随机信号分析实验报告哈工大

随机信号分析实验报告

实验一：平稳随机过程的数字特征 实验二：平稳随机过程的谱分析 实验三：随机信号通过线性系统的分析

实验四：平稳时间序列模型预测

班 级：10050841 姓 名： 李文华 学 号： 06

一、实验目的

1、加深理解平稳随机过程数字特征的概念 2、掌握平稳随机序列期望、自相关序列的求解 3、分析平稳随机过程数字特征的特点

二、实验原理

平稳随机过程数字特征求解的相关原理

P{X(n)X(n?m)?I}?2E[X(n)]= I?P{X(n)=+I}+(-I)?P{X(n)=-I}=0RX(m)?E[X(n)X(n?m)]?I2P{X(n)X(n?m)?I2}?I2P{X(n)X(n?m)??I2}当m?0时，?m/2????k?0(?m)2k??me?P(2k)!RX(m)?I2P?I2(1?P)?I2(2P?1)2CX(m)?RX(m)?mXR(m)?E[X(n)X(n?m)]?I2e?2?m三、实验过程

number =6; %学号49 I = 8; %幅值为8 u = 1/number;

Harbin Institute of Technology

实验报告

课程名称： 随机信号分析 院 系： 电子与信息工程学院 班 级： 姓 名： 学 号： 指导教师： 实验时间：

实验一、各种分布随机数的产生

（一）实验原理

1.均匀分布随机数的产生原理

产生伪随机数的一种实用方法是同余法，它利用同余运算递推产生伪随机数序列。最简单的方法是加同余法

yn?1?yn?c(modM)

xn?1?yn?1 M为了保证产生的伪随机数能在[0,1]内均匀分布，需要M为正整数，此外常数c和初值y0亦为正整数。加同余法虽然简单，但产生的伪随机数效果不好。另一种同余法为乘同余法，它需要两次乘法才能产生一个[0,1]上均匀分布的随机数

yn?1?ayn(modM)

xn?1?yn?1 Myn?1 M式中，a为正整数。用加

随机信号分析实验报告

班级：13050141

姓名： 学号：

日期：2016年5月24日

1

实验一 随机噪声的产生与性能测试

一、实验内容

1．产生满足均匀分布、高斯分布、指数分布、瑞利分布的随机数，长度为N=1024，并计算这些数的均值、方差、自相关函数、概率密度函数、概率分布函数、功率谱密度，画出时域、频域特性曲线；

2．编程分别确定当五个均匀分布过程和5个指数分布分别叠加时，结果是否是高斯分布；

3．采用幅度为2， 频率为25Hz 的正弦信号为原信号，在其中加入均值为2 ，

Y(t)??X(?)d?0方差为0.04 的高斯噪声得到混合随机信号X(t)，编程求 的均

值、相关函数、协方差函数和方差，并与计算结果进行比较分析。 二、实验步骤 1.程序

N=1024; fs=1000; n=0:N-1;

signal=chi2rnd(2,1,N); %rand(1,N)均匀分布 ,randn(1,N)高斯分布,exprnd(2

随机信号分析实验报告

班级：13050141

姓名： 学号：

日期：2016年5月24日

1

实验一 随机噪声的产生与性能测试

一、实验内容

1．产生满足均匀分布、高斯分布、指数分布、瑞利分布的随机数，长度为N=1024，并计算这些数的均值、方差、自相关函数、概率密度函数、概率分布函数、功率谱密度，画出时域、频域特性曲线；

2．编程分别确定当五个均匀分布过程和5个指数分布分别叠加时，结果是否是高斯分布；

3．采用幅度为2， 频率为25Hz 的正弦信号为原信号，在其中加入均值为2 ，

Y(t)??X(?)d?0方差为0.04 的高斯噪声得到混合随机信号X(t)，编程求 的均

值、相关函数、协方差函数和方差，并与计算结果进行比较分析。 二、实验步骤 1.程序

N=1024; fs=1000; n=0:N-1;

signal=chi2rnd(2,1,N); %rand(1,N)均匀分布 ,randn(1,N)高斯分布,exprnd(2

Harbin Institute of Technology

实验报告

课程名称： 数字信号处理 实验题目：用FFT作谱分析、用窗函数法设计数字滤波器 院 系： 电子与信息工程学院 班 级：

哈尔滨工业大学

一、实验目的

(1) 进一步加深DFT算法原理和基本性质的理解。 (2) 熟悉FFT算法原理和FFT子程序的应用。

(3) 学习用FFT对连续信号和时域离散信号进行谱分析的方法，了解可能出现的分析误差及其原因，以便在实际中正确应用FFT。 二、实验步骤

(1) 复习DFT的定义、性质和用DFT作谱分析的有关内容。

(2) 复习FFT算法原理与编程思想，并对照DIT-FFT运算流图和程序框图。

0

(3) 编制信号产生程序，产生以下典型信号供谱分析用：

x1(n)?R4(n)?n?1,0?n?3?x2(n)??8?n4?n?7??0?4?n0?n?3?x3(n)??n?34?n?7?0?

