随机信号及其自相关函数和功率谱密度的MATLAB实现 随机信号与处理期末论文.doc
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大 连 民 族 学 院
随机信号与处理期末论文
题目:随机信号及其自相关函数和功率谱
密度的MATLAB实现
专业: 信息与通信工程
班级: 电子114班
姓名: 麦米提敏
学号: 2011083213
日期: 2013.9-2013.12
目 录
一 引言......................................3
二 内容及要求 .................................. 4
三 原理 ........................................ 5
四 方案.........................................7
五 设计思想.....................................11
六 设计过程中遇到的麻烦及解决方法 ...... ......12
七 结论 ......................................12
八 心得与建议...................................12
九 老师评语....................................13
一,引言
通信系统中用于表示信息的信号不可能是单一的确定的, 而是各种不同的信号。信息就包含于出现这种或那种信号之中.例如二元信息需用二种信号表示, 具体出现哪个信号是随机的,不可能准确予测( 如能予测,则无需通信了) 我们称这种具有随机性的信号为随机信号。
通信系统中存在各种干扰和噪声,这些干扰和噪声的波形更是各式各样,随机的不可予测的.我们称其为随机干扰和随机噪声。尽管随机信号和随机干扰(噪声)取何种波形是不可预测的、随机的,但他们具有统计规律性。研究随机信号和随机干扰统计规律性的数学工具是随机过程理论。随机过程是随机信号和随机干扰的数学模型。
随机过程是与时间有关的随机变量,在确定的时刻它是随机变量。随机过程的具体取值称作其实现(样函数)是时间函数,所有实现(样函数)构成的集合称作随机过程的样函数空间(),所有样函数及其统计特性即构成了随机过程,我们以大写字母 ,等表示随机过程,以对应的小写字母, 等表示随机过程的实现(样函数)。现代通信中,跳频扩谱通信或是ASK调制中,想传递的信息都是用若干频率的正弦波的有无来代表,发送的序列属于随机序列。在传输的过程中由于受到强烈的加性白噪声干扰使原信号被噪声淹没,日常生活中,人们密切相关的手机通讯就是这样一个容易受到环境天气等影响,信道同样也存在这样一些噪声干扰。我们从时域波形已经完全不能区分哪些是信号哪些是噪声了。这个时候一般的幅度检测已经失效了。试想我们是否可以利用相关函数从噪声中提取有用信号呢?针对这样的疑问我们接下来会做一些详细的的分析。学习用rand和randn函数产生白噪声序列;学习用MATLAB语言产生随机信号;学习用MATLAB语言估计随机信号的自相关函数和功率谱密度。利用xcorr,xcov以及pwelchMATLAB函数估计随机信号的自相关函数、自协方差以及功率谱密度。
二,内容及要求
编制MATLAB通用程序,估计一任意指定截止频率的高斯带通白噪声的自相关函数、自协方差函数以及功率谱密度。要求将图形窗口分割成4块,分别显示带通白噪声的时域信号以及自相关函数、协方差函数和功率谱密度函数曲线,并将所有图像添加栅格线和标题。任务程序如下:
a=randn(2000,1);
wc=[0.45,0.65];N=79;window=blackman(N+1);
h=fir1(N,wc,window);
x=filter(h,1,a);
subplot(2,2,1),plot(x),title(时域信号),grid on
[c,n]=xcorr(x,10,coeff);
subplot(2,2,2),stem(n,c,filled),title(自相关函数),grid on
[b,m]=xcov(x,1
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