4随机过程功率谱.docx

计算机与信息技术学院验证性实验报告专业： 通信工程 年级/班级：2011级 第2013学年 ——第 2014 学期课程名称随机信号分析指导教师杨本组成员学号姓名1108224070实验地点计算机学院111实验时间周二7-8节项目名称随机过程的功率谱实验类型验证性一、实验目的：1、学会用matlab自带函数编写程序；2、掌握功率谱估计的方法。二、实验原理：功率谱：随机信号的功率谱反映的是随机信号的频率成分及各成分的相对强弱。功率谱估计：基于有限的数据寻找信号、随机过程或系统的频率成分。采用两种方法：圆周图法、自相关法（根据维纳-辛钦定理）、welch法。（1）、平滑：是用加窗的办法对单一功率谱估计加以平滑，用于自相关法求功率谱，对自相关加窗，然后再求其傅里叶变换。（2）、welch法是对长度为N的数据段x(n)分段时，允许每一段有部分的重叠，每一段数据用一个合适的窗函数进行平滑处理，求每段数据的DFT。周期图法求各段功率谱估计，对各段功率谱求平均并归一化处理。三、使用仪器计算机、matlab软件四、实验步骤1、周期图法进行功率谱估计；2、自相关法进行功率谱估计；3、welch法进行功率谱估计；4、对心电图进行功率谱估计。五、实验过程及结果1、周期图法clcFs=1000;nfft=1024;n=0:1/Fs:1;x=sin(2*pi*100*n)+2*sin(2*pi*200*n)+3*sin(2*pi*400*n)+randn(size(n));X=fft(x,nfft);Pxx=periodogram(x);t=0:round(nfft/2-1);f=t*Fs/nfft;P=10*log10(Pxx(t+1));plot(f,P)2、自相关法clcFs=1000;nfft=1024;n=0:1/Fs:1;x=sin(2*pi*100*n)+2*sin(2*pi*200*n)+3*sin(2*pi*400*n)+randn(size(n));X=xcorr(x);Pxx=fft(X,nfft);t=0:round(nfft/2-1);f=t*Fs/nfft;P=10*log10(Pxx(t+1));plot(f,P)3、welch法clcFs=1000;nfft=1024;n=0:1/Fs:1;x=sin(2*pi*100*n)+2*sin(2*pi*200*n)+3*sin(2*pi*400*n)+randn(size(n));X=fft(x,nfft);[Pxx,F]=pwelch(x,33,32,nfft,Fs);t=0:round(nfft/2-1);f=t*Fs/nfft;P=10*log10(Pxx(t+1));plot(f,P)4、对心电图进行功率谱估计clcFs=1000;nfft=1024;n=0:1/Fs:1;x=fopen(ECG);[x,cn]=fread(x,8000,int32);x=x;x=x(1:2:8000);X=fft(x,nfft);Pxx=abs(X).^2/length(n);t=0:round(nfft/2-1);f=t*Fs/nfft;P=10*log10(Pxx(t+1));plot(f,P)实验分析通过本次对随机信号功率谱估计的实验，进一步加深了对功率谱的理解，掌握了利用MATLAB编程来绘制图形的方法，通过软件的编程与运行结果，加深了对书上理论知识的理解和掌握。教师签名： 年 月 日