基于matlab的地理等高线应用good

基于matlab的地理等高线的应用

(王艳红 12009243702 2009级通信工程1班)

摘要

随着信息时代的到来，尤其是自上世纪九十年代的伊拉克战争以来，现代战争已演变成“陆，海，空，天，电”五位一体的高科技战争。现代战争已进入信息化时代。信息化成为当今军事发展的潮流。在军事活动中，军事仿真，虚拟战争环境，计算机军事网上演习等得到了广泛应用。面对新的军事变革，传统的纸质地图表示地理信息的方式越来越难以满足军事活动的需要。因此，本文基于matlab，将地理等高线地图进行转化，希望对推进我军的信息化建设，对提高部队战斗力水平有一定的现实意义。

关键字

Matlab 地理等高线地图应用

一、问题的提出

随着信息时代的到来，尤其是自上世纪九十年代的伊拉克战争以来，现代战争已演变成“陆，海，空，天，电”五位一体的高科技战争。现代战争已进入信息化时代。信息化成为当今军事发展的潮流。在军事活动中，军事仿真，虚拟战争环境，计算机军事网上演习等得到了广泛应用。面对新的军事变革，传统的纸质地图表示地理信息的方式越来越难以满足军事活动的需要。因此，本文基于matlab，将地理等高线地图进行转化，希望对推进我军的信息化建设，对提高部队战斗力水平有一定的现实意义。

二、问题的解决

（一）古代地图的发展

自从石器时代，人类开始制作地图。其中最早的地图在公元前6200年于土耳其地区出现。古埃及人使用芦苇绘制地图，但芦苇不易保存，故存世的古埃及地图很少。中国的地图最早见于4000年前的夏朝。根据实物考古发现中国的最早的地图，是湖南长沙马王堆三号汉墓中，三幅绘在帛上的地图，绘制年代大约在西汉时期公元前168年。在中国的出土最早的纸上绘制的就是一幅战场地图。1895年在俄罗斯迈科普古墓出土的银壶上的线刻地图，于公元前3000年制作。两条河流相汇成湖，山地、树木、鸟兽皆为侧面图。颇为写实的把高加索山脉的轮廓描绘出来。古希腊在地图方面作出了许多贡献。埃拉托斯特尼首先推算出了地球的大小以及子午圈的长度，绘制出默认地球为球体的地图。喜帕恰斯创立投影法，提出将地球圆周划分360°。托勒密于公元2世纪编纂的《地理学指南》详细叙述了地图绘制的方法，创立了更多新的投影法。该书附地图27张（1张世界地图，26张分区地图），被认为是世界最早的地图集之雏形。中国西晋时期的地图学家裴秀发明了「制图六体」，开创了东方精确制图的先河。

15世纪时从13世纪原稿复制的世界地图，是首次描绘出北美洲海岸的地图。在现今世代，我们倾向觉得地图是理性及科学的产物，其实地图本身也有神秘的一面。古代地图，尤其是在未知的领域中，常常跟非科学的宇宙观结合来表达人与宇宙的关系。例如：中世纪的「TO地图」把耶路撒冷描绘成世界的中心，把地球当作耶稣的躯体。此时的地图没有经纬网和比例尺，科学实用价值丧失。相反地，地中海人的航海地图却是非常准确。1568年，荷兰制图学者墨卡托创立了正轴等角圆柱投影。这个投影将等角航线绘制为直线，因此至今还在海图制图时使用。

随著地理大发现的开始，各种行业都对精确的地图产生需求，当时使用三角测量绘制精准地图很风行。到了18世纪，很多国家开始绘制详细的军用地图。19世纪末，各国出

于经济利益的需要，开始编绘国际统一规格的详细地图。此时，自然科学发展起来，出现了描述气候、土壤、水文等自然专题的专题地图。20世纪后，飞机被发明，航空测绘地图兴起。

（二）等高线地图

1. 等高线显示地貌

（1）等高线显示地貌的原理

地貌的形态在地图上主要是用等高线显示的，其原理是：把一个山地模型从底到顶按相等的高度，一层一层地水平切开，在山的表面便出现一条条大小不等的截口线，然后把些线垂直投影到平面图纸上，便出现一圈套一圈的曲线图形。由于同一条曲线上的各点的高度都相等，所以把它叫做等高线。

（2）等高线显示地貌的特点

等高线显示地貌有很多的特点：同一条线上各点的高度相等，并各自闭合；等高线多，山就高，等高线少，山就低；等高线稀，坡度就缓，等高线密，坡度就陡；图上等高线的弯曲开头与相应的现地地貌开头相似。

（3）等高距

相领两条等高线间的实地垂直距离叫等高距。同一地形等高距大，等高线就稀，地貌显示就越简略；等高距小，等高线就密，地貌显示就越详细。通常，大比例尺地图表示地貌相对详细，小比例尺地图表示地貌相对简略。我国常用比例尺地图的等高距规定: 比例尺为1:2.5万，等高距为5米；比例尺为1:5万，等高距为10米；比例尺为1:10万，等高距为20米；比例尺为1:20万，等高距为40米。

（4）等高线的种类

等高线按其作用的不同，可分为四种：首曲线，用细实线表示，用以显示地貌的基本形态；计曲线，用加粗实线表示，从高程起算面起，每隔4条首曲线绘粗实线；间曲线，按等高距的1/2绘制的长虚线，用以显示首曲线不能显示的局部地貌；助曲线，按等高距的1/4绘制的短虚线，用以显示间曲线还不能显示的局部地貌。

（5）高程注记

高程注记在地图上有两种形式：一种是高程点的注记，用黑色，字头朝向地图的北方（上方）；一种是等高线注记，用棕色，字头朝向上坡方向。

2.地形图在军事上的应用

军队行军作战总是离不开地图。地图对于军事的作用，自古以来就受到军事家的重视，现代条件下的战争，指挥员对地图的依赖性更大，已成为军队各级指挥作战的重要工具，其作用有以下几点：

（1）是供各级指挥员掌握战场全局。地形图可以将某个战区，或某个重要战略、战役方向上的地形轮廓、地势起伏、江河、城镇、交通枢纽等情况，真实地展现在眼前，供指挥员分析研究战场、地形、友邻情况，以及敌我双方态势，审时度势地制定作战方案，组织战斗行动。

（2）是作为标绘要图的底图。标绘要图是指挥员、参谋人员的一项重要业务技能，如首长决心图、敌我态势图、战斗经过图、行军路线图、宿营部署图、工事筑城图和各兵种战斗保障图等，常需以要图的形式表达。地形图一般作为标绘要图的底图。

（3）是为兵要资料提供数据。地形图的突出特点是精确、详细，尤其是大比例尺地形图，各军兵种都要从地形图上获得作战行动的必要地理资料和数据。如地貌的起伏状态和坡度，

道路的质量和里程，江河的流速和水深，居民地的大小和建筑质量，森林的种类和高度、直径等数据，都可以直接从地形图上获取。

（4）是进行图上作业。部队在用图中，除了战术标图外，还有大量的室内和野外图上作业。如航空兵计划航线，确立飞行高度；炮兵联测战斗队形和准备开始射击诸元；工程兵进行规划、设计和计算工程量等，都要在地形图上进行量取距离、方位，判断高程和计算面积等作业。

（5）是为合成军队作战提供统一的地形基础。诸军兵种协同作战时，需要有统一的坐标系统、高程和地名，进行协调的指挥，而基本比例尺地形图能为这种统一指挥，实施时间、地点和主攻方向做好战斗协同。

3.matlab中地理等高线的绘制知识

（1）命令1 contour

功能：曲面的等高线图

用法： contour(z) 把矩阵z中的值作为一个二维函数的值，等高曲线是一个平面的曲线，平面的高度v是Matlab自动取的；

contour(x,y,z) (x,y)是平面z=0上点的坐标矩阵，z为相应点的高度值矩阵。效果同上；

contour(z,n) 画出n条等高线；

contour(x,y,z,n) 画出n条等高线；

contour(z,v) 在指定的高度v上画出等高线

[c,h] = contour(…) 返回如同contourc命令描述的等高矩阵c和线句柄或块句柄列向量h，这些可作为clabel命令的输入参量，每条线对应一个句柄，句柄中的userdata属性包含每条等高线的高度值；contour(…,’linespec’) 因为等高线是以当前的色图中的颜色画的，且是作为块对象处理的，即等高线是一般的线条，我们可象画普通线条一样，可以指定等高线的颜色或者线形。

