МІНІСТЕРСТВО ОСВІТИ І НАУКИ УКРАЇНИ
НАЦІОНАЛЬНИЙ УНІВЕРСИТЕТ "ЛЬВІВСЬКА ПОЛІТЕХНІКА"
ВИВЧЕННЯ ІНСТРУМЕНТАЛЬНИХ ЗАСОБІВ МОДЕЛЮВАННЯ СИГНАЛІВ У СЕРЕДОВИЩІ МАТЛАБ
ІНСТРУКЦІЯ
до лабораторної роботи № 1
з курсу " Засоби прийому та обробки інформації в системах технічного захисту"
для студентів базового напряму
6.170102 "Системи технічного захисту інформації"
Затверджено
на засіданні кафедри
"Захист інформації"
Протокол N від
Львів 2010
Вивчення інструментальних засобів моделювання сигналів у середовищі МАТЛАБ: Інструкція до лабораторної роботи № 1 з курсу "Засоби прийому та обробки інформації в системах технічного захисту" для студентів базового напрямку "Системи технічного захисту інформації" усіх форм навчання / Укл. Ю. В. Лах, І. А. Прокопишин. – Львів: НУЛП, 2010. – 8 с.
Укладачі: Ю. В. Лах, канд. фіз.-мат. наук, І.А.Прокопишин, канд. фіз.-мат., доц.
Відповідальний за випуск : Ю. В. Лах, канд. фіз.-мат. наук
Рецензенти: Р. М. Джала, док. техн. наук, проф., Я. Р. Совин, канд. техн. наук, доц.
Програми склав та відлагодив доц. каф. захисту інформації Лах Ю. В.
МЕТА РОБОТИ – вивчити засоби МАТЛАБ для моделювання детермінованих і випадкових сигналів із заданими параметрами.
ОСНОВНІ ТЕОРЕТИЧНІ ВІДОМОСТІ
У середовищі МАТЛАБ реалізовано широкий набір функцій для аналізу сигналів. Нижче описано основні з них.
1. Функції генерування сигналів
У комп’ютері сигнал можна представити лише в дискретному вигляді як послідовність чисел або як вектор (числовий масив) скінченої розмірності. Значення сигналу чи його відліки «прив’язані» до певних часових значень, тому для генерації сигналів необхідно визначити інтервал часу та крок часової дискретизації. Генерація часового сигналу складається з двох етапів – задати вектор (масив) часу та обчислити значення функції для цього масиву часу.
Генерація часових функцій
Приклади заданого масиву часу на мові МАТЛАБ (табл. 1).
Таблиця 1
Команда МАТЛАБ
Коментарі
>> t=0:0.1:1;
% час в інтервалі 0 до 1с з кроком 0.1 с
>>fs=1000; t=0:1/fs:10;
% сигнал з частотою дискретизації 1 кГц
в інтервалі часу від 0 до 10 с
>>To=1;Tk=100;Ts=1;
>>t=To:Ts:Tk;
% час в інтервалі от 1 до 100 с з кроком 1 с
Приклади заданих неперервних функцій часу на мові МАТЛАБ (табл. 2).
Таблиця 2
Команда МАТЛАБ
Коментарі
>> t=0:0.1:1;fi=pi/4;omega=2*pi*100;
>> x1=cos(omega*t+fi); plot(x1);
% гармонічний сигнал з початковою
фазою 45 град і частотою 100 Гц
>>alpha=1000; t=0:1/fs:10;
>> x2=exp(-alpha*t); plot(t,x2);
% сигнал з частотою дискретизації
1 кГц в інтервалі часу від 0 до 10 с
Приклади заданих кусково-неперервних функцій часу в мові МАТЛАБ (табл. 3).
Таблиця 3
Команда МАТЛАБ
Коментарі
>> t=0:0.1:10;
>> x1=1.* (t>1); plot(t,x1);
% сигнал “сходинка” з моменту часу 1 с
>>al=1000; t=0:1:10;T=5;
>> x2=al*t/T.*(t>0).*(t<T); plot(t,x2);
% сигнал трикутної форми на інтервалі 5 с
Генерування одинарних імпульсів (табл. 4)
Таблиця 4
Команда МАТЛАБ
Коментарі
>> t=0:0.1:10; T=1;
>> x=rectpuls(t,T); plot(t,x);
% сигнал - прямокутний імпульс
на інтервалі часу 0.5 с
>> t=0:1:10;T=5;skew=1;
>> x2=tripuls(t,T, skew); plot(t,x2);
% сигнал - трикутний імпульс на
інтервалі часу 5 с з вершиною
в точці 2.5 с
>> t=-10:0.1:10;
>> x=sinc(t/pi); plot(t,x);
% сигнал з обмеженою смугою
частот на інтервалі часу 20 с
>> t=-10:0.1:10;fc=1000;bw=0.5;bwr=-6;
>> x=gauspuls(t,fc,bw,bwr); plot(t,x);
% гауса радіоімпульс c параметрами: fc – несуча частота; bw – відносна спектру (ширина спектру, поділена на несучу); bwr – рівень в децибелах відносної ширини спектру
Генерування періодичних сигналів (табл. 5)
Таблиця 5
Команда МАТЛАБ
Коментарі
>> T=1;Tf=10;Ts=0.01;
>>[x,t]=gensig(‘sin’,T,Tf,Ts); plot(t,x);
% гармонічний сигнал на інтервалі часу 10 с з періодом 1 с и частотою квантування 100 Гц
>> T=1; Tf=10;Ts=0.01;
>>[x,t]=gensig(‘square’,T,Tf,Ts); plot(t,x);
% періодичний прямокутний біполярний сигнал на інтервалі часу 10 с...