x4(n)?cosx5(n)?sin?4nn，0?n?19，0?n?19?8x6(t)?cos8?t?cos16?t?cos20?t

(4) 按实验内容要求，上机实验，并写出实验报告。 三、实验原理

1、

实验一 Matlab时域信号计算

一、基本练习

信号的产生是所有仿真的第一步，只有正确的产生所需要的信号，才能保证系统仿真与分析正确的进行。下面给出几个基本信号的产生方法。

t=0:0.01:1; %设1s时间长度，时间间隔（步长）为0.01s，t为向量 x1=0.1*exp(-2*t); %单边指数信号

x2=2*cos(2*pi*4*t); %余弦信号，其中频率为4Hz

x3=[ones(1,10) zeros(1,90) ones(1,10) zeros(1,90)]; %脉冲信号，占空比10% x4=3*exp(-30*(t-0.5).*(t-0.5)); %高斯信号 x5=3*sinc(10*(t-0.5)); %抽样信号

subplot(511); plot(x1); title('指数信号'); %plot(t,x1) 横轴表示时间，即0~1s subplot(512); plot(x2); title('余弦信号'); subplot(513); stem (x3); title('脉冲信号'); subplot(514)

本科实验报告

实验名称： 随机信号分析实验

课程名称： 随机信号分析 任课教师： 实验教师： 学生姓名： 学号/班级： 学 院： 专 业： 实验时间： 实验地点： □ 原理验证 实验类型： ■ 综合设计 □ 自主创新 组 号： 同组搭档： 成 绩：

实验一 随机序列的产生及数字特征估计

一、实验目的

1、学习和掌握随机数的产生方法。 2、实现随机序列的数字特征估计。

二、实验原理

1、随机数的产生

随机数指的是各种不同分布随机变量的抽样序列（样本值序列）。进行随机信号仿真分析时，需要模拟产生各种分布的随机数。

在计算机仿真时，通常利用数学方法产生随机数，这种随机数称为伪随机数。伪随机数是按照一定的计算公式产生的，这个公式称为随机数发生器。伪随机数本质上不是随机的，而且存在周期性，但是如果计算公式选择适当，所产生的数据看似随机的，与真正的随机数具有相近的统计特性，可以作为随机数使用。

(0，1)均匀分布随机数是最最基本、最简单的随机数。(0，1)均匀分布指的是在[0，1]区间上的均匀分布，即 U(0，1)。实际应用中有许多现成的随

Harbin Institute of Technology

单片机原理与应用

实验报告

学生姓名 学班专

号 级 业

： ： ： ： ： ：

任课教师 所在单位

软件实验

-1-

在软件实验部分，通过实验程序的调试，使学生熟悉MCS-51的指令系统，了解程序设计过程，掌握汇编语言设计方法以及如何使用实验系统提供的调试手段来排除程序错误。

实验一 清零程序

一、实验目的

掌握汇编语言设计和调试方法，熟悉键盘操作。

二、实验内容

把2000~20FFh的内容清零。

三、程序框图

四、实验过程

实验中利用MOVX语句，将外部存储器指定内容清零。利用数据指针DPTR完成数据传送工作。程序采用用循环结构完成，R0移动单元的个数，可用CJNE比较语句判断循环是否结束。

五、实验结果及分析

【问题回答】清零前2000H~20FFH中为内存里的随机数，清零后全变为0。

-2-

六、实验源程序

;清零程序 ORG 0640H

MOV DPTR,#2000H ;(2000H)送DPTR MOV R0,#00H

HERE: MOVX @DPTR,A

实验名称：实验日期：姓 名：学 号：随 机 信 号 分 析

实验报告

实验一 2011.12.11 巩庆超 090250108

哈尔滨工业大学（威海）

- 1 -

1、熟悉并练习使用下列Matlab 的函数，给出各个函数的功能说明和内部参数的意义，并给 出至少一个使用例子和运行结果：

（1） rand(m，n) 生成m×n 随机矩阵，其元素在（0，1）内 例：>> y=rand(2,3) y =

0.8147 0.1270 0.6324 0.9058 0.9134 0.0975

（2） randn(m，n)

产生随机数数组或矩阵，其元素服从均值为0，方差为1的正态分布。 例： y=randn(4,4) y =

-0.4336 -1.3499 0.7147 1.4090 0.3426 3.0349 -0.2050 1.4172 3.5784 0.7254 -0.1241 0.6715 2.7694 -0.0631 1.4897 -1.2075) （3） normrnd()

y

Harbin Institute of Technology

单片机原理与应用

实验报告

学生姓名 学班专

号 级 业

： ： ： ： ： ：

任课教师 所在单位

2013年5月

软件实验

在软件实验部分，通过实验程序的调试，使学生熟悉MCS-51的指令系统，了解程序设计过程，掌握汇编语言设计方法以及如何使用实验系统提供的调试手段来排除程序错误。

实验一 清零程序

一、实验目的

掌握汇编语言设计和调试方法，熟悉键盘操作。

二、实验内容

把2000~20FFh的内容清零。

三、程序框图

四、实验过程

实验中利用MOVX语句，将外部存储器指定内容清零。利用数据指针DPTR完成数据传送工作。程序采用用循环结构完成，R0移动单元的个数，可用CJNE比较语句判断循环是否结束。

五、实验结果及分析

清零前 清零后

-1-

【问题回答】清零前2000H~20FFH中为内存里的随机数，清零后全变为0。

六、实验源程序

AJMP MAIN

ORG 0640H

MAIN: MOV R0, #00H

MOV DPL, #00H MOV DPH, #20H

LO