例一：contour(peaks(40))。

图1 例一的图像

（2）命令2 clabel

功能：在二维等高线图中添加高度标签。在下列形式中，若有h出现，则会对标签进行恰当的旋转，否则标签会竖直放置，且在恰当的位置显示个一个“+”号。

用法： clabel(C,h) 把标签旋转到恰当的角度，再插入到等高线中。只有等高线之间有足够的空间时才加入，当然这决定于等高线的尺度；clabel(C,h,v) 在指定的高度v上显示标签h，当然要对标签做恰当的处理；clabel(C,h,'manual') 手动设置标签。用户用鼠标左键或空格键在最接近指定的位置上放置标签，用键盘上的回车键结束该操作。当然会对标签做恰当的处理；clabel(C) 在从命令contour生成的等高线结构c的位置上添加标签。此时标签的放置的位置是随机的。

clabel(C,v) 在给定的位置v上显示标签，clabel(C,'manual') 允许用户通过鼠标来给等高线贴标签

例二[x,y]=meshgrid(-2:.2:2)

z=x.*y.*exp(-x.^2-y.^2)

[C,h]=contour(x,y,z)

clabel(C,h)

图2 例二的图像

（3）命令3 contourc

功能：低级等高线图形计算命令。该命令计算等高线矩阵c，该矩阵可用于命令contour，contour3和contourf等。矩阵z中的数值确定平面上的等高线高度值，等高线的计算结果用由矩阵z维数决定的间隔的宽度。

用法： C = contourc(Z) 从矩阵z中计算等高矩阵，其中z的维数至少为2*2阶，等高线为矩阵z中数值相等的单元。等高线的数目和相应的高度值是自动选择的。C = contourc(Z,n) 在矩阵z中计算出n个高度的等高线。C = contourc(Z,v) 在矩阵z中计算出给定高度向量v上计算等高线，当然向量v的维数决定了等高线的数目。若只要计算一条高度为a的等高线，输入：contourc(Z,[a,a])；C = contourc(x,y,Z) 在矩阵z中，参量x，y确定的坐标轴范围内计算等高线；C = contourc(x,y,Z,n) 从矩阵Z中，参量x 与y确定的坐标范围内画出n条等高线；C = contourc(x,y,Z,v) 从矩阵Z中，参量x与y确定的坐标范围内，画在v指定的高度上指定的等高线。

（4）命令4 contour3

功能：三维空间等高线图。该命令生成一个定义在矩形格栅上曲面的三维等高线图。

用法： contour3(Z) 画出三维空间角度观看矩阵z的等高线图，其中z的元素被认为是距离xy平面的高度，矩阵z至少为2*2阶的。等高线的条数与高度是自动选择的。若[m，n]=size（z），则x轴的范围为[1：n]，y轴的范围为[1：m]。contour3(Z,n) 画出由矩阵z 确定的n条等高线的三维图。contour3(Z,v) 在参量v指定的高度上画出三维等高线，当然等高线条数与向量v 的维数相同；若想只画一条高度为h的等高线，输入：contour3(Z,[h,h])，contour3(X,Y,Z)、contour3(X,Y,Z,n)、contour3(X,Y,Z,v) 用X与Y 定义x-轴与y-轴的范围。若X为矩阵，则X(1,:)定义x-轴的范围；若Y为矩阵，则Y(:,1)定义y-轴的范围；若X与Y同时为矩阵，则它们必须同型。不论为哪种使用形式，所起的作用与命令surf相同。若X或Y有不规则的间距，contour3还是使用规则的间距计算等高线，然后将数据转变给X或Y。contour3(…,LineSpec) 用参量LineSpec指定的线型与颜色画等高线。[C,h] = contour3(…) 画出图形，同时返回与命令contourc中相同的等高线矩阵C，包含所有图形对象的句柄向量h；除非没有指定LineSpec参数，contour3将生成patch图形对象，且当前的colormap属性与caxis属性将控制颜色的显示。不论使用何种形式，该命令都生成line图形对象。

例三[X,Y]=meshgrid([-2:.25:2])

Z=X.*exp(-X.^2-Y.^2)

contour3(X,Y,Z,30)

图3 例三的图像

（5）命令5 contourf

功能：填充二维等高线图。即先画出不同等高线，然后相邻的等高线之间用同一颜色进行填充。填充用的颜色决定于当前的色图颜色。

用法： contourf(Z) 矩阵z的等高线图，其中z理解成距平面的高度。Z至少为2*2阶的。等高线的条数与高度是自动选择的。contourf(Z,n) 画出矩阵z的n条高度不同的等高线。contourf(Z,v) 画出矩阵z的、由v指定的高度的等高线图。contourf(X,Y,Z)、contourf(X,Y,Z,n)、contourf(X,Y,Z,v) 画出矩阵z的等高线图，其中X与Y用于指定x-轴与y-轴的范围。若X与Y为矩阵，则必须与Z同型。若X或Y有不规则的间距，contour3还是使用规则的间距计算等高线，然后将数据转变给X或Y。

[C,h,CF] = contourf(…)画出图形，同时返回与命令contourc中相同的等高线矩阵C，C 也可被命令clabel使用；返回包含patch图形对象的句柄向量h；返回一用于填充用的矩阵CF

例四contourf(peaks(30),20);

colormap gray。

。

图4 例四的图像

4.等高线地图的基本标示

等高线地图就是将地表高度相同的点连成一环线直接投影到平面形成水平曲线，不同高度的环线不会相合，除非地表显示悬崖或峭壁才能使某处线条太密集出现重叠现像，若地表出线平坦开阔的山坡，曲线间之距离就相当宽，而它的基准线是以海平面的平均海潮位线为准，每张地图下方皆有制作标示说明，让使用者方便使用，主要图示有比例尺、图号、图幅接合表、图例与方位偏角度。

（1）比例尺

比例尺是地图必须标示的符号，它是显示地表实际距离与地图显示之距离的比例相关性，例如十万分之一的地图表示一公分计即实际距离为一公里，五万分之一的地图表示一公分，即实际距离为五百公尺，对于不同程度比例的地图与实际距离的精确度而言，小比例尺的地图精确度较高。比例尺和实际距离换算表地图比例实地距离(公尺)地图距离(公分)1：25，0001，00041：50，0001，00021：100，0001，0001

（2）图号

图号是代表地图名称的编号，不同比例的地图均编订各自系统的代号，而它是以经纬度为单位制定，如此每幅地图就能紧密接合。

（3）方位偏角度

方位偏角度是表示正北（地球北极），磁北（磁针显示北方），方格北（地图指示北方）之间的关系与彼此偏差的角度，同时图下方并注有该逐年磁变数值，当我们使用指北针指示自身位置再对照地图就能很快知道自己身处何地且知道下一步往何方向去与周遭的地形变化。

（4）图例

图例是说明地图各种符号的意义，一般登山者较会注意的符号为三角点、崩壁、河流、湖泊与坡度。

5.等高线地图与地形分析

（1）等高线的种类

细观等高线地图会发现绘制地图的线条有粗细两种线条，这是方便使用者阅读而设计，粗线条称计曲线并标示海拔高度，而计曲线之间距离单位为0.2公分，细曲线称首曲线，它是介于计曲线之间，具方便分析地形之功能，每两条计曲线之间有四条首曲线，如此每条线之间距离单位为0.04公分，地图的等高线之间隔实际距离单位等高线实际距离比例尺计曲线首曲线1：50，000100公尺20公尺1：25，00050公尺10公尺1：10，00025公尺5公尺（2）等高线的盲点

比例尺愈高的地图，精密度愈差，原因是等高线之间实际距离太宽造成此空间的地形无法明确分辨而出现盲点.以五万分之一的地图为例，每曲线之间距的实际距离为20公尺（相当于建筑物七层楼的高度）。

（3）坡度

坡度事等高线地图最易辨识地形特征之一，我们粗略的观察地图就能了解各山峰的坡度，例：曲线之间距愈窄，坡度愈陡，曲线间距愈宽，坡度愈缓2.山峰之曲线间距均匀表示该地段为等坡，若上方的间距小于下方间距，表示该地段为凹行坡，反之则为凸形。

坡度的计算是根据三角函数法计算公式计算，公式：tan-1(垂直距离÷水平距离)＝角度以五万分之一地图为例：其坡度，实际距离与曲线间距的关系。（坡度）θ＝tan-1n/m、坡度、坡面状况与步行程度坡度坡面状况步行程度1°～5°平缓山坡车行容易5°～15°缓山坡步行容易15°～25°半急山坡能步行25°～30°急山坡能攀登35°～45°峻急山坡能攀登45°～90°峭壁、断崖须借助器材攀登表三、以五万分之一地图表示坡度、实际距离与地图的关系坡度实际垂直距离（公尺）地图显示距离（公厘）5°204.610°202.215°201.520°201.130°200.745°200.4

