各种分布白噪声的产生课件
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噪声ppt课件
隔声处理
在建筑物中设置隔声墙、 隔声窗等，提高建筑物隔 声性能。
阻尼减振
在管道、设备等部位设置 阻尼材料，减少振动和噪 声传递。
受体保护措施
佩戴个人防护用品
如耳塞、耳罩等，减少噪声对个人的 影响。
采取轮班制或缩短工作时间
降低工人在高噪声环境中的暴露时间 。
设置噪声监测与报警系统
实时监测噪声水平，超过标准时及时 报警并采取措施。
VS
治理系统发展
基于智能化监测数据，构建噪声治理系统 ，实现自动化、精准化的噪声控制和管理 。
政策法规变动对行业影响
政策法规变动
随着环保意识的提高，各国政府纷纷出台更 加严格的噪声控制法规和标准，推动行业向 更加环保、低噪的方向发展。
对行业影响
政策法规的变动将促使企业加大降噪技术研 发和投入，推动降噪产品的升级换代，同时 也将提高行业的环保门槛和市场竞争力。
城市交通噪声治理案例
案例一
某城市交通干线噪声治理。通过在城 市交通干线两侧设置声屏障、优化道 路设计、加强交通管理等措施，有效 降低了交通噪声对周边居民的影响。
案例二
某城市地铁噪声治理。地铁运营过程 中产生的噪声对周边居民生活造成了 一定影响，通过采取轨道减振、声屏 障等措施，有效改善了地铁沿线的声 环境。
03
噪声控制技术与措
施
声源控制技术与方法
01
02
03
降低声源噪声
改进机械设备结构、提高 加工精度和装配质量，采 用低噪声工艺和材料等。
隔声与消声
在声源周围设置隔声罩、 消声器等，阻止噪声传播 。
振动隔离
对振动较大的机器设备采 取隔振措施，减少振动传 递。
传播途径控制策略
白噪声放大器PPT课件
Vin
Vout
输入缓冲
可控增益放大 输出功率放大
第15页/共33页
白噪声放大器设计
• 输入缓冲
要满足输入电阻大于1kΩ的要求，必须加入输 入缓冲以提高输入阻抗；输入缓冲对降低系统 噪声起了至关重要的作用，所以需要采用低噪 声放大器。
Vin
Vout
输入缓冲
可控增益放大 输出功率放大
第16页/共33页
白噪声放大器设计
• 可控增益放大
+15V -15V
V1 3
8
+
6
AD603
4
5
1
2
Vc1 Vc2
+15V -15V
C 3
8
+
6
V2
AD603
4
5
1
2
第21页/共33页
白噪声放大器设计
• 可控增益放大
◆级联增益为：
+15V -15V
+15V -15V
Gain(dB) 40Vc1
V1 3 + 8 6
Vin
Vout
输入缓冲
可控增益放大 输出功率放大
第18页/共33页
白噪声放大器设计
• 可控增益放大
+15V -15V
◆AD603通频带为90MHz，增 益为10～+30dB
V1 3 + 8 6
V2
AD603
4
5
1
2
Vc
◆AD603增益和控制电压的关 系：
Gain(dB) 10lg(V 2 / V1)
第30页/共33页
白噪声放大器测试
• 频率特性测试表格（继续）
各种分布白噪声的产生
在计算机上用数学方法产生随机数，是目前使用较广，发展较快 的一种方法。它利用数学递推公式来产生随机数，通常把这样得到的 随机数称为伪随机数。
由于这种方法属于半经验性质，只能近似地具备随机性质。但是 只要产生伪随机数的递推公式选得较好，由此产生的随机数序列的独 立性是可以近似得到满足的。而且只要公式的参数选得适当，就可以 保证所得到的随机数循环周期有足够长。若所使用的随机数总数不超 过伪随机数序列的循环周期时，使用要求即可得到满足。理论定量分 析结果表明，为保证随机数学期望的最大容量（对应循环周期）、独 立性及均匀性，递推公式及其有关参数的正确选择是极为重要的。
➢ 物理方法——真随机数
所谓物理方法就是在电子计算机上装一台物理随机数发生器， 它是把具有随机性质的物理过程直接在机器上变换为随机数字。例 如：以放射性物质为随机源的放射型随机数发生器、以电子管或晶 体的固有噪声为随机源的随机数发生器。主要的物理方法有： 放射性物质、电子管或晶体管噪声、锁相环噪声源、量子模型、混 沌模型
➢数学方法——伪随机数
2、联合法（组合发生器）
