阵列信号处理及MATLAB实现

基于MATLAB的阵列信号处理仿真方法

统 仿 真 学 报© Vol. 20 No. 13

2008年7月 Journal of System Simulation Jul., 2008

第20卷第13期 系

基于MATLAB的阵列信号处理仿真方法

刘 玲，刘晓明，曾 浩

（重庆大学 通信工程学院，重庆 400030）

摘 要：介绍如何使用MATLAB构建阵列信号处理系统模型，包括相干信号模型，幅度和相位误差模型，针对不同模型，实现协方差矩阵产生方法，波达方向估计的子空间方法，自适应波束合成器的权值求解算法和方向图、阵列增益等系统参数的仿真。这些仿真模型和方法，对于各种复杂的阵列信号处理研究，具有重要的基础作用。 关键词：阵列信号；协方差矩阵；波达方向；波束合成

中图分类号：TP391.9 文献标识码：A 文章编号：1004-731X (

基于MATLAB的阵列信号处理仿真方法

统 仿 真 学 报© Vol. 20 No. 13

2008年7月 Journal of System Simulation Jul., 2008

第20卷第13期 系

基于MATLAB的阵列信号处理仿真方法

刘 玲，刘晓明，曾 浩

（重庆大学 通信工程学院，重庆 400030）

摘 要：介绍如何使用MATLAB构建阵列信号处理系统模型，包括相干信号模型，幅度和相位误差模型，针对不同模型，实现协方差矩阵产生方法，波达方向估计的子空间方法，自适应波束合成器的权值求解算法和方向图、阵列增益等系统参数的仿真。这些仿真模型和方法，对于各种复杂的阵列信号处理研究，具有重要的基础作用。 关键词：阵列信号；协方差矩阵；波达方向；波束合成

中图分类号：TP391.9 文献标识码：A 文章编号：1004-731X (

《现代信号处理》期末考核作业

1 MATLAB仿真均值为0，方差为1的白噪声信号，信号长度N=1024，并用周期图法分别求500、1000和1500次实现的平均功率谱密度，画图。

程序代码如下：

clear; clear all; N=1024;%数据长度

Nfft=1024;?T所采用的数据长度 n=0:N-1;

wn=randn(1,N);%产生随机白噪声 subplot(2,2,1);%绘出白噪声序列 plot(n,wn); title('白噪声');

P0次实现的平均功率谱密度 s=zeros(1,N); for i=1:500

wn=randn(1,N);%产生随机白噪声

Pxx=10*log10(abs(fft(wn,Nfft).^2)/N);%Fourier振幅谱平方的平均值，并转换为db s=s+Pxx; end s=s/500;

f=(0:length(Pxx)-1)/length(Pxx);%绘出频率序列 subplot(222); plot(f,s);

xlabel('频率/Hz');ylabel('功率谱/dB'); title('500次实现的平均功率谱密度'); grid on;

00次实现的平均功率谱密度 s=

第1章

例1- 离散时间信号产生。编写程序产生下列基本脉冲

（1）单位脉冲序列：起点ns，终点ne，在n0处有一单位脉冲（ns≤n0≤ne）。

（2）单位阶跃序列：起点ns，终点ne，在n0前为0，在n0处及以后为1（ns≤n0≤ne）。 （3）实数指数序列：x3?(0.9)n （4）正弦序列：x4?sin(n)

程序如下：

ns=0;ne=15;n0=5;

n1=ns:ne;x1=[(n1-n0)==0]; %n2=ns:ne;x2=[(n2-n0)>=0]; %n3=ns:ne;x3=(0.9).^n3; %n4=ns:ne;x4=sin(n4); %subplot(2,2,1),stem(n1,x1); title('单位脉冲序列')

subplot(2,2,2),stem(n2,x2); title('单位阶跃序列')

subplot(2,2,3),stem(n3,x3); title('实数指数序列')

subplot(2,2,4),stem(n4,x4); title('正弦序列')

运行结果如图1-所示。

这个是我们一个数字信号实验--“离散信号及其MATLAB实现”报告,希望对你有帮助!

实验报告

月日

课程名称：数字信号处理 实验名称：离散信号及其MATLAB实现 班级：088205108 姓名： 陈宇宁

一、实验目的

1. 熟悉MATLAB的主要操作命令;

2. 学会离散信号的表示方法及其基本运算；

3. 掌握简单的绘图命令；

4. 用MATLAB编程并学会创建函数。

二、实验原理

（1）序列的加、减、乘、除运算

A =

1 2 3 4

B =

3 4 5 6

C =

4 6 8 10

D =

-2 -2 -2 -2

E =

3 8 15 24

F =

0.3333 0.5000 0.6000 0.6667

这个是我们一个数字信号实验--“离散信号及其MATLAB实现”报告,希望对你有帮助!

G =

1 16 243

4096

（2）1：实现序列1

n =

0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11

这个是我们一个数字信号实验--“离散信号及其MATLAB实现”报告,希望对你有帮助!

实验报告

月日

课程名称：数字信号处理 实验名称：离散信号及其MATLAB实现 班级：088205108 姓名： 陈宇宁

一、实验目的

1. 熟悉MATLAB的主要操作命令;

2. 学会离散信号的表示方法及其基本运算；

3. 掌握简单的绘图命令；

4. 用MATLAB编程并学会创建函数。

二、实验原理

（1）序列的加、减、乘、除运算

A =

1 2 3 4

B =

3 4 5 6

C =

4 6 8 10

D =

-2 -2 -2 -2

E =

3 8 15 24

F =

0.3333 0.5000 0.6000 0.6667

这个是我们一个数字信号实验--“离散信号及其MATLAB实现”报告,希望对你有帮助!