6. 绘制与阅读等高线地图

当我们使用等高线地图必须看清楚是否完全含括我们预定活动区域，通常会遇到

必须购买并拼凑两张到四张地图，通常我们不会将原版地图携带至野外，我们

（1）优先将预定活动区域的地图影印并重新拼贴，

（2）详阅地图分辨主、支棱线（即两座山峰相连之线）、溪流、坡度、悬崖、崩壁等

地形特征，

（3）利用不同颜色莹光笔绘出主棱线、溪流、与标示预定路线和宿营地，

（4）利用透明胶带将地图与活动预定行程之计划书完全黏合密封，如此携带方便且

有防水功能。

7.应用举例

数据输入

str1='D:\sichuan\drought\hgt\h';

for i=1:18;

str=[str1 num2str(i) '.dat'];

fid=fopen(str,'rb');

a=fread(fid,inf,'float32'); %inf表示读取全部数据float32为浮点型

fclose(fid);

a=reshape(a,25,17,12,92); %25为X方向，17为Y方向，12为垂直方向，92为时间维

数，matlab与fortarn数组储存一致x-y-z-var-t b(i,:,:,:,:)=a(:,:,:,:);

End %------over for

for ii=1:18;

z=b(ii,:,:,6,10); %这里的z还是三维的

z=reshape(z,25,17); %转z为二维

for i=1:17;

for j=1:25;

lon(i,j)=80+(i-1)*2.5;

lat(i,j)=15+(j-1)*2.5;

data(ii,i,j)=z(j,i); %画图时先第一维是经向，第二维是纬向

end

end

End %------------over for

lat=15:2.5:55;lon=80:2.5:140;

str1='d:\MATLAB7\work\uvwnd\p';

for i=1:18;

dd(:,:)=data(i,:,:);

str=[str1 num2str(i) '.jpg'];

s=['旱年f' num2str(i) '六月10日激发500Hpa位势高度图'];

hold on; %--------投影方式

m_proj('lambert','lon',[80 140],'lat',[15 55]);

m_proj('miller','lon',[80 140],'lat',[15 55]); %-----海岸线方式

m_coast('patch',[1 .85 .7]);

patch draws gray land, outlined in green

m_gshhs_i('color','k'); % Coastline...

m_gshhs_i('speckle','color','k'); % with speckle added Speckled boundary %--------地形高度

m_elev('contour',LEVELS, optional contour arguments);

m_elev('contourf',LEVELS, optional contourf arguments);

For example

m_elev('contour',LEVELS,'edgecolor','b');

[Z,LONG,LAT]=m_elev([LONG_MIN LONG_MAX LAT_MIN LAT_MAX]); %上式可得到地形

高度数据

m_grid('box','on','xtick',6,'tickdir','out','fontsize',20);%网格,并对坐

标系进行设置%box(on)为默认的简单边框，box(fancy)为特殊的边框,xtick,6为x方向上有6条网格线

m_ungrid %擦除网格

%----------------在所投影的地图上画所需要的图-------

[c,h]=m_contour(lon,lat,dd,'-k','linewidth',2.3); %-画图顺序经纬，数据也必

须是经纬储存

clabel(c,h,'fontsize',20); %等值线标值

title(s,'fontsize',30);

saveas(gcf,str); %hold off;

clf reset %清楚图象，重新设置图形end

三、结论

军事地图是为军事战略、战术部署和行军战斗服务的地图总称。现代战争不仅需要海、陆、空军普通军用地图，还需要特殊的专题地图，如导弹部队需要经纬线划分细密的小比例尺跨洲及全球地图，坦克部队需要等高线间距为1米，并详细表示土质及可通行状况的专用地图等。总结战斗过程的战况经历地图，是研究战争规律的重要历史文件。在地图科学发展的尖端技术方面，很多是先在军事部门中首先出现，如卫星影象地图、数字化地图、缩微地图、录相地图等。中国军用地图在古代很受重视，并得到很大发展。1972年马王堆出土的帛地图中有一幅2000多年前长沙南疆军队驻防地图，是保存至今最古老的一幅清晰、准确的军用地图，在世界地图史上占有光辉的一页。军事地图的特点是根据兵种要求，地形、环境、联络条件等内容要十分详细。如陆军用地形囹，比例尺可达1∶5万至l∶10万，图上等高线间距可达5米，需表示出水系、渡口、渡口水深、桥梁载重、河底土质，以及人文背景的兵要地志等内容。军用地图的表示方法涉及个体符号、线划符号和面状符号，在用色方面地形图有规范

标准。

军用地图是指为军事需要制作的各种地图。军用地图可以按用途分为军用地形图、海图、航空图和各种军事专题地图。军用地形图绘有山地、平原等各种地形、地物要素，并绘有平面直角坐标和地理坐标。其中1：1万—1：10万为大比例尺地形图，具有内容详细精确的特点，可从图上量取角度、距离、坡度、坐标、高程和面积，是用于研究地形、确定炮兵射击诸元和组织指挥部队作战的基本用图。1：25万—1：100万为中小比例尺地形图，表示较大区域的地形概貌和地理形势，主要供高级指挥员和指挥机关研究制定战略、战役计划，组织指挥大兵团作战使用。海图着重表示海岸性质、海底地貌、底质等地理要素和航行障碍物、助航设施等航海要素。航空图是空中领航和地面导航用的各种地图。图上着重表示与空中航行有关的居住地、道路、水系等地理要素和机场、垂直障碍物等航空要素。此外，军事专题地图是重点显示一项或几项专题内容，用以满足军事上某种特殊需要而制作的地图，如军事交通图、军事工程地质图等。

随着信息技术的飞速发展，军用地图出现了以数字形式存储在磁盘等介质上的数字地图，以及利用虚拟现实技术制作的“可进入地图”等。据美国广播公司2001年11月18日报道，美国陆军每年出资10亿美元购买模拟训练指挥系统。据称，这种建立在“可进入地图”基础上的系统是迄今为止最好的一种军事训练系统，不久前，美军用这套系统对前往阿富汗战场的士兵进行了专门训练，系统设计人员在系统中重现了阿富汗的详细地形。在军事活动中，军事仿真，虚拟战争环境，计算机军事网上演习等得到了广泛应用。面对新的军事变革，传统的纸质地图表示地理信息的方式越来越难以满足军事活动的需要。因此，本文基于matlab，将地理等高线地图进行绘制，希望对推进我军的信息化建设，对提高部队战斗力水平有一定的现实意义。由于学识有限，不能解决此问题，但希望此问题的提出有一定的现实意义。

四、课程体会

MATLAB是由美国mathworks公司发布的主要面对科学计算、可视化以及交互式程序设计的高科技计算环境。它将数值分析、矩阵计算、科学数据可视化以及非线性动态系统的建模和仿真等诸多强大功能集成在一个易于使用的视窗环境中，为科学研究、工程设计以及必须进行有效数值计算的众多科学领域提供了一种全面的解决方案，并在很大程度上摆脱了传统非交互式程序设计语言（如C、Fortran）的编辑模式，代表了当今国际科学计算软件的先进水平。MATLAB 的应用范围非常广，包括信号和图像处理、通讯、控制系统设计、测试和测量、财务建模和分析以及计算生物学等众多应用领域。附加的工具箱（单独提供的专用 MATLAB 函数集）扩展了 MATLAB 环境，以解决这些应用领域内特定类型的问题。20世纪70年代，美国新墨西哥大学计算机科学系主任Cleve Moler为了减轻学生编程的负担，用FORTRAN编写了最早的MATLAB。1984年由Little、Moler、Steve Bangert合作成立了的MathWorks公司正式把MATLAB推向市场。到20世纪90年代，MATLAB已成为国际控制界的标准计算软件。

通过这次写论文，自己更加认识到matlab的优势：

（一）友好的工作平台和编程环境

MATLAB由一系列工具组成。这些工具方便用户使用MATLAB的函数和文件，其中许多工具采用的是图形用户界面。包括MATLAB桌面和命令窗口、历史命令窗口、编辑器和调试器、路径搜索和用于用户浏览帮助、工作空间、文件的浏览器。随着MATLAB的商业化以及软件本身的不断升级，MATLAB的用户界面也越来越精致，更加接近Windows的标准界面，人机交互性更强，操作更简单。而且新版本的MATLAB提供了完整的联机查询、帮助系统，极大的方便了用户的使用。简单的编程环境提供了比较完备的调试系统，程序不必经过编译就可以直接运行，而且能够及时地报告出现的错误及进行出错原因分析。

