частоты, амплитуды и начальной фазы и модельного времени. А=1,F = 0.1f,=0; последовательность прямоугольных импульсов амплитуды А=1, частотыF =f/10 и скважности 2 (допускается использование функцииsquare). В списке аргументов функции должен быть установлен флаг выбора модулирующего колебания.

4.4 Создать файл-функцию, возвращающую полиномы числителя и знаменателя, предмодуляционного фильтра с характеристикой гауссового импульса по передаточной характеристике вида:

где1=1.9086,2=1.6768 - нормированные к 1Гц коеффициенты, которые необходимо денормировать к частотеF,1=0.7441,2=0.9720.

Использовать функции умноженияconv и деленияdeconv полиномов.

4.5 Вывести графики амплитудно-частотной и фазочастотной характеристики фильтра в логарифмическом масштабе, используя функциюfreqs.

4.6 Сформировать дискретную передаточную функцию предмодуляционного фильтра, используя функциюimpinvar илиbilinear, задав частоту дискретизацииfs=f*kots.

4.7 Вывести графики амплитудно-частотной и фазочастотной характеристики фильтра в логарифмическом масштабе, используя функциюfreqz.

4.8 Используя функциюfilter получить отклик созданного фильтра на входное воздействиеgmsk0.5, созданное в п.4.3. Вывести график отклика.

Примечание: Работа должна быть оформлена в видеScript-файла.

5 Содержание отчета

В отчете должны быть представлены:

  • название работы;
  • цель работы;
  • описания созданных программ;
  • тексты программ;
  • полученные графики функций.

6 Вопросы для самоконтроля

6.1 Созданиеm-файлов.

6.2.Функции функций.

6.3.Script-файлы и файл-функции.

6.4 Функции построения передаточных частотных характеристик линейных цепей.

6.5 Формирование дискретных передаточных функций по непрерывным аналогам.

Лабораторная работа 4

Создание сложных программ с использованиемScript-файла и функций от функций (6 часов)

1 Цель работы

Целью работы является приобретение навыков программирования в режиме создания сложной программы, состоящей из файла описания и функций от функций в средеMatLab.

2 Состав рабочего места

2.1 Оборудование:IBM-совместимый   персональный компьютер (ПК).

2.2 Программное обеспечение: операционная системаWindows ХР, системаMatLab версии 5.3 и выше.

3 Краткие теоретические сведения

Теоретические сведения по данной лабораторной работе приведены в лекциях 3,4.

4 Порядок выполнения работы

4.1 Запустить системуMatLab из меню «Пуск», либо с рабочего стола.

4.2 Создать файл описания, который задает модельное время по условиям п 4.2 лабораторной работы №3.

4.3 Подключить к основному файлу файл-функции, которые были созданы в процессе выполнения лабораторной работы №3 (rf,mods и функции, при помощи которых получается отклик гауссовского фильтра на воздействие в виде последовательности прямоугольных импульсов).

4.3 Вычислить из тела основной программы сигналы несущей частоты и модулирующих частот синусоидального колебания, последовательности прямоугольных импульсов и последовательности гауссовых импульсов (отклик гауссовского фильтра на воздействие в виде прямоугольных импульсов).

4.4 Создать файл-функцию, возвращающую модулированные колебания для случая амплитудной и частотной модуляции с использованием встроенной функцииMatLabamod (использовать методыamdsb-ts иfm). Индексы модуляции для АМ 1, для ЧМ 3 и 0.5(только для случая гауссовых импульсов).

4.5 Вывести графики промодулированных колебаний. Для вывода всех графиков в несколько окон использовать функциюfigure

4.6 Получить спектры промодулированных колебаний, используя процедуруpsd (допускается использование процедурыfft).

4.7 Сравнить полосы сигналов при различных вариантах модулирующих колебаний для двух видов модуляции.

Примечание: Работа должна быть оформлена в видеScript-файла.

5 Содержание отчета

В отчете должны быть представлены:

  • название работы;
  • цель работы;
  • описания созданных программ;
  • тексты программ;
  • полученные графики функций
  • выводы.

