第一章 离散时间信号的时域分析
学院：信息学院 专业：通信工程 姓名：马正智 学号：201111910119
一、实验目的
1、了解认识序列信号；
2、利用MATLAB仿真分析序列信号； 3、提高MATLAB编程能力。
二、实验内容 1.5 序列的产生
Q1.1运行程序P1.1，以产生单位样本序列u[n]并显示它。
单位样本序列单位样本序列110.80.8振幅振幅-505时间序号n1015200.60.60.40.40.20.20-100-10-505时间序号n101520 图Q1.1 图Q1.3
Q1.2 命令clf，axis，title，xlabel和ylabel的作用是什么？ 答：clf：清除图像；axis：确定横纵坐标的值；title：输出图像的标题；xlabel： 输出横坐标的标题；ylabel：输出纵坐标的标题。
Q1.3 修改程序P1.1，产生带有延时11个样本的延迟单位样本序列ud[n]。运行修改的程序并显示产生的序列。
Q1.4修改程序P1.1，以产生单位步长序列s[n]。运行修改的程序并显示产生的序列。
单位步长序列单位阶跃序列110.80.8振幅0.6振幅-505时间序号n1015200.60.40.40.20.20-100-10-505时间序号n101520 图Q1.4 图Q1.5
Q1.5修改程序P1.1,以产生带有超前7个样本的延时单位阶跃序列sd[n]。运行修改后的程序并显示产生的序列。
Q1.6 运行程序P1.2，以产生复数值得指数序列。
实部2150实部振幅0-1-20510152025时间序号n虚部303540振幅0-50051015212025时间序号n虚部30354010050振幅0-1振幅0510152025时间序号n3035400-500510152025时间序号n303540
图Q1.6 图Q1.8 Q1.7 哪个程序参数控制该序列的增长或衰减？哪个参数控制该序列的振幅？ 答：‘c’参数控制该序列的增长或衰减；‘k’参数控制该序列的振幅。
Q1.8 若参数c更改为(1/12)+(pi/6)*i,将会发生什么情况？
Q1.9 运算符real和imag的作用是什么？ 答：运算符real提取运算数值的“实部”；运算符imag的作用是提取运算数值的“虚部”。
Q1.10 命令subplot的作用是什么？
答：subplot的作用是把多幅图像绘制在一张画布上，并指定它们的位置。
Q1.11 运行程序P1.3，以产生实数值的指数序列。
120201810016141280振幅60振幅05101520时间序列n25303510840642200005101520时间序列n253035 图Q1.11 图Q1.14
Q1.12 哪个程序参数控制该序列的增长或衰减？哪个参数控制该序列的振幅？ 答：a参数控制该序列的增长或衰减；k参数控制该序列的振幅。
Q1.13 算数运算符^和.^之间的区别是什么？
答：运算符^表示a的指数是n序列；运算符.^表示a的指数分别是n序列中的每一个数字，即对应的每一个元素。
Q1.14 若参数a小于1，会发生什么情况？将参数a更改为0.9，将参数k更改为20，再次运行程序P1.3。
答：若参数a小于1，序列发生衰减。
Q1.15 该序列的长度是多少？怎样才能改变它？
答：该序列的长度是35；通过改变“n=0:35”中的“35”这个数字可以改变序列的长度。
Q1.16 使用MATLAB命令sum(s.*s)可计算用向量s表示的实数序列s[n]的能量。试求在习题Q1.11和Q1.14中产生的实数值指数序列x[n]的能量。 答：Q1.11中产生的实数值指数序列x[n]的能量ans =4.5673e+04； Q1.14中产生的实数值指数序列x[n]的能量ans =2.1042e+03。
Q1.17 运行程序P1.4，以产生正弦序列并显示它。
正弦序列21.510.50-0.5-1-1.5-220-205101520振幅25303540051020-2051020-20510正弦序列f=0.1152025振幅正弦序列f=0.9303540152025振幅正弦序列f=1.13035401520振幅25303540
图Q1.17 图Q1.22
Q1.18 该序列的频率是多少？怎样可以改变它？哪个参数控制该序列的相位？哪个参数控制该序列的振幅？该序列的周期是多少？
