滤波法功率谱为1的白噪声通过线性系统,输出的是服从高斯分布的,且输出的功率谱为
,因此要产生功率谱为即可,该滤波器的传递函数应满足
的有色高斯噪声,只需设计一个滤波器
图2:时域滤波法产生有色高斯噪声的示意图
(三)、窄带随机过程的产生
XtActcos2f0tAstsi
2f0t
用相同估计方法产生两次窄带高斯序列,分别为Act和Ast再带入上式与载波相乘并作变换,就得到了窄带随机过程。
四、实验过程及结果(一)、有色高斯随机过程的模拟频域法
1因为Td5ms则f0200Hz;由功率谱密度可知f1KHz是功率谱密度的3dB带宽,严
格来说,该过程带宽是无限的,但频率足够高时,功率谱密度已经很小,取B6f。故
有M30。
2计算系数β:
B
BGXfdf
M
GXkf0
22184110925
19999
kM
3产生2M1个独立的高斯随机变量,即
XkN0GXkf0kMM10M1M
f构建时域样本函数
M
XiXit
Xej2f0kitk
kM
其中t为任意小的时间间隔,这里取t000001。
(二)、窄带随机过程的产生
用同样的方法产生两个独立的高斯随机信号Ast和Act,再用载波进行调制,即
可得到最终信号。
五、实验结论及分析1有色高斯随机过程的模拟频域法
图3:模拟产生的具有给定功率谱的高斯随机过程2有色高斯随机过程的模拟时域滤波法
f图4:时域滤波法产生有色高斯噪声3窄带随机过程的产生
按图3、4所示方法产生Act和Ast,并进行载波调制,产生窄带高斯随机过程:
图5:窄带高斯随机过程六、心得体会1.本实验锻炼了我的MATLAB编程能力,学到了随机信号模拟的基本函数;2.本实验让我对有色高斯噪声有了更深入的认识,学会了模拟产生具有特定频率谱的高斯
随机过程;3.了解了频域法和时域滤波法的原理和思想;4.锻炼了实践能力和自学能力。七、代码附录
窄带随机过程的产生clcclear
f设置参数fc1000pi信号的载波频率dt000001采样间隔Td0005信号时长df10003dB带宽
B6dffo1Td中心频率点MfloorBTd傅里叶级数系数长度mMMIsqrt1虚数i
x000110psd11x4功率谱密度的函数表达式symsfrealpowervpai
t11f10004600060005功率绝对大小s11mfodf4以fo为单位,s即为各个离散点处功率谱密度函数的值betapowersums系数βsbetass∑Gxkfo,而所需的,故betas即为所要的功率谱密度
原功率谱密度函数图8000Hz8000Hzf80018dfpsd011fdf4
作图显示subplot211stemmfosfob点线图,横轴为频率,以fo为单r