6 Вопросы для самоконтроля

6.1. Функции от функций

6.2. Правила созданияScript-файлы и файл-функции.

6.3. Функции формирования типовых процессов.

6.4. Функции, для выполнения преобразования Фурье и вычисления спектральной плотности мощности.

Лабораторная работа 5

Моделирование линейных систем  (6 часов)

1 Цель работы

Целью работы является приобретение навыков моделирования линейных (инвариантных во времени) систем и их анализа во временной и частотной областях в средеMatLab.

2 Состав рабочего места

2.1Оборудование:IBM-совместимый персональный компьютер (ПК).

2.2Программное обеспечение: операционная системаWindows ХР, системаMatLab версии 5.3 и выше.

3 Краткие теоретические сведения

Теоретические сведения по данной лабораторной работе приведены в лекциях 5,6.

Комплексная передаточная функция простейшей цепи, обобщенная схема которой представлена на рисунке1, может быть записана в следующем виде:

,

где - комплексные сопротивления элементов цепи.

4 Порядок выполнения работы

4.1 Запустить системуMatLab из меню “Пуск”, либо с рабочего стола.

4.2 Создатьtf-модели простыхRC-,RL- иLC-цепей для представленной на рисунке 1 обобщенной схемы согласно схемы согласно таблицы 1 (допускается созданиеzpk, илиss-моделей).

Таблица 1

№ модели

1

2

3

4

5

6

Название

RC

RL

CR

LR

LC

CL

Z1 (элемент)

R

R

C

L

L

C

Z2 (элемент)

C

L

R

R

C

L

4.3 Задать параметры моделей цепей согласно таблице 2. Недостающие параметры задаются самостоятельно.

Таблица 2

Назв. модели

RC

LR

CR

LR

LC

CL

№ бригады

R, кОм

C, мкФ

R, кОм

L, мГн

R, кОм

C, мкФ

R, кОм

L, мГн

L, мГн

C, мкФ

C, мкФ

L, мГн

1

1

2

10

0,02

1

2

10

0,02

1

2

2

1

2

2

3

20

0,03

2

3

20

0,03

2

3

3

2

3

5

1

50

0,01

5

1

50

0,01

5

1

1

5

4

10

0,2

100

0,02

10

0,2

100

0,02

10

0,2

0,2

10

5

4

5

40

0,05

4

5

40

0,05

4

5

5

4

4.4 Преобразовать полученные модели вzpk,иss-модели.

4.5 Построить для каждой из созданных моделей (из таблицы 2) импульсную, передаточную, амплитудно- и фазочастотные характеристики. Сравнить полученные результаты.

4.6 Из полученных моделей простых цепей создать модели сложной цепи, состоящей из последовательного соединения простых цепей, согласно таблице 3 (Пример: RC-3 означает три звена цепи RC модели).

Таблица 3.

Назв. модели

ФНЧ

ФВЧ

№ бригады

1

RC-3

CR-3

2

RC-5

CR-5

3

LR-3

RL-3

4

LR-5

RL-5

5

RC-3

RL-3

4.7 Построить для каждой из созданных моделей (из таблицы 3) импульсную, передаточную, амплитудно- и фазочастотные характеристики.

4.8 Построить модель сложной цепи (диплексера) с использованием моделей, созданных в п.4.6. Модель представляет собой параллельное соединение подмоделей с одним входом и двумя выходами.

4.9 Исследовать модель диплексера в диапазоне частот (выбирается самостоятельно). Для исследования использовать сигнал линейно изменяющейся частотыchirp.

Примечание: работа должна быть оформлена в видеScript-файла.

5 Содержание отчета

В отчете должны быть представлены:

-название работы;

- цель работы;

- описание созданных моделей и преобразование моделей;

- тексты программ;

- полученные графики характеристик моделей;

- выводы.

6 Вопросы для самоконтроля

6.1 Параметры моделейLT1.

6.2 Параметрыtf-,zpk-,ss-моделей.

6.3 Создание моделей сложных систем из подмоделей.

6.4 Формирование временных и частотных характеристик моделей.

