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中北大学课程设计说明书学生姓名：燕飞宇学号：1405054217学院：信息与通信工程学院专业：信息对抗技术专业题目：Matlab专用周（随数字信号处理课）指导教师：李凯、刘宾、杨志良、李沅2016年11月30日中北大学课程设计任务书2016/2017学年第一学期学院：信息与通信工程学院专业：信息对抗技术学生姓名：燕飞宇学号：1405054217学生姓名：毕广宇学号：1405054235课程设计题目：Matlab课程设计起迄日期：2016年12月5日～2016年12月9日课程设计地点：信息对抗技术专业综合实验室指导教师：李凯、刘宾、杨志良、李沅学科部主任：张丕状下达任务书日期:2016年11月30日课程设计任务书1．设计目的：（1）通过本课程设计的学习，学生将复习所学的数字信号处理知识，使课堂学习的理论知识应用于实践，通过本课程设计的实践使学生具有一定的实践操作能力；（2）掌握Matlab语言的编程方法，能熟练运用；（3）通过Matlab实践的课程设计，掌握设Matlab数字信号处理系统的思维方法和基本开发过程。2．设计内容和要求（包括原始数据、技术参数、条件、设计要求等）：一、学习Matlab编程及仿真1、熟悉Matlab的运行环境；2、学会并掌握Matlab图形编程；3、根据所设计系统的需要会合理设定需完成系统的各项参数；4、根据所设计系统的需要，优化程序设计最优系统。二、实践设计要求：1、根据所选题目，设计实现系统的原理框图。2、编写Matlab程序，给出系统不同节点输出波形。3、每人写出设计报告。三、参考题目题目1：语音信号分析通过计算机录制一段语音信号，分析该语音信号。1、分析该信号的频谱特性；2、采用IIR进行降噪；3、根据FIR进行降噪；4、对信号进行断句分割。5、求信号的均值、方差；6、求信号的自相关系数；7、求信号的窗（1秒、2秒）能量；8、求信号的窗（1秒、2秒）自相关分析9、采用平均幅度差函数（AMDF法）提取求信号的基音周期、谱估计；10、根据数字特征对信号进行断句分割。注：每个同学可以选择1和2、1和3、1和4、5和6、5和7、5和8、5和9、5和10的一组作为题目，8名同学完成该题目。题目2：傅里叶变换设计自己设计傅里叶变换函数（不能使用Matlab函数）；题目3：数独游戏设计1、根据数独游戏规则，设计数独判断程序；2、自动生成数独表；3、根据输入给出输出；注：2个同学一组。题目4：Matlab绘图界面设计1、设计GUI界面；2、通过下拉菜单选择绘制正弦、正切信号；3、通过编辑框输入命令，根据命令绘制信号；4、通过按钮在图形中输出标注（标题、各轴名称）；注：1个同学一组。题目5：Matlab信号分析界面设计1、设计GUI界面；2、通过按钮输入信号；3、对信号进行频谱分析；4、输出信号的频谱；注：1个同学一组。题目6：Matlab信号滤波分析界面设计1、设计GUI界面；2、通过按钮输入信号；3、对信号进行低通、高通、带通分析（FIR、IIR、巴特沃斯、切比雪夫）；4、输出处理信号的结果、频谱；注：每个同学选择一个滤波器，4名同学完成该题目。题目7：Matlab智能信号发生器1、输出方波、矩形波、三角波和正弦波信号；2、输出随时间变化频率的信号；3、输出随时间变化幅值的信号4、输出随时间变化斜率的等幅值的信号；5、输出处理信号的结果、频谱；注：每个同学选择一种信号，4名同学完成该题目。题目8：Matlab方程组求解数值计算设计1、设计GUI界面；2、通过按钮选择计算方法，表格录入数据；3、对录入数据判断是否可算，实现算法如高斯-赛德尔、列主元消去法、高斯消元法等；4、输出计算结果、误差；注：每个同学选择一种算法，4名同学完成该题目。题目9：Matlab插值求解数值计算设计1、设计GUI界面；2、通过按钮选择计算方法，表格录入数据；3、对录入数据判断是否可算，实现算法如三次样条插值、拉格朗日插值、牛顿插值等；4、输出计算结果、误差；注：每个同学选择一种算法，4名同学完成该题目。题目10：Matlab哈弗曼编码设计1、设计GUI界面；2、通过按钮选择计算方法，表格录入数据；3、对录入数据实现算法哈弗曼信源编码；4、输出计算结果、编码效率；注：1名同学完成该题目。题目11：Matlab费诺编码设计1、设计GUI界面；2、通过按钮选择计算方法，表格录入数据；3、对录入数据实现费诺信源编码；4、输出计算结果、编码效率；注：1名同学完成该题目。题目12：Matlab卷积码编码解码设计1、设计GUI界面；2、通过按钮选择计算方法，录入数据；3、对录入数据实现算法卷积码信道编码；4、输出计算结果、编码效率；注：一个同学设计算法、一个同学设计算法分析，2名同学完成该题目。题目13：Matlab文本内容加密解密算法设计1、设计GUI界面输入文本文件内容；2、对文本内容采用字符颠倒的顺序加密；3、密码字典设计、解密算法设计；4、输出结果。注：每个同学选择一种算法，2名同学完成该题目。题目14：Matlab加噪信号发生器1、输出理想信号如方波、矩形波、三角波和正弦波信号（参数可调）；2、输出高斯噪声信号（参数可调）；3、输出理想信号与噪声信号叠加后信号4、输出处理信号的结果、计算信噪比；注：每个同学选择一种信号，5名同学完成该题目。题目15：Matlab信号参数计算1、编写一个长度为100的随机信号，信号在区间[-5，5]中均匀、泊松、正态分布；2、测量该序列的均值，方差，最大值，最小值；3、计算其相关函数。注：每个同学选择一种信号，2名同学完成该题目。题目16：基于蒙特卡罗模拟方法的信号分析1、随机产生信号，信号在区间[-5，5]中泊松、正态、分布；2、设计蒙特卡罗函数；3、采用蒙特卡罗模拟方法对设计的信号进行分析；4、并输出结果；注：每个同学选择一种分布信号，3名同学完成该题目。