（二）简单易用的程序语言

Matlab一个高级的矩阵/阵列语言，它包含控制语句、函数、数据结构、输入和输出和面向对象编程特点。用户可以在命令窗口中将输入语句与执行命令同步，也可以先编写好一个较大的复杂的应用程序（M文件）后再一起运行。新版本的MATLAB语言是基于最为流行的C＋＋语言基础上的，因此语法特征与C＋＋语言极为相似，而且更加简单，更加符合科技人员对数学表达式的书写格式。使之更利于非计算机专业的科技人员使用。而且这种语言可移植性好、可拓展性极强，这也是MATLAB能够深入到科学研究及工程计算各个领域的重要原因。

（三）强大的科学计算机数据处理能力

MATLAB是一个包含大量计算算法的集合。其拥有600多个工程中要用到的数学运算函数，可以方便的实现用户所需的各种计算功能。函数中所使用的算法都是科研和工程计算中的最新研究成果，而前经过了各种优化和容错处理。在通常情况下，可以用它来代替底层编程语言，如C和C++ 。在计算要求相同的情况下，使用MATLAB的编程工作量会大大减少。MATLAB的这些函数集包括从最简单最基本的函数到诸如矩阵，特征向量、快速傅立叶变换的复杂函数。函数所能解决的问题其大致包括矩阵运算和线性方程组的求解、微分方程及偏微分方程的组的求解、符号运算、傅立叶变换和数据的统计分析、工程中的优化问题、稀疏矩阵运算、复数的各种运算、三角函数和其他初等数学运算、多维数组操作以及建模动态仿真等。

（四）出色的图形处理功能

MATLAB自产生之日起就具有方便的数据可视化功能，以将向量和矩阵用图形表现出来，并且可以对图形进行标注和打印。高层次的作图包括二维和三维的可视化、图象处理、动画和表达式作图。可用于科学计算和工程绘图。新版本的MATLAB对整个图形处理功能作了很大的改进和完善，使它不仅在一般数据可视化软件都具有的功能（例如二维曲线和三维曲面的绘制和处理等）方面更加完善，而且对于一些其他软件所没有的功能（例如图形的光照处理、色度处理以及四维数据的表现等），MATLAB同样表现了出色的处理能力。同时对一些特殊的可视化要求，例如图形对话等，MATLAB也有相应的功能函数，保证了用户不同层次的要求。另外新版本的MATLAB还着重在图形用户界面（GUI）的制作上作了很大的改善，对这方面有特殊要求的用户也可以得到满足。

（五）应用广泛的模块集合工具箱

MATLAB对许多专门的领域都开发了功能强大的模块集和工具箱。一般来说，它们都是由特定领域的专家开发的，用户可以直接使用工具箱学习、应用和评估不同的方法而不需要自己编写代码。目前，MATLAB已经把工具箱延伸到了科学研究和工程应用的诸多领域，

诸如数据采集、数据库接口、概率统计、样条拟合、优化算法、偏微分方程求解、神经网络、小波分析、信号处理、图像处理、系统辨识、控制系统设计、LMI控制、鲁棒控制、模型预测、模糊逻辑、金融分析、地图工具、非线性控制设计、实时快速原型及半物理仿真、嵌入式系统开发、定点仿真、DSP与通讯、电力系统仿真等，都在工具箱（Toolbox）家族中有了自己的一席之地。

（六）实用的程序接口和发布平台

新版本的MATLAB可以利用MATLAB编译器和C/C++数学库和图形库，将自己的MATLAB 程序自动转换为独立于MATLAB运行的C和C++代码。允许用户编写可以和MATLAB进行交互的C或C++语言程序。另外，MATLAB网页服务程序还容许在Web应用中使用自己的MATLAB 数学和图形程序。MATLAB的一个重要特色就是具有一套程序扩展系统和一组称之为工具箱的特殊应用子程序。工具箱是MATLAB函数的子程序库，每一个工具箱都是为某一类学科专业和应用而定制的，主要包括信号处理、控制系统、神经网络、模糊逻辑、小波分析和系统仿真等方面的应用。

（七）应用软件开发（包括用户界面）

在开发环境中，使用户更方便地控制多个文件和图形窗口；在编程方面支持了函数嵌套，有条件中断等；在图形化方面，有了更强大的图形标注和处理功能，包括对性对起连接注释等；在输入输出方面，可以直接向Excel和HDF5进行连接。

【参考文献】

1：王建宇、腾树钦、周献中；地图等高线的自动提取【J】；计算机工程；2002年10期

2：刘珍平、张培仁、梁民；地形图等高线的计算机矢量化及三维地形模型的生成【J】；计算机应用研究；1999年06期

3：王涛；基于等高线空间关系的地貌形态结构建立【A】；科技‘工程与经济社会协调发展中国科协第五届青年学术年会论文集【C】；2004年

(完整版)MATLAB常用函数大全

一、MATLAB常用的基本数学函数 abs(x)：纯量的绝对值或向量的长度 angle(z)：复数z的相角(Phase angle) sqrt(x)：开平方 real(z)：复数z的实部 imag(z)：复数z的虚部 conj(z)：复数z的共轭复数 round(x)：四舍五入至最近整数 fix(x)：无论正负，舍去小数至最近整数 floor(x)：地板函数，即舍去正小数至最近整数ceil(x)：天花板函数，即加入正小数至最近整数rat(x)：将实数x化为分数表示 rats(x)：将实数x化为多项分数展开 sign(x)：符号函数(Signum function)。 当x<0时，sign(x)=-1； 当x=0时，sign(x)=0; 当x>0时，sign(x)=1。 rem(x,y)：求x除以y的馀数 gcd(x,y)：整数x和y的最大公因数 lcm(x,y)：整数x和y的最小公倍数 exp(x)：自然指数 pow2(x)：2的指数 log(x)：以e为底的对数，即自然对数或 log2(x)：以2为底的对数 log10(x)：以10为底的对数 二、MATLAB常用的三角函数 sin(x)：正弦函数 cos(x)：余弦函数

tan(x)：正切函数 asin(x)：反正弦函数 acos(x)：反馀弦函数 atan(x)：反正切函数 atan2(x,y)：四象限的反正切函数 sinh(x)：超越正弦函数 cosh(x)：超越馀弦函数 tanh(x)：超越正切函数 asinh(x)：反超越正弦函数 acosh(x)：反超越馀弦函数 atanh(x)：反超越正切函数 三、适用於向量的常用函数有： min(x): 向量x的元素的最小值 max(x): 向量x的元素的最大值 mean(x): 向量x的元素的平均值 median(x): 向量x的元素的中位数 std(x): 向量x的元素的标准差 diff(x): 向量x的相邻元素的差 sort(x): 对向量x的元素进行排序（Sorting）length(x): 向量x的元素个数 norm(x): 向量x的欧氏（Euclidean）长度sum(x): 向量x的元素总和 prod(x): 向量x的元素总乘积 cumsum(x): 向量x的累计元素总和cumprod(x): 向量x的累计元素总乘积 dot(x, y): 向量x和y的内积 cross(x, y): 向量x和y的外积 四、MATLAB的永久常数

(完整版)matlab函数大全(非常实用)

信源函数 randerr 产生比特误差样本 randint 产生均匀分布的随机整数矩阵 randsrc 根据给定的数字表产生随机矩阵 wgn 产生高斯白噪声 信号分析函数 biterr 计算比特误差数和比特误差率 eyediagram 绘制眼图 scatterplot 绘制分布图 symerr 计算符号误差数和符号误差率 信源编码 compand mu律/A律压缩/扩张 dpcmdeco DPCM（差分脉冲编码调制）解码dpcmenco DPCM编码 dpcmopt 优化DPCM参数 lloyds Lloyd法则优化量化器参数 quantiz 给出量化后的级和输出值 误差控制编码 bchpoly 给出二进制BCH码的性能参数和产生多项式convenc 产生卷积码 cyclgen 产生循环码的奇偶校验阵和生成矩阵cyclpoly 产生循环码的生成多项式 decode 分组码解码器 encode 分组码编码器 gen2par 将奇偶校验阵和生成矩阵互相转换gfweight 计算线性分组码的最小距离 hammgen 产生汉明码的奇偶校验阵和生成矩阵rsdecof 对Reed-Solomon编码的ASCII文件解码rsencof 用Reed-Solomon码对ASCII文件编码rspoly 给出Reed-Solomon码的生成多项式syndtable 产生伴随解码表 vitdec 用Viterbi法则解卷积码 （误差控制编码的低级函数） bchdeco BCH解码器 bchenco BCH编码器 rsdeco Reed-Solomon解码器 rsdecode 用指数形式进行Reed-Solomon解码 rsenco Reed-Solomon编码器 rsencode 用指数形式进行Reed-Solomon编码 调制与解调