Лабораторная работа 6

Знакомство с пакетомSimuLink. Создание и работа с моделью (4 часа)

1 Цель работы

Целью работы является приобретение навыков работы с пакетомSimuLink при моделировании нелинейных систем в средеMatLab.

2 Состав рабочего места

2.1 Оборудование:IBM-совместимый   персональный компьютер (ПК).

2.2 Программное обеспечение: операционная системаWindows ХР, системаMatLab версии 5.3 и выше.

3 Краткие теоретические сведения

Теоретические сведения по данной лабораторной работе приведены в лекциях 8-9.

4 Порядок выполнения работы

  1. Запустить системуMatLab из меню «Пуск», либо с рабочего стола.
  2. Запустить вSimuLink посредством нажатия на пиктограммуSimulinkLibraryBrowser.
    1. Создать файл новой модели (файл будет иметь расширениеmdlсохранить его в рабочей директории.
    2. библиотекиSimulink,CommunicationsBlockset,SignalProcessingBlockset.
    3. В созданной модели   сформировать колебаниеrf =Asin(t+), где =2*fпо заданным значениям частоты, амплитуды и начальной фазы и модельного времени,  используя модельSineWave илиSiglalGenerator из библиотекиSimulink\Sourses.A,f и для каждой бригады заданы в таблице 1. Модельное время задается для создания 50 периодов синусоиды, количество отсчетовkots установить равным 16 на период. Подключить созданный сигнал к осциллоскопуScope из библиотекиSimulink\Sinks. Установить необходимые параметры симуляции (опцияSimulation). Произвести симуляцию (Simulation\Start). Убедиться в правильности вывода графика.

Таблица 1

№ бригады

1

2

3

4

f,Гц

10

15

20

25

,рад

0

/2

3/2

А

1

1

1

1

4.6 Аналогично п.4.5 создать синусоидальное колебания:mods =Asin(t+), где = 2F по заданным значениям частоты, амплитуды и начальной фазы и модельного времени.A=l,F = 0.1f,=0 и последовательность прямоугольных импульсов амплитуды А=1, частотыF =f/10 и скважности 2 (модельPulseGenerator илиSiglalGenerator). Подключить каждый генератор к отдельным осциллоскопам. Произвести симуляцию. Убедиться в правильности выводаграфиков.

4.7 Используя модель МихбиблиотекиSimulink\Signals&Systems вывести все три полученных сигнала на один осциллоскоп. Произвести симуляцию. Убедиться в правильности вывода графиков.

4.8 Отключить, созданную в п. 4.7 модель от осциллоскопа и, используя опциюEdit\GreateSubsystem, предварительно выделив все блоки создать подсистему. Подключить созданную подсистему к осциллоскопу. Произвести симуляцию. Убедиться в правильности вывода графиков.

5 Содержание отчета

В отчете должны быть представлены:

  • название работы;
  • цель работы;
  • описание работы;
  • полученные в результате симуляции графики.

6 Вопросы для самоконтроля

6.1 НазначениеSimulink.

6.2 Графический интерфейсSimulink.

6.3Создание и работа с моделями.

6.4 Создание подсистем и библиотек пользователя.

6.5 Установка параметров симуляции.

Лабораторная работа 7

Моделирование вSimuLink.

МодельWiMAXIEEE 802.16-2004OFDM,физический уровень.

(2 часа)

1 Цель работы

    Целью работы является ознакомление с возможностями пакета  SimuLink для моделирования телекоммуникационных систем.

2 Состав рабочего места

2.1 Оборудование:IBM-совместимый   персональный компьютер (ПК).

2.2 Программное обеспечение: операционная системаWindows ХР, системаMatLab версии 7.6.0 (R2008a)и выше.

3 Краткие теоретические сведения

Теоретические сведения по данной лабораторной работе приведены в лекции12.

4 Порядок выполнения работы

4.1 ЗапуститьMatLab, в рабочем окне выбрать вкладкуDemos. Из списка выбратьBlocksets \ Communications\ Application-Specific Examples\ IEEE 802.16-2004 OFDM PHY Link, Including Space-Time Block Coding.