答：f=0.1Hz；参数phase控制改序列的相位；参数A控制该序列的振幅；T=10。
Q1.19 该序列的长度是多少？怎样可以改变它？
答：该序列的长度为41；改变n的范围可以改变序列的长度。
Q1.20 计算所产生的正弦序列的平均幂。
Q1.21 axis和grid命令的作用是什么？
答：axis定义横纵坐标；grid给图像绘制栅格。
Q1.22 修改程序P1.4，以产生一个，频率为0.9的正弦序列并显示它。把此序列和习题Q1.17所产生的序列相比较。修改程序P1.4以产生一个频率为1.1的正弦序列并显示它。把此序列与Q1.17中产生的序列相比较，评价你的结果。
结果评价：f=0.1，f=0.9，f=1.1的正弦序列相同，因为正弦序列的周期为2*pi，它们之间成整数倍关系，所以正弦序列结果相同。
Q1.23 修改上述程序，以产生长度为50、频率为0.08、振幅为2.5、相移90°的一个正弦序列并显示它。该序列的周期是多少？
正弦序列2.521.510.50-0.5-1-1.5-2-2.50510152025振幅30354045210-1-2051015210-1-2051015正弦序列20振幅正弦序列2530354020振幅25303540 图Q1.23 图Q1.24
Q1.24 在程序P1.4用plot命令代替stem命令，运行新程序。新图形与习题Q1.17中产生的图形有什么区别？
答：由图像可以看出，使用stem命令所的图像是离散的；使用plot命令所的图像是连续的。
Q1.25 在程序P1.4中用stairs命令代替stem命令，运行新程序。新图形与习题Q1.17和习题Q1.24中产生的图形有什么区别？
正弦序列20-205101520振幅正弦序列2530354010.5005101520振幅正弦序列25303540-0.5-1-1.505101520振幅25303540-221.520-220-20102030405060708090100 图Q1.25 图Q1.26
答：由图像可以看出，使用stem命令的图像是离散的；使用plot命令的图像是连续的；使用stairs命令的图像是阶梯的。
Q1.26 编写一个MATLAB程序，以产生并显示一个长度为100的随机信号，该信
86420-2-4-6-8420-2-4420-2-4420-2-4随机正弦信号一幅值A05101520n随机正弦信号二2530幅值A05101520n随机正弦信号三2530幅值A01020304050607080051015n202530号在区间[-2,2]中均匀分布。
图Q1.27 图Q1.28
Q1.27 编写一个MATLAB程序，以产生并显示一个单位长度 为75的高斯随机信号，该信号正态分布且均值为0，方差为3。
Q1.28 编写一个MATLAB程序,以产生并显示5个长度为31的随机正弦信号。
{X[n]}?{A?cos(?0n??)}
其中振幅A和相位?是统计独立的随机变量，振幅0?A?4内均匀分布，相位在区间0???2?内均匀分布。
随机正弦信号四4210d[n]s[n]x[n] 5幅值A0-2-4振幅0-5 005101520n随机正弦信号五253051015202530时间序号n354045504286y[n]s[n] 幅值A振幅0-2-4051015n202530420 051015202530时间序号n35404550
图Q1.28 图Q1.29
Q1.29 运行程序P1.5，以产生所有相关的信号。
Q1.30 未污染的信号s[n]是什么样的形式？加性噪声d[n]是什么样的形式？ 答：未污染的信号s[n]=2*m.*(0.9.^m)；
加性噪声d[n]=0.8*(rand(R,1)-0.5)。
Q1.31 使用语句x=s+d能产生被噪声污染的信号吗？若不能，为什么？ 答：语句x=s+d不能产生被噪声污染的信号，须要转置。 Q1.32 信号x1，x2和x3与信号x之间的关系是什么？
答：矩阵x1的第三个元素到最后一个元素由x组成；矩阵x2的第二元素到倒数第二个元素由x组成；矩阵x3的第一个元素到倒数第三个元素由x组成。 Q1.33 legend命令的作用是什么？ 答：图像中生成图注。
三、总结结论
1、熟悉了MATLAB编程界面，提高编程效率； 2、熟悉掌握单位样本和单位阶跃序列的图像； 3、了解熟悉序列的性质和特点； 4、掌握利用MATLAB分析绘制序列信号。