matlab 函数大全

matlab 函数大全 信源函数 randerr 产生比特误差样本 randint 产生均匀分布的随机整数矩阵 randsrc 根据给定的数字表产生随机矩阵 wgn 产生高斯白噪声 信号分析函数 biterr 计算比特误差数和比特误差率 eyediagram 绘制眼图 scatterplot 绘制分布图 symerr 计算符号误差数和符号误差率 信源编码 compand mu律/A律压缩/扩张 dpcmdeco DPCM（差分脉冲编码调制）解码dpcmenco DPCM编码 dpcmopt 优化DPCM参数 lloyds Lloyd法则优化量化器参数 quantiz 给出量化后的级和输出值 误差控制编码 bchpoly 给出二进制BCH码的性能参数和产生多项式convenc 产生卷积码 cyclgen 产生循环码的奇偶校验阵和生成矩阵cyclpoly 产生循环码的生成多项式 decode 分组码解码器 encode 分组码编码器 gen2par 将奇偶校验阵和生成矩阵互相转换gfweight 计算线性分组码的最小距离 hammgen 产生汉明码的奇偶校验阵和生成矩阵rsdecof 对Reed-Solomon编码的ASCII文件解码rsencof 用Reed-Solomon码对ASCII文件编码rspoly 给出Reed-Solomon码的生成多项式

syndtable 产生伴随解码表 vitdec 用Viterbi法则解卷积码 （误差控制编码的低级函数） bchdeco BCH解码器 bchenco BCH编码器 rsdeco Reed-Solomon解码器 rsdecode 用指数形式进行Reed-Solomon解码 rsenco Reed-Solomon编码器 rsencode 用指数形式进行Reed-Solomon编码 调制与解调 ademod 模拟通带解调器 ademodce 模拟基带解调器 amod 模拟通带调制器 amodce 模拟基带调制器 apkconst 绘制圆形的复合ASK-PSK星座图 ddemod 数字通带解调器 ddemodce 数字基带解调器 demodmap 解调后的模拟信号星座图反映射到数字信号dmod 数字通带调制器 dmodce 数字基带调制器 modmap 把数字信号映射到模拟信号星座图（以供调制）qaskdeco 从方形的QASK星座图反映射到数字信号qaskenco 把数字信号映射到方形的QASK星座图 专用滤波器 hank2sys 把一个Hankel矩阵转换成一个线性系统模型hilbiir 设计一个希尔伯特变换IIR滤波器 rcosflt 升余弦滤波器 rcosine 设计一个升余弦滤波器 （专用滤波器的低级函数） rcosfir 设计一个升余弦FIR滤波器 rcosiir 设计一个升余弦IIR滤波器

(完整word版)使用matlab绘制眼图.docx

使用 matlab 绘制数字基带信号的眼图实验 一、实验目的 1、掌握无码间干扰传输的基本条件和原理，掌握基带升余弦滚降系统的实现方法； 2、通过观察眼图来分析码间干扰对系统性能的影响，并观察在输入相同码率的NRZ 基带信号下，不同滤波器带宽对输出信号码间干扰大小的影响程度； 3、熟悉 MATLAB语言编程。 二、实验原理和电路说明 1、基带传输特性 基带系统的分析模型如图3-1 所示，要获得良好的基带传输系统，就应该 a n t nT s 基带传输a n h t nT s n n抽样判决 H ( ) 图 3-1基带系统的分析模型 抑制码间干扰。设输入的基带信号为a n t nT s， T s为基带信号的码元周期，则经过 n 基带传输系统后的输出码元为a n h t nT s。其中 n h(t )1H ()e j t d（3-1 ） 2 理论上要达到无码间干扰，依照奈奎斯特第一准则，基带传输系统在时域应满足： ，k 0 h( kT s)(3-2) 0,k为其他整数 频域应满足： T s， T s(3-3) H ( ) 0,其他

H ( ) T s T s T s 图 3-2 理想基带传输特性 此时频带利用率为 2Baud / Hz , 这是在抽样值无失真条件下，所能达到的最高频率利用率。 由于理想的低通滤波器不容易实现， 而且时域波形的拖尾衰减太慢， 因此在得不到严格 定时时，码间干扰就可能较大。在一般情况下，只要满足： 2 i H 2 2 , (3-4) H H ( ) H T s i T s T s T s T s 基带信号就可实现无码间干扰传输。这种滤波器克服了拖尾太慢的问题。 从实际的滤波器的实现来考虑，采用具有升余弦频谱特性 H ( ) 时是适宜的。 1 sin T s ( ) , (1 ) (1 ) 2 T s T s T s H ( ) 1, (1 ) 0 (3-5) T s 0, (1 ) T s 这里 称为滚降系数， 1。 所对应的其冲激响应为： sin t cos( t T s ) h(t ) T s (3-6) t 1 4 2t 2 T s 2 T s 此时频带利用率降为 2 / (1 ) Baud/ Hz ，这同样是在抽样值无失真条件下， 所能达到的最 高频率利用率。换言之，若输入码元速率 R s ' 1/ T s ，则该基带传输系统输出码元会产生码

基带信号眼图实验——matlab仿真

基带信号眼图实验——matlａb 仿真

————————————————————————————————作者：————————————————————————————————日期： ?

数字基带信号的眼图实验——matla ｂ仿真 一、实验目的 1、掌握无码间干扰传输的基本条件和原理，掌握基带升余弦滚降系统的实现方法； 2、通过观察眼图来分析码间干扰对系统性能的影响，并观察在输入相同码率的ＮRZ 基带信号下，不同滤波器带宽对输出信号码间干扰大小的影响程度； 3、熟悉MATL ＡB 语言编程。 二、实验预习要求 1、复习《数字通信原理》第七章７.1节——奈奎斯特第一准则内容； 2、复习《数字通信原理》第七章7．2节——数字基带信号码型内容； 3、认真阅读本实验内容,熟悉实验步骤。 三、实验原理和电路说明 １、基带传输特性 基带系统的分析模型如图3-1所示,要获得良好的基带传输系统，就应该 () n s n a t nT δ-∑() H ω() n s n a h t nT -∑基带传输抽样判决 图3-１?基带系统的分析模型 抑制码间干扰。设输入的基带信号为()n s n a t nT δ-∑，s T 为基带信号的码元周期,则经过基 带传输系统后的输出码元为 ()n s n a h t nT -∑。其中 1 ()()2j t h t H e d ωωωπ +∞ -∞ = ? ?（3-1） 理论上要达到无码间干扰,依照奈奎斯特第一准则,基带传输系统在时域应满足： 10()0,s k h kT k =?=? ? ， 为其他整数 ?? ?(３－２) 频域应满足：

基于MATLAB的QAM 眼图和星座图

南昌大学信息工程学院 《随机信号分析》课程作业 题目：QAM调制信号的眼图及星座图仿真指导老师：虞贵财 作者：毕圣昭 日期：2011-12-05

QAM调制信号的眼图及星座图仿真 1. 眼图 眼图是在数字通信的工程实践中测试数字传输信道质量的一种应用广泛、简单易行的方法。实际上它的一个扫描周期是数据码元宽度1~2倍并且与之同步的示波器。对于二进制码元，显然1和0的差别越大，接受判别时错判的可能性就越小。由于传输过程中受到频带限制，噪声的叠加使得1和0的差别变小。在接收机的判决点，将“1”和“0”的差别用眼图上“眼睛”张开的大小来表示，十分形象、直观和实用。MATLAB工具箱中有显示眼图和星座图的仪器，下面通过具体的例子说明它们的应用。 图1-1所示是MATLAB Toolbox\Commblks中的部分内容，展示了四进制随机数据通过基带QPSK调制、升余弦滤波（插补）及加性高斯白噪声传输环境后信号的眼图。 图1-1 通过QPSK基带调制升余弦滤波及噪声环境后观察眼图的仿真实验系统 图1-2所示是仿真运行后的两幅眼图，上图是I（同相）信号，下图是Q（正交）信号。 图1-2 通过QPSK基带调制及噪声传输环境后观察到的眼图