混和同余法实际上是通过同余等运算打乱数列0，1，…，m-1的次 序，来达到产生随机序列的目的。“打乱数列的次使之排列无规则”是 设计发生器的一个可依据的原则，基于此产生联合法：
3、各种分布白噪声的产生
➢均匀分布白噪声的产生
1、物理方法 2、数学方法
线性同余法、联合法、反馈位移寄存器法
➢非均匀分布白噪声的产生
1、理论方法 反变换法、舍选抽样法、复合法、变换法、查表法
2、常用的连续分布及其产生 均匀分布、指数分布、 正态分布、 对数正态分布、威布尔分布、 瑞利分布 3、常用的离散分布及其产生
3、建立各种估计量
具有各种分布随机序列的模拟是计算机模拟及系统仿真的基础，广 泛地应用于雷达、通信、声呐、机械振动、核物理、自动控制、金融分 析、数值计算、贝叶斯统计等许多领域，例如雷达/声呐回波中的杂波和 噪声的模拟、机械振动噪声的模拟、随机测量误差的模拟等。
由于这种方法属于半经验性质，只能近似地具备随机性质。但是 只要产生伪随机数的递推公式选得较好，由此产生的随机数序列的独 立性是可以近似得到满足的。而且只要公式的参数选得适当，就可以 保证所得到的随机数循环周期有足够长。若所使用的随机数总数不超 过伪随机数序列的循环周期时，使用要求即可得到满足。理论定量分 析结果表明，为保证随机数学期望的最大容量（对应循环周期）、独 立性及均匀性，递推公式及其有关参数的正确选择是极为重要的。
➢ 物理方法——真随机数
所谓物理方法就是在电子计算机上装一台物理随机数发生器， 它是把具有随机性质的物理过程直接在机器上变换为随机数字。例 如：以放射性物质为随机源的放射型随机数发生器、以电子管或晶 体的固有噪声为随机源的随机数发生器。主要的物理方法有： 放射性物质、电子管或晶体管噪声、锁相环噪声源、量子模型、混 沌模型
➢数学方法——伪随机数
2、联合法（组合发生器）
混和同余法实际上是通过同余等运算打乱数列0，1，…，m-1的次 序，来达到产生随机序列的目的。“打乱数列的次使之排列无规则”是 设计发生器的一个可依据的原则，基于此产生联合法：
3、各种分布白噪声的产生
➢均匀分布白噪声的产生
1、物理方法 2、数学方法
线性同余法、联合法、反馈位移寄存器法
➢非均匀分布白噪声的产生
1、理论方法 反变换法、舍选抽样法、复合法、变换法、查表法
2、常用的连续分布及其产生 均匀分布、指数分布、 正态分布、 对数正态分布、威布尔分布、 瑞利分布 3、常用的离散分布及其产生
3、建立各种估计量
具有各种分布随机序列的模拟是计算机模拟及系统仿真的基础，广 泛地应用于雷达、通信、声呐、机械振动、核物理、自动控制、金融分 析、数值计算、贝叶斯统计等许多领域，例如雷达/声呐回波中的杂波和 噪声的模拟、机械振动噪声的模拟、随机测量误差的模拟等。
噪声 课件教科版八年级物理上册(4)
2、控制噪声的三个途径
（3）防止噪声进入人耳
护耳器、耳塞、耳罩、来源及控 制噪声措施
时间 地点
来源
措施
今年江汉油田制止燃放烟花爆竹，从环境保护 以及喜庆的角度，谈谈你对此事的看法，并且根 据所学知识，提出更合理的建议。
课堂检测
二. 噪声的等级和危害
2 、危害：
生理影响:使人耳聋、头痛、消化不良、
视觉模糊等，严重的神志不清、休克或死 亡
心理影响:使人烦躁、精力不集中，妨碍
睡眠和休息。
物理影响:高强度的噪声能够破坏建筑物。
三. 噪声的控制
12、、声控音制从噪产声生的到三引种起途听径觉三个阶段
声防源止的噪振声动产产生生声音
第三章 声
第三节 噪声
一.噪声及来源
1、噪声的定义：
物理学角度:噪声是发声体做无规则振动时发 出的声音。
噪音的波形图
乐音的波形图
一.噪声及来源
1、噪声的定义：
环保角度:
凡是妨碍人们正常 休息、学习和工作 的声音，以及对人 们要听的声音产生 干扰的声音。
请你说说:你周围有哪些噪声？
施
生
工
活
噪
噪
声
刚引起听觉的声音 是0dB；
二. 噪声的等级和危害
2 、危害：
《生活时报》 （2001年12月27日）报道 致人死命的慢性毒药
研究表明：噪声不仅对人的听力造成影响和损伤， 而且也会对人的心血管系统、神经系统、内分泌 系统造成不良影响。德国科学家最近研究证实， 长期居住在噪音较大的环境下的人易患高血压， 所以专家称噪音为“致人死命的慢性毒药”。
声
交通噪声
工业噪声
你见过这样的仪器吗?