G =

1 16 243

4096

（2）1：实现序列1

n =

0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11

数字信号处理课程设计报告

选题名称: IIR滤波器分析与设计 系（院）: 计算 机 工 程 学 院 专 业: 通信工程 班 级: 姓 名:学 号: 指导教师:

学年学期: 2010 ~ 2011 学年 第 1 学期

2011 年 01 月 08 日

摘要：

随着社会的进步，数字信号处理技术也在飞跃的发展，作为通信工程的学生要对数字信号有更深一层的理解，本次要做的课程设计就是用MATLAB做滤波器的设计，这次课程设计是检验本学期学习的数字信号处理这门课，加深了对滤波器设计原理以及实现方法的理解。常用的设计低通滤波器的方法有脉冲响应不变法以及双线性法，这两种方法都有各自的优缺点，可以通过编写MATLAB程序观察他们的幅度特性，相位特性，以及更高一层次的就是用自己设计的滤波器来实现数字滤波。现在也有相当成熟的滤波器设计模型，如巴特沃斯，以及切比雪夫滤波器。通过设计界面，编写函数，最终还可以达到可以将自己录制的声音加载到设计的滤波器中，听滤波前后的声音的变化，这种更加直观的感受滤波

阵列天线方向图的MATLAB 实现

课程名称：MATLAB程序设计与应用

任课教师：周金柱

班级： 04091202

姓名：黄文平

学号： 04091158

成绩：

阵列天线方向图的MATLAB 实现

摘要：天线的方向性是指电磁场辐射在空间的分布规律，文章以阵列天线的方向性因子F（θ，φ）为主要研究对象来分析均匀和非均匀直线阵天线的方向性。讨论了阵列天线方向图中主射方向和主瓣宽度随各参数变化的特点，借助M ATLAB绘制出天线方向性因子的二维和三维方向图，展示天线辐射场在空间的分布规律，表现辐射方向图的特点。

关键词：阵列天线;;方向图；MATLAB

前言：

天线是发射和接收电磁波的重要的无线电设备， 没有天线也就没有无线电通信。不同用途的天线要求其有不同的方向性，阵列天线以其较强的方向性和较高的增益在工程实际中被广泛应用。因此，对阵列天线方向性分析在天线理论研究中占有重要地位。阵列天线方向性主要由方向性因子F（θ，φ）表征，但F（θ，φ）在远区场是一组复杂的函数，如果对它的认识和分析仅停留在公式中各参数的讨论上， 很难理解阵列天线辐射场的空间分布规律[ 1 ]。MATLAB以其卓越的数值计算能力和强大的绘图功能，近年来被广泛应用在天线的分析和设计中。借助MA

哈尔滨工程大学

博士学位论文

阵列信号处理相关技术研究

姓名：陈四根

申请学位级别：博士

专业：通信与信息系统

指导教师：杨莘元

20040501

阵列信号处理相关技术研究

摘要

阵列信号处理是信号处理领域的一个重要分支，在雷达、通信等系统中得到广泛的应用。通过对信号在时间和空间上同时进行采样和处理，可以更加充分地提取信号中的信息，从而更加有效地抑制干扰，提高系统的效率。本文介绍了阵列信号处理基本理论及模型，主要对阵列信号处理的两个重要方面——ＤＯＡ估计和波束形成技术及其相关技术进行了一些研究。

分析了一种基于单反射的椭圆模型的多径信道，根据随机变量函数的概率分布理论设计了一种这种信道模型的仿真方法。

ＭＵＳＩＣ算法是一种经典的谱估计算法，但是计算量相对较大，提出了一种适用于等距线阵的ＤＯＡ估计方法，这种方法结合ＦＦＴ和传统ＭｕｓＩｃ算法，可以减少估计搜索量。

研究了循环统计量的噪声干扰抑制特性，提出了一种基于循环自相关的ＤＯＡ估计方法，相对伪数据的循环统计量ＤＯＡ估计算法，这种算法计算简单。

分析研究了阵元互耦对谱相关信号子空间拟合ＤＯＡ估计算法的影响，提出了相应的互耦补偿方法。

分析了相干信号的ＤＯＡ估计问题，对比研究了前向空间平滑技术和前后向空间平滑技术的性质，提出

哈尔滨工程大学

博士学位论文

阵列信号处理相关技术研究

姓名：陈四根

申请学位级别：博士

专业：通信与信息系统

指导教师：杨莘元

20040501

阵列信号处理相关技术研究

摘要

阵列信号处理是信号处理领域的一个重要分支，在雷达、通信等系统中得到广泛的应用。通过对信号在时间和空间上同时进行采样和处理，可以更加充分地提取信号中的信息，从而更加有效地抑制干扰，提高系统的效率。本文介绍了阵列信号处理基本理论及模型，主要对阵列信号处理的两个重要方面——ＤＯＡ估计和波束形成技术及其相关技术进行了一些研究。

分析了一种基于单反射的椭圆模型的多径信道，根据随机变量函数的概率分布理论设计了一种这种信道模型的仿真方法。

ＭＵＳＩＣ算法是一种经典的谱估计算法，但是计算量相对较大，提出了一种适用于等距线阵的ＤＯＡ估计方法，这种方法结合ＦＦＴ和传统ＭｕｓＩｃ算法，可以减少估计搜索量。

研究了循环统计量的噪声干扰抑制特性，提出了一种基于循环自相关的ＤＯＡ估计方法，相对伪数据的循环统计量ＤＯＡ估计算法，这种算法计算简单。

分析研究了阵元互耦对谱相关信号子空间拟合ＤＯＡ估计算法的影响，提出了相应的互耦补偿方法。

分析了相干信号的ＤＯＡ估计问题，对比研究了前向空间平滑技术和前后向空间平滑技术的性质，提出