2. 星座图 星座图是多元调制技术应用中的一种重要的测量方法。它可以在信号空间展示信号所在的位置，为系统的传输特性分析提供直观的、具体的显示结果。 为了是系统的功率利用率、频带利用率得到充分的利用，在特定的调制方式下，在信号空间中如何排列与分布信号？在传输过程中叠加上噪声以后，信号之间的最小距离是否能保证既定的误码率的要求这些问题的研究用星座图仪十分直观方便。多元调制都可以分解为In-phase（同相）分量及Quadrature（正交）分量。将同相分量用我们习惯的二维空间的Ｘ轴表示，正交分量用Ｙ轴表示。信号在Ｘ－Ｙ平面（同相－正交平面）的位置就是星座图。MATLAB通信系统的工具箱里有着使用方便、界面美观的星座图仪。 图1-3所示是随机数据通过基带QAM调制及噪声环境传输后，观察星座图的仿真系统。 图1-3 通过基带QAM调制及噪声环境传输后观察星座图的仿真系统图1-4所示是运行仿真后的星座图 图1-4 通过基带QAM调制及噪声环境传输后观察到的星座图

使用matlab绘制眼图精编版

使用matlab 绘制数字基带信号的眼图实验 一、实验目的 1、掌握无码间干扰传输的基本条件和原理，掌握基带升余弦滚降系统的实现方法； 2、通过观察眼图来分析码间干扰对系统性能的影响，并观察在输入相同码率的NRZ 基带信号下，不同滤波器带宽对输出信号码间干扰大小的影响程度； 3、熟悉MATLAB 语言编程。 二、实验原理和电路说明 1、基带传输特性 基带系统的分析模型如图3-1所示，要获得良好的基带传输系统，就应该 () n s n a t nT δ-∑() H ω() n s n a h t nT -∑基带传输抽样判决 图3-1 基带系统的分析模型 抑制码间干扰。设输入的基带信号为()n s n a t nT δ-∑，s T 为基带信号的码元周期，则经过 基带传输系统后的输出码元为 ()n s n a h t nT -∑。其中 1()()2j t h t H e d ωωωπ +∞ -∞ = ? （3-1） 理论上要达到无码间干扰，依照奈奎斯特第一准则，基带传输系统在时域应满足： 10()0,s k h kT k =?=? ? ， 为其他整数 (3-2) 频域应满足： ()0,s s T T H πωωω?≤?=? ?? ，其他 (3-3)

ω s T () H ωs T π s T π - 图3-2 理想基带传输特性 此时频带利用率为2/Baud Hz ,这是在抽样值无失真条件下，所能达到的最高频率利用率。 由于理想的低通滤波器不容易实现，而且时域波形的拖尾衰减太慢，因此在得不到严格 定时时，码间干扰就可能较大。在一般情况下，只要满足： 222(),s i s s s s i H H H H T T T T T ππ π π ωωωωω?????? +=-+++=≤ ? ? ??????? ∑ (3-4) 基带信号就可实现无码间干扰传输。这种滤波器克服了拖尾太慢的问题。 从实际的滤波器的实现来考虑，采用具有升余弦频谱特性()H ω时是适宜的。 (1)(1)1sin (),2(1)()1,0(1) 0,s s s s s s T T T T H T T ππαπαωωαπαωωπαω???-+--≤≤??? ??? ?-? =≤≤?? ?+>? ?? (3-5) 这里α称为滚降系数，01α≤≤。 所对应的其冲激响应为： ()222sin cos()()14s s s s t T t T h t t t T T παππα= - (3-6) 此时频带利用率降为2/(1)Baud/Hz α+，这同样是在抽样值无失真条件下，所能达到的最 高频率利用率。换言之，若输入码元速率' 1/s s R T >，则该基带传输系统输出码元会产生码

基带信号眼图实验matlab仿真

数字基带信号的眼图实验——m a t l a b 仿真 一、实验目的 1、掌握无码间干扰传输的基本条件和原理，掌握基带升余弦滚降系统的实现方法； 2、通过观察眼图来分析码间干扰对系统性能的影响，并观察在输入相同码率的NRZ 基带信号下，不同滤波器带宽对输出信号码间干扰大小的影响程度； 3、熟悉MATLAB 语言编程。 二、实验预习要求 1、复习《数字通信原理》第七章节——奈奎斯特第一准则内容； 2、复习《数字通信原理》第七章节——数字基带信号码型内容； 3、认真阅读本实验内容，熟悉实验步骤。 三、实验原理和电路说明 1、基带传输特性 基带系统的分析模型如图3-1所示，要获得良好的基带传输系统，就应该 图3-1 基带系统的分析模型 抑制码间干扰。设输入的基带信号为 ()n s n a t nT δ-∑，s T 为基带信号的码元周期，则经过基带传输系统后的输出码元为()n s n a h t nT -∑。其中 1()()2j t h t H e d ωωωπ+∞-∞=? （3-1） 理论上要达到无码间干扰，依照奈奎斯特第一准则，基带传输系统在时域应满足： 10()0,s k h kT k =?=?? ，为其他整数 (3-2) 频域应满足： ()0,s s T T H πωωω?≤?=??? ，其他 (3-3) 图3-2 理想基带传输特性 此时频带利用率为2/Baud Hz ,这是在抽样值无失真条件下，所能达到的最高频率利用率。

由于理想的低通滤波器不容易实现，而且时域波形的拖尾衰减太慢，因此在得不到严格定时时，码间干扰就可能较大。在一般情况下，只要满足： 222(),s i s s s s i H H H H T T T T T ππππ ωωωωω??????+=-+++=≤ ? ? ???????∑ (3-4) 基带信号就可实现无码间干扰传输。这种滤波器克服了拖尾太慢的问题。 从实际的滤波器的实现来考虑，采用具有升余弦频谱特性()H ω时是适宜的。 (1)(1)1sin (),2(1)()1,0(1)0,s s s s s s T T T T H T T ππαπαωωαπαωωπαω???-+--≤≤???????-?=≤≤???+>??? (3-5) 这里α称为滚降系数，01α≤≤。 所对应的其冲激响应为： ()222sin cos()()14s s s s t T t T h t t t T T παππα=- (3-6) 此时频带利用率降为2/(1)Baud/Hz α+，这同样是在抽样值无失真条件下，所能达到的最高频率利 用率。换言之，若输入码元速率'1/s s R T >，则该基带传输系统输出码元会产生码间干扰。 2、眼图 所谓眼图就是将接收滤波器输出的，未经再生的信号，用位定时以及倍数作为同步信号在示波器上重复扫描所显示的波形（因传输二进制信号时，类似人的眼睛）。干扰和失真所产生的畸变可以很清楚的从眼图中看出。眼图反映了系统的最佳抽样时间，定时的灵敏度，噪音容限，信号幅度的畸变范围以及判决门限电平，因此通常用眼图来观察基带传输系统的好坏。 图3-3 眼图示意图 四、仿真环境 Windows NT/2000/XP/Windows 7/VISTA ； MATLAB 以上。

使用matlab绘制眼图

实用标准 绘制数字基带信号的眼图实验matlab使用一、实验目的 1、掌握无码间干扰传输的基本条件和原理，掌握基带升余弦滚降系统的实现方法； 2、通过观察眼图来分析码间干扰对系统性能的影响，并观察在输入相同码率的NRZ基带信号下，不同滤波器带宽对输出信号码间干扰大小的影响程度； 3、熟悉MATLAB语言编程。 二、实验原理和电路说明 1、基带传输特性 基带系统的分析模型如图3-1 所示，要获得良好的基带传输系统，就应该 ???????nTat?nT?tah snns基带传输n抽样判决n?)(H 图3-1 基带系统的分析模型 ????TnT?at为基带信号的码元周期，则经过抑制码间干扰。设输入的基带信号为， ???dH)()h(t?e（3-1）ssnn???nTtah?。其中基带传输系统后的输出码元为nsn??1?tj ?2??理论上要达到无码间干扰，依照奈奎斯特第一准则，基带传输系统在时域应满足： k?01，?h(kT)? (3-2) ?s为其他整数0,k?频域应满足：????T，?s?T)?H( (3-3) ?s??其他0,?文档大全． 实用标准?)H( s 3-2 理想基带传输特性图HzBaud/2这是在抽样值无失真条件下，所能达到的最高频率利用率。,此时频带利用率为因此在得不到严格而且时域波形的拖尾衰减太慢，由于理想的低通滤波器不