《高斯噪声和白噪声》课件
《高斯噪声和白噪声》 PPT课件
# 高斯噪声和白噪声
概述
定义和性质
了解噪声的概念、特性以及对信号处理的影响。
种类
研究不同类型的噪声，如高斯噪声、白噪声等。
应用领域
了解噪声在通信、图像处理等领域中的应用。
高斯噪声
高斯分布的概念
介绍高斯分布及其在噪声中的应用。
性质
探讨高斯噪声的特性，如均值、方差等。
应用场景
了解在不同的应用领域中，高斯噪声和白噪声 的应用。
噪声的处理和降噪
1
噪声的去除方法
介绍降低噪声对信号质量的影响的方法。
2
噪声的抑制方法
探讨噪声抑制技术，如滤波器设计和信号增强。
3
噪声的评估方法了解如何Fra bibliotek估噪声的强度和对信号的影响。
应用案例
语音信号中的噪声抑制
讨论在语音信号处理中抑制噪 声的方法和技术。
统计特性
分析高斯噪声的概率密度函数和累积分布函数。
白噪声
定义和特性
了解白噪声的定义及其在信号处理中的重要性。
白噪声模型及产生机理
介绍白噪声的模型以及产生机理，如随机过程等。
功率谱密度函数
探讨白噪声的频谱特性和谱密度函数。
高斯噪声和白噪声的区别和联系
统计特性上的差异
对比高斯噪声和白噪声在统计特性上的差异。
图像信号中的噪声去除
介绍图像信号处理中的噪声去 除技术。
视频信号中的噪声降噪
了解如何降低视频信号中的噪 声。
结论
1 噪声对信号处理的影响
2 实际应用中的噪声处理策略
总结噪声对信号处理的重要性和影响。
探讨在实际应用中噪声处理的实用策略。
3 未来噪声处理技术的发展方向
# 高斯噪声和白噪声
概述
定义和性质
了解噪声的概念、特性以及对信号处理的影响。
种类
研究不同类型的噪声，如高斯噪声、白噪声等。
应用领域
了解噪声在通信、图像处理等领域中的应用。
高斯噪声
高斯分布的概念
介绍高斯分布及其在噪声中的应用。
性质
探讨高斯噪声的特性，如均值、方差等。
应用场景
了解在不同的应用领域中，高斯噪声和白噪声 的应用。
噪声的处理和降噪
1
噪声的去除方法
介绍降低噪声对信号质量的影响的方法。
2
噪声的抑制方法
探讨噪声抑制技术，如滤波器设计和信号增强。
3
噪声的评估方法了解如何Fra bibliotek估噪声的强度和对信号的影响。
应用案例
语音信号中的噪声抑制
讨论在语音信号处理中抑制噪 声的方法和技术。
统计特性
分析高斯噪声的概率密度函数和累积分布函数。
白噪声
定义和特性
了解白噪声的定义及其在信号处理中的重要性。
白噪声模型及产生机理
介绍白噪声的模型以及产生机理，如随机过程等。
功率谱密度函数
探讨白噪声的频谱特性和谱密度函数。
高斯噪声和白噪声的区别和联系
统计特性上的差异
对比高斯噪声和白噪声在统计特性上的差异。
图像信号中的噪声去除
介绍图像信号处理中的噪声去 除技术。
视频信号中的噪声降噪
了解如何降低视频信号中的噪 声。
结论
1 噪声对信号处理的影响
2 实际应用中的噪声处理策略
总结噪声对信号处理的重要性和影响。
探讨在实际应用中噪声处理的实用策略。
3 未来噪声处理技术的发展方向
《我们身边的噪声》课件
噪声对环境的影响
03
生态影响
城市环境
自然景观
噪声对动物栖息地产生影响，干扰动物交 流和繁殖。
过度的城市噪声影响人们的生活品质和幸 福感。
旅游景区的噪声影响游客体验和自然景观 的宁静。
03
噪声的测量与评价
噪声的测量方法
声级计法
使用声级计测量噪声的声压级、声 功率级等参数，以评估噪声的强度
和影响范围。
举办讲座和培训
邀请专家学者举办讲座和培训，向公众传授噪声防护技巧和方法 ，提高其防护能力。