4.2 Ознакомиться с описанием модели commwman80216dstbc.mdl, описывающей физический уровень (PHY) системы широкополосного доступаWiMAXIEEE 802.16-2004.

4.3Запустить модель, выбрав вкладку Open this model. Посмотреть структуру модели в вариантах с блочно временным кодированием и без него (With/Without Space-Time Block Coding). Ознакомиться с назначением и составом блоков модели.

4.4Сохранить обе модели в под другим именем в рабочую директориюWork для последующей работы с моделями.

4.5 Запустить одну из моделей на выполнение в нормальном режиме и в режиме (normal) с ускорением (Accelerator), оценить изменение быстродействия работы с моделью при времени моделирования 0,1 сек.

4.6 Оценитьработу модели по представленням графическим средствам отображенияdisplay&scopes: оценка отношения сигнал/шум, оценка помехоустойчивости, выбор типа модуляции, сигнальное созвездие принятого сигнала, спектр переданного сигнала.

4.7 Изменить условия приема сигнала, изменив параметры блокаMultipathFadingChannelwithAWGN: допплеровский здвиг частоты (20), вектор, коеффициентов усиления (0, 6), отношение сигнал/шум (20). Запустить модель и оценить работу системы адаптации.

4.8 Посмотреть спектр принимаемого сигнала на входе приемника и сигнальное созвездие на выходе передатчика, для этого добавить в модель блокиTx Constellation иRxSpectrum.

5 Содержание отчета

В отчете должны быть представлены:

  • название работы;
  • цель работы;
  • измененные модели с отображением спектра на входе приемника и сигнального созвездия на выходе передатчика.

6 Вопросы для самоконтроля

6.1 Запуск моделей в SimuLink.

6.2 Ускорение процесса моделирования в SimuLink.

6.3 Средства визуализации процесса моделирования беспроводных телекоммуникационных систем.

6.4 Структура модели физического уровняIEEE 802.16-2004.

6.5 Адаптация в системах широкополосного доступаWiMAX.

Национальный технический университет Украины

«Киевский политехнический институт»

Институт телекоммуникационных систем

Дисциплина «Программные средства в телекоммуникационных системах»

Лабораторная работа №___

(название работы)

Выполнил: студент группы _________

______________________________

      (ФИО)

Проверил: ст.преподаватель

_______________ Кайденко Н.Н.

«_____»_______________2010г.

Киев 2010

РОБОТА В СЕРЕДОВИЩІ MATLAB на http://mirrorref.ru


Похожие рефераты, которые будут Вам интерестны.

1. Реферат Лабораторна робота Створення бази даних в середовищі СКБД Microsoft SQL Server 2008

2. Реферат Основы работы с MATLAB. Изучение простейших операций и приемов работы в среде пакета MATLAB

3. Реферат Приклади застосування функції quadprog (MATLAB) для розв’язання задач квадратичного програмування та функції fmincon (MATLAB) пошуку глобального екстремуму полімодальної функції

4. Реферат РОБОТА З ТАБЛИЦЯМИ ВWORD. РОБОТА З ГРАФІКОЮ. ВИКОНАННЯ ВІЗИТКИ. ВИКОРИСТАННЯ НАБОРУ АВТОФІГУРИ ДЛЯ НАКРЕСЛЕННЯ БЛОК-СХЕМ. СТВОРЕННЯ ЗМІСТУ ДОКУМЕНТА

5. Реферат Встановлення OC Ubuntu у середовищі Virtualbox

6. Реферат Розробка звітів у середовищі MS Access

7. Реферат ДО ПИТАННЯ ПСИХОПРОФІЛАКТИКИ НАСИЛЛЯ В ШКІЛЬНОМУ СЕРЕДОВИЩІ

8. Реферат ПОНЯТТЯ ДЕРЖАВНОЇ ДОПОМОГИ ТА ЇЇ РОЛЬ У ПРАВОВОМУ КОНКУРЕНТНОМУ СЕРЕДОВИЩІ

9. Реферат Автоматизація проектування сховищ даних у середовищі CASE-засобу E Rwin

10. Реферат MATLAB 7.2