容易实现，定时时，码间干扰就可能较大。在一般情况下，只要满足：??????????222i???????H???HH?T?,??H()(3-4) ??????s TTTT??????issss基带信号就可实现无码间干扰传输。这种滤波器克服了拖尾太慢的问题。?)H(时是适宜的。从实际的滤波器的实现来考虑，采用具有升余 弦频谱特性????????T))??(1(1??s???),1?sin(??? ?TT2T???sss???)(1?????1,0H(?)?(3-5) ?T?s???)(1???0,? T??s??1?0?称为滚降系数，。这里所对应的其冲激响应为：?tsin??)cos(TTt ss?h()t (3-6) ???t222?T4?1t s T s?HzBaud/)(12/?所能达到的最，这同样是在抽样值无失真条件下，此时 频带利用率降为'T?R1/，则该基带传输系统输出码元会产生码高频率利用率。换言之，若输入码元速率ss文档大全． 实用标准 间干扰。 2、眼图 所谓眼图就是将接收滤波器输出的，未经再生的信号，用位定时以及倍数作为同步信号在示波器上重复扫描所显示的波形（因传输二进制信号时，类似人的眼睛）。干扰和失真所产生的畸变可以很清楚的从眼图中看出。眼图反映了系统的最佳抽样时间，定时的灵敏度，噪音容限，信号幅度的畸变范围以及判决门限电平，因此通常用眼图来观察基带传输系统的好坏。 眼图示意图图3-3 三、仿真程序设计 1、程序框架

matlab函数大全

Matlab函数大全 信源函数randerr 产生比特误差样本randint 产生均匀分布的随机整数矩阵randsrc 根据给定的数字表产生随机矩阵wgn 产生高斯白噪声信号分析函数biterr 计算比特误差数和比特误差率eyediagram 绘制眼图scatterplot 绘制分布图symerr 计算符号误差数和符号误差率 信源编码compand mu律/A律压缩/扩张dpcmdeco DPCM（差分脉冲编码调制）解码dpcmenco DPCM编码dpcmopt 优化DPCM参数lloyds Lloyd法则优化量化器参数quantiz 给出量化后的级和输出值 误差控制编码bchpoly 给出二进制BCH码的性能参数和产生多项式convenc 产生卷积码cyclgen 产生循环码的奇偶校验阵和生成矩阵cyclpoly 产生循环码的生成多项式decode 分组码解码器encode 分组码编码器gen2par 将奇偶校验阵和生成矩阵互相转换gfweight 计算线性分组码的最小距离hammgen 产生汉明码的奇偶校验阵和生成矩阵rsdecof 对Reed-Solomon编码的ASCII文件解码rsencof 用Reed-Solomon码对ASCII文件编码rspoly 给出Reed-Solomon码的生成多项式syndtable 产生伴随解码表vitdec 用Viterbi法则解卷积码 （误差控制编码的低级函数）bchdeco BCH解码器bchenco BCH编码器rsdeco Reed-Solomon解码器rsdecode 用指数形式进行Reed-Solomon解码rsenco Reed-Solomon编码器rsencode 用指数形式进

基带信号眼图实验——matlab仿真

数字基带信号的眼图实验——matlab 仿真 一、实验目的 1、掌握无码间干扰传输的基本条件和原理，掌握基带升余弦滚降系统的实现方法； 2、通过观察眼图来分析码间干扰对系统性能的影响，并观察在输入相同码率的NRZ 基带信号下，不同滤波器带宽对输出信号码间干扰大小的影响程度； 3、熟悉MATLAB 语言编程。 二、实验预习要求 1、复习《数字通信原理》第七章7.1节——奈奎斯特第一准则内容； 2、复习《数字通信原理》第七章7.2节——数字基带信号码型内容； 3、认真阅读本实验内容，熟悉实验步骤。 三、实验原理和电路说明 1、基带传输特性 基带系统的分析模型如图3-1所示，要获得良好的基带传输系统，就应该 图3-1 基带系统的分析模型 抑制码间干扰。设输入的基带信号为()n s n a t nT δ-∑，s T 为基带信号的码元周期，则经过 基带传输系统后的输出码元为 ()n s n a h t nT -∑。其中 1()()2j t h t H e d ωωωπ +∞-∞ = ? （3-1） 理论上要达到无码间干扰，依照奈奎斯特第一准则，基带传输系统在时域应满足： 10()0,s k h kT k =?=? ? ， 为其他整数 (3-2) 频域应满足：

()0,s s T T H πωωω? ≤?=? ?? ，其他 (3-3) 图3-2 理想基带传输特性 此时频带利用率为2/Baud Hz ,这是在抽样值无失真条件下，所能达到的最高频率利用率。 由于理想的低通滤波器不容易实现，而且时域波形的拖尾衰减太慢，因此在得不到严格 定时时，码间干扰就可能较大。在一般情况下，只要满足： 222(),s i s s s s i H H H H T T T T T ππ π π ωωωωω?????? +=-+++=≤ ? ? ??????? ∑ (3-4) 基带信号就可实现无码间干扰传输。这种滤波器克服了拖尾太慢的问题。 从实际的滤波器的实现来考虑，采用具有升余弦频谱特性()H ω时是适宜的。 (1)(1)1sin (),2(1)()1,0(1) 0,s s s s s s T T T T H T T ππαπαωωαπαωωπαω???-+--≤≤??? ??? ?-? =≤≤ ?? ?+>? ?? (3-5) 这里α称为滚降系数，01α≤≤。 所对应的其冲激响应为： ()222sin cos() ()14s s s s t T t T h t t t T T παππα= - (3-6)

基于MATLAB的眼图仿真通信原理

基于MATLAB的眼图仿真 ——及其与通信实验箱之结果的比较 摘要 通信实验往往可以从硬件和软件两方面着手设计，并加以横向比较，从而达到更深刻地理解和领会通信理论原理的目的。本设计选取眼图为研究对象。可靠性是通信系统的重要指标之一，而眼图是定性衡量传输系统可靠性能——码间串扰大小及受信道噪声的影响等——的方法，简单直观；除了用通信实验箱实现眼图的观察外，软件仿真具有前者所不具备的优点，本设计以MATLAB为主要工具实现了眼图的仿真模拟。 硬件方面使用掌宇金仪科教仪器设备生产的TIMS-301 F系列实验系统，只需较少的模块就能完成眼图的实现，缺点是灵活性不够；MATLAB由初始的矩阵实验室发展成一款具有广泛用途的科学实验软件，在通信系统仿真方面是有效而便捷的。MATLAB本身置功能强大的函数库和讲解详细的帮助文档，前者使得眼图的仿真更加高效。 眼图仿真考虑了以下几方面因素的影响：调制数字信号的方式、传输系统（滤波）、信道噪声及其大小等等；给出了MATLAB语言编程和Simulink动态建模两种眼图的实现方式，通过仿真有效的验证了眼图判断噪声大小、系统性能的有效性，并尝试了通过眼图调整通信系统的抗干扰能力。 关键字：通信系统，眼图，仿真，MATLAB Simulation of Eye DiagramBased on Matlab ——& parison with the rusult of TIMS Abstract Experiment in munication system can often be coducted on hardware as well as by sofeware, and by drawing parison with each other, the principles of the theories in munication system could be understood more deeply and properly . The Eye Diagram was chosed to be studied in this design. The reliability is one of the most important indexes in evaluating the performance of a munication system. Eye Diagram is such a tool to observe the performance of munication systems. By using an Eye Diagram, the magnitude of the noise and the Intersymbole Interference (ISI) could be diagnosed by and large.

MATLAB常用函数大全

-- 常用的基本数学函数一、 MATLAB abs(x) ：纯量的绝对值或向量的长度 (Phase angle) ：复数 z 的相角angle(z) ：开平方sqrt(x) ：复数 z 的实部real(z) 的虚部imag(z) ：复数 z 的共轭复数conj(z) ：复数 z round(x) ：四舍五入至最近整数 ：无论正负，舍去小数至最近整数fix(x) ：地板函数，即舍去正小数至最近整数floor(x) ceil(x) ：天花板函数，即加入正小数至最近整数 化为分数表示rat(x) ：将实数 x 化为多项分数展开x rats(x) ：将实数 (Signum function) 。：符号函数sign(x) sign(x)=-1 ；当x<0 时， sign(x)=0; 时，x=0 当 。时，当x>0 sign(x)=1 y x rem(x,y) ：求除以的馀数 y 的最大公因数和：整数gcd(x,y) x

y ：整数 x 和的最小公倍数lcm(x,y) exp(x) ：自然指数 2 pow2(x) ：的指数 为底的对数，即自然对数或：以log(x) e 2 ：以log2(x) 为底的对数 ：以log10(x) 10 为底的对数 常用的三角函数二、 MATLAB sin(x) ：正弦函数 cos(x) ：余弦函数---- -- ：正切函数tan(x) asin(x) ：反正弦函数 acos(x) ：反馀弦函数 atan(x) ：反正切函数 atan2(x,y) ：四象限的反正切函数 ：超越正弦函数sinh(x) ：超越馀弦函数cosh(x) tanh(x) ：超越正切函数 ：反超越正弦函数asinh(x) ：反超越馀弦函数acosh(x)