建立噪声防护示范点
在社区、学校等场所建立噪声防护示范点，通过实际操作和体验 ，让公众更加直观地了解噪声防护措施。
THANKS
生影响。
工业噪声治理技术
包括改进设备、安装消音器、建 设隔音室等，以降低工业噪声对 环境和人体的影响。同时，加强 工人的个人防护也是必不可少的
措施。
05
个人防护与公众教育
个人防护措施
1 2
佩戴耳塞或耳罩
在噪声较大的环境中，如施工现场、音乐会等， 佩戴耳塞或耳罩可以有效减少噪声对听力的损害 。
定期检查听力
加工工艺
如切割、打磨等工艺过程产生的噪 声。
工业运输
如货场、港口等运输过程中产生的 噪声。
噪声对健康的影响
听力损伤
长期暴露于噪声环境中可能导致听力下 降或失聪。
心血管疾病
长期接触噪声可能增加患心血管疾病的 风险。
睡眠质量
噪声会影响人的睡眠质量，导致疲劳和 失眠。
心理压力
噪声会导致人产生焦虑、烦躁等心理压 力。
噪声的等级划分
1类标准
昼间≤50分贝，夜 间≤40分贝。
3类标准
北师大版八年级物理上册《噪声与环保》声现象PPT精品课件
2、下面措施是在传播过程中减弱噪声的是（C ） A. 做一个外罩将声源罩住 B. 耳孔中塞一团棉花 C. 在马路旁植树造林 D. 换用噪声小的机器
3、一场大雪过后，人们感到外面万籁俱寂。究其原因，你认为正确的是（ D )
A、可能是大雪后，行使的车辆减小，噪声减小 B、可能是大雪后，大地银装素裹，噪声被反射 C、可能是大雪后气温较低，噪声传播速度变慢 D、可能是大雪后蓬松多孔，对噪声有吸收作用
噪音的波形图
乐音的波形图
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ 一、噪声及来源
2. 噪声的来源
交通运输噪声
建筑工地噪声
居民生活噪声
二、噪声的等级和危害
自学课本P89、90 页的内容，思考下列几个问题： 衡量噪声等级的单位是什么？如何表示? 了解噪声会给人们带来哪些危害？ 认真观察噪声等级表，回想生活中你处于相应的环境中会是什么 感受？ 1.噪声等级用声级表示，单位是分贝（dB），它实质上是指响度的大小。
第四章 声现象
第三节 噪声与环保
学习目标
1.从不同角度知道什么是噪声,以及噪声的来源。 2.了解噪声的等级和危害，增强控制噪声，保护环境的意识。 3.通过实验探究掌握减弱噪声的方法。
一、噪声及来源
1. 噪声的含义
（1）从环保的角度看，凡是妨碍人们正常休息、学习和工作的声音， 以及对人们要听的声音产生干扰的声音，都属于噪声。 （2）从物理学角度来说，发声体做无规则振动时发出的声音。
下列措施都是通过什么方法来减弱噪声的？
在家里面添置隔音设备
工业、交通运输业选用低噪 音的生产设备
居民区种树
戴耳塞
课堂小结
1. 噪声的含义： 从物理学角度讲 从环境保护角度讲
2.噪声的来源 3.噪声的等级及危害
3、一场大雪过后，人们感到外面万籁俱寂。究其原因，你认为正确的是（ D )
A、可能是大雪后，行使的车辆减小，噪声减小 B、可能是大雪后，大地银装素裹，噪声被反射 C、可能是大雪后气温较低，噪声传播速度变慢 D、可能是大雪后蓬松多孔，对噪声有吸收作用
噪音的波形图
乐音的波形图
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ 一、噪声及来源
2. 噪声的来源
交通运输噪声
建筑工地噪声
居民生活噪声
二、噪声的等级和危害