题目17：Matlab信号分解1、编写一个由3不同特征组成信号（相位、频率、幅度）；2、对信号叠加白噪声；3、分析信号的频谱、功率谱；4、测量该序列的均值，方差，最大值，最小值；5、设计滤波器，分解3个信号。注：1名同学完成该题目。题目18：Matlab信号参数分析1、设计指数、瑞利、韦泊分布的信号；2、设计3个频率组合的信号；3、叠加上述信号；4、分析上述信号的频谱。注：1名同学完成该题目。题目19：Matlab动态移动小球绘图1、设计三块磁铁构成的磁力线图；2、设计一个红色小球沿磁力线移动；3、通过键盘控制小球移动的速度；4、通过鼠标滚轮控制小球在不同的磁力线移动。注：每名同学选择上述题目中的1个，4名同学完成该题目。题目20：Matlab动态绘图1、设计不同频率组成的信号；2、分析信号的频谱；3、动态绘制信号；4、输出信号的分析结果。注：1名同学完成该题目。3．设计工作任务及工作量的要求〔包括课程设计计算说明书(论文)、图纸、实物样品等〕：（1）要求设计组的每个成员都要了解设计的要求和整体思路；（2）每个题目小组的同学各完成一份设计说明书，突出各自的工作内容；（3）要求有正确的运行结果及结果分析。课程设计任务书4．主要参考文献：谭浩强.《C程序设计（第二版）》.清华大学出版社.1999年12月袁志祥.《数据结构（c语言版）例题详解与课程设计指导》第二版.中国科学技术大学出版社出版谭浩强.《C语言程序设计题解与上机指导》.清华大学出版社.2000年11月陈朔鹰,陈英主.《C语言程序设计习题集（第二版）》.人民邮电出版社.2003年2月田淑清.《C语言程序设计辅导与习题集》.中国铁道出版社.2000年1月王明泉.《信号与系统》.科学出版社.2010年6月5．设计成果形式及要求：每个子题目小组提供详细的设计说明书一份设计说明书中包含：1、关键词解释，设计方案基本原理；2、软件框图；3、调试过程、设计结果、设计分析；4、附录软件源代码6．工作计划及进度：2016年12月5日~2016年12月5日：学习Matlab有关编程方法；2016年12月6日~2016年12月8日：在指导教师指导下实现程序设计；2016年12月8日~2016年12月9日：撰写课程设计说明书；2016年12月9日：答辩。学科部主任审查意见：签字：年月日1目录1.设计目的简介................................................12.设计主要方案及理论介绍......................................13.设计主要步骤................................................34.程序源代码..................................................55.运行结果....................................................76.实例验证....................................................87.设计评述....................................................138.参考文献....................................................1321.设计目的简介数独游戏设计1.根据数独游戏规则，设计数独判断程序；2.自动生成数独表；3.根据输入给出输出；2.设计主要方案及理论介绍算法：递归算法特点递归算法是一种直接或者间接地调用自身算法的过程。在计算机编写程序中，递归算法对解决一大类问题是十分有效的，它往往使算法的描述简洁而且易于理解。递归算法解决问题的特点：(1)递归就是在过程或函数里调用自身。(2)在使用递归策略时，必须有一个明确的递归结束条件，称为递归出口。(3)递归算法解题通常显得很简洁，但递归算法解题的运行效率较低。所以一般不提倡用递归算法设计程序。(4)在递归调用的过程当中系统为每一层的返回点、局部量等开辟了栈来存储。递归次数过多容易造成栈溢出等。要求递归算法所体现的“重复”一般有三个要求：一是每次调用在规模上都有所缩小(通常是减半)；二是相邻两次重复之间有紧密的联系，前一次要为后一次做准备(通常前一次的输出就作为后一次的输入)；3三是在问题的规模极小时必须用直接给出解答而不再进行递归调用，因而每次递归调用都是有条件的(以规模未达到直接解答的大小为条件)，无条件递归调用将会成为死循环而不能正常结束。3.设计主要步骤S=zeros([size(M),0]);end%-------查找第一个0元素-------------firstId=find(M(:)==0,1);%-------矩阵中无0元素-----------ifisempty(firstId)S(:,:,size(S,3)+1)=M;%-------矩阵中有0元素-----------4else%--------查找该元素在矩阵中的位置------------[i,j]=ind2sub([9,9],firstId);%--------填充第一个0元素--------------------fork=1:9%loopthroughall9possibilities%--------寻找该0元素所在的3*3矩阵----------ii=(ceil(i/3)-1)*3+1;jj=(ceil(j/3)-1)*3+1;mm=M(ii:ii+2,jj:jj+2);%--------判断该行，该列，该3*3矩阵中是否存在元素k--------ifsum(M(i,:)==k)==0&&sum(M(:,j)==k)==0&&sum(mm(:)==k)==0%--------将k填入第一个0元素-------M(i,j)=k;%--------%填完这个数后就在此基础上填写第二个0元素--------S=sodoku(M,S);endendEnd5流程图64.程序源代码functio