Matlab通信系统仿真实验报告

Matlab通信原理仿真 学号：2142402 姓名：圣斌

实验一 Matlab 基本语法与信号系统分析 一、 实验目的： 1、掌握MATLAB 的基本绘图方法； 2、实现绘制复指数信号的时域波形。 二、 实验设备与软件环境： 1、实验设备：计算机 2、软件环境：MATLAB R2009a 三、 实验内容： 1、MATLAB 为用户提供了结果可视化功能，只要在命令行窗口输入相应的命令，结果就会用图形直接表示出来。 MATLAB 程序如下： x = -pi:0.1:pi; y1 = sin(x); y2 = cos(x); %准备绘图数据 figure(1); %打开图形窗口 subplot(2,1,1); %确定第一幅图绘图窗口 plot(x,y1); %以x ，y1绘图 title('plot(x,y1)'); %为第一幅图取名为’plot(x,y1)’ grid on; %为第一幅图绘制网格线 subplot(2,1,2) %确定第二幅图绘图窗口 plot(x,y2); %以x ，y2绘图 xlabel('time'),ylabel('y') %第二幅图横坐标为’time ’,纵坐标为’y ’ 运行结果如下图： -4-3-2-101234 -1-0.500.5 1plot(x,y1) -1-0.500.51time y

2、上例中的图形使用的是默认的颜色和线型，MATLAB中提供了多种颜色和线型，并且可以绘制出脉冲图、误差条形图等多种形式图： MATLAB程序如下： x=-pi:.1:pi; y1=sin (x); y2=cos (x); figure (1); %subplot (2,1,1); plot (x,y1); title ('plot (x,y1)'); grid on %subplot (2,1,2); plot (x,y2); xlabel ('time'); ylabel ('y') subplot(1,2,1),stem(x,y1,'r') %绘制红色的脉冲图 subplot(1,2,2),stem(x,y1,'g') %绘制绿色的误差条形图 运行结果如下图： 3、一个复指数信号可以分解为实部和虚部两部分。实际通信信道并不能产生复指数信号，但可以用复指数信号描述其他基本信号，因此在通信系统分析和仿真中复指数信号起到十分重要的作用。 从严格意义上讲，计算机并不能处理连续信号。在MATLAB中，连续信号是用信号在等时间间隔点的采样值来近似表示的。当采样间隔足够小时，就可以比较好的近似连续信号。例如绘制复指数信号时域波形的MATLAB实现如下。

使用matlab绘制眼图电子版本

使用m a t l a b绘制眼 图

使用matlab 绘制数字基带信号的眼图实验 一、实验目的 1、掌握无码间干扰传输的基本条件和原理，掌握基带升余弦滚降系统的实现方法； 2、通过观察眼图来分析码间干扰对系统性能的影响，并观察在输入相同码率的NRZ 基带信号下，不同滤波器带宽对输出信号码间干扰大小的影响程度； 3、熟悉MATLAB 语言编程。 二、实验原理和电路说明 1、基带传输特性 基带系统的分析模型如图3-1所示，要获得良好的基带传输系统，就应该 图3-1 基带系统的分析模型 抑制码间干扰。设输入的基带信号为()n s n a t nT δ-∑，s T 为基带信号的码元周 期，则经过基带传输系统后的输出码元为()n s n a h t nT -∑。其中 1()()2j t h t H e d ωωωπ +∞ -∞ = ? （3-1） 理论上要达到无码间干扰，依照奈奎斯特第一准则，基带传输系统在时域应满足： 10()0,s k h kT k =?=? ? ， 为其他整数 (3-2) 频域应满足：

()0,s s T T H πωωω? ≤?=? ?? ，其他 (3-3) 图3-2 理想基带传输特性 此时频带利用率为2/Baud Hz ,这是在抽样值无失真条件下，所能达到的最高频率利用率。 由于理想的低通滤波器不容易实现，而且时域波形的拖尾衰减太慢，因 此在得不到严格定时时，码间干扰就可能较大。在一般情况下，只要满足： 222(),s i s s s s i H H H H T T T T T πππ π ωωωωω?????? +=-+++=≤ ? ? ??????? ∑ (3-4) 基带信号就可实现无码间干扰传输。这种滤波器克服了拖尾太慢的问题。 从实际的滤波器的实现来考虑，采用具有升余弦频谱特性()H ω时是适宜 的。 (1)(1)1sin (),2(1)()1,0(1) 0,s s s s s s T T T T H T T ππαπαωωαπαωωπαω???-+--≤≤??? ??? ?-? =≤≤?? ?+>? ?? (3- 5)

Matlab函数大全

M a t l a b函数大全 信源函数 r a n d e r r产生比特误差样本 r a n d i n t产生均匀分布的随机整数矩阵 r a n d s r c根据给定的数字表产生随机矩阵 w g n产生高斯白噪声 信号分析函数 b i t e r r计算比特误差数和比特误差率 e y e d i a g r a m绘制眼图 s c a t t e r p l o t绘制分布图 s y m e r r计算符号误差数和符号误差率 信源编码 c o m p a n d m u律/A律 压缩/扩张 d p c m d e c o D P C M（差分脉冲编码调制）解码 d p c m e n c o D P C M编码 d p c m o p t优化D P C M参数 l l o y d s L l o y d法则优化量化器参数 q u a n t i z给出量化后的级和输出值 误差控制编码 b c h p o l y给出二进制B C H码的性能参数和产生多项式 c o n v e n c产生卷积码 c y c l g e n产生循环码的奇偶校验阵和生成矩阵 c y c l p o l y产生循环码的生成多项式 d e c o d e分组码解码器 e n c o d e分组码编码器 g e n2p a r将奇偶校验阵和生成矩阵互相转换 g f w e i g h t计算线性分组码的最小距离 h a m m g e n产生汉明码的奇偶校验阵和生成矩阵 r s d e c o f对R e e d-S o l o m o n编码的A S C I I文件解码 r s e n c o f用R e e d-S o l o m o n码对A S C I I文件编码 r s p o l y给出R e e d-S o l o m o n码的生成多项式 s y n d t a b l e产生伴随解码表 v i t d e c用V i t e r b i法则解卷积码 （误差控制编码的低级函数） b c h d e c o B C H解码器 b c h e n c o B C H编码器 r s d e c o R e e d-S o l o m o n解码器 r s d e c o d e用指数形式进行R e e d-S o l o m o n解码 r s e n c o R e e d-S o l o m o n编码器

matlab 函数手册大全

matlab函数手册大全 信源函数 randerr产生比特误差样本 randint产生均匀分布的随机整数矩阵 randsrc根据给定的数字表产生随机矩阵 wgn产生高斯白噪声 信号分析函数 biterr计算比特误差数和比特误差率 eyediagram绘制眼图 scatterplot绘制分布图 symerr计算符号误差数和符号误差率 信源编码 compand mu律/A律压缩/扩张 dpcmdeco DPCM（差分脉冲编码调制）解码 dpcmenco DPCM编码 dpcmopt优化DPCM参数 lloyds Lloyd法则优化量化器参数 quantiz给出量化后的级和输出值 误差控制编码 bchpoly给出二进制BCH码的性能参数和产生多项式 convenc产生卷积码 cyclgen产生循环码的奇偶校验阵和生成矩阵 cyclpoly产生循环码的生成多项式 decode分组码解码器 encode分组码编码器 gen2par将奇偶校验阵和生成矩阵互相转换 gfweight计算线性分组码的最小距离 hammgen产生汉明码的奇偶校验阵和生成矩阵 rsdecof对Reed-Solomon编码的ASCII文件解码 rsencof用Reed-Solomon码对ASCII文件编码 rspoly给出Reed-Solomon码的生成多项式 syndtable产生伴随解码表 vitdec用Viterbi法则解卷积码 （误差控制编码的低级函数） bchdeco BCH解码器 bchenco BCH编码器 rsdeco Reed-Solomon解码器 rsdecode用指数形式进行 Reed-Solomon解码 rsenco Reed-Solomon编码器 rsencode用指数形式进行 Reed-Solomon编码 调制与解调 ademod模拟通带解调器 ademodce模拟基带解调器 amod模拟通带调制器 amodce模拟基带调制器 apkconst绘制圆形的复合ASK-PSK 星座图 ddemod数字通带解调器 ddemodce数字基带解调器 demodmap解调后的模拟信号星座图反映射到数字信号 dmod数字通带调制器 dmodce数字基带调制器 modmap把数字信号映射到模拟信号星座图（以供调制） qaskdeco从方形的QASK星座图反