自学课本P89、90 页的内容，思考下列几个问题： 衡量噪声等级的单位是什么？如何表示? 了解噪声会给人们带来哪些危害？ 认真观察噪声等级表，回想生活中你处于相应的环境中会是什么 感受？ 1.噪声等级用声级表示，单位是分贝（dB），它实质上是指响度的大小。
第四章 声现象
第三节 噪声与环保
学习目标
1.从不同角度知道什么是噪声,以及噪声的来源。 2.了解噪声的等级和危害，增强控制噪声，保护环境的意识。 3.通过实验探究掌握减弱噪声的方法。
一、噪声及来源
1. 噪声的含义
（1）从环保的角度看，凡是妨碍人们正常休息、学习和工作的声音， 以及对人们要听的声音产生干扰的声音，都属于噪声。 （2）从物理学角度来说，发声体做无规则振动时发出的声音。
下列措施都是通过什么方法来减弱噪声的？
在家里面添置隔音设备
工业、交通运输业选用低噪 音的生产设备
居民区种树
戴耳塞
课堂小结
1. 噪声的含义： 从物理学角度讲 从环境保护角度讲
2.噪声的来源 3.噪声的等级及危害
白噪声的产生和应用
，A不能 的伪随机数
• 不同的A值对应的随机序列的周期：
• T=
• 64 NaN 3 5 11 13 19 21 … A=4*i-2-(-1)^i
• 32 NaN 7 9 23 25 39 41 … A=8*i-4-(-1)^i*3
• 16 NaN 15 17 47 49 79 81 … A=16*i-8-(-1)^i*7
白噪声的产生和应用
组员：黄健 张颖 蔡朋飞 主讲人：黄 健
白噪声的产生方法
1.均匀随机数的产生 • 乘同余法 • 混合同余法 2.正态随机数的产生 • 统计近似抽样法 • 变换抽样法 3.M序列
均匀随机数的产生
1.乘同余法 第一步：递推式 其中 太小。初值 取正奇数。 第二步： 为伪随机数，周期为
接收 E ＋ X1 用户
Y m序列 产生器
原始信码 X1 m序列 Y
加密输出 E 解密输出 X1
10 110 100 11 11 000 010 11 01 110 110 00 10 110 100 11
3.误码率的测量
m序列 发生器
数传机 发送端
信道
数传机 接收端
＋
误码 计数器
m序列 发生器
A=256*i+1
A=179时产生的随机序列，周期：T =64
2.混合同余法 第一步：递推式 其中： c为正整数，初值 为非负整数 第二步： 是周期为 的伪随机数
M=2^8时，不同的c值对应的随机序列的周期：
• T=
• 256 NaN 10 14 18 22 …c=4*i-2
Ci
M序列
n级线性移位寄存器的如图：
＋
＋
＋
c0＝1
c1
《噪声的产生与控制》PPT课件
防止噪声进入人耳（在人耳处减弱噪声： 戴防噪声耳塞，用手指塞 住耳朵等。）
生活实例
1.防止噪声产生----在声源处控制 在声源处安装消声器、禁止鸣喇叭.
禁止鸣笛标志 汽车消声器 枪管消声器
近年来，随着机动车辆的迅猛增加，交通噪声污染已成为 城市噪声污染的主要因素之一。为了减少交通运输噪声， 我国各大城市于大街等车流量较大的路段设置了禁止车辆 鸣号警示牌，加大了管理力度，有效遏制了机动车辆肆意 鸣号的不文明交通行为，收到了良好的效果。
歌舞厅的声音常常超过70db，多时达到90db 以上，人长期生活在以上的噪声中，能引起 头痛，头晕，失眠，记忆力衰退等，这一青 年发病的原因应是噪声所引起的，若离开这 样的环境到幽静的地方工作一段时间，就会 得到缓解。
37 精选PPT
你知道吗？
在冬天，一场大雪过后，人们往往会 感到万籁俱寂，你知道为什么吗？
2.阻断噪声的传播-----在传播过程中控制 隔声板、植树种草(吸收噪声)、关门窗.
树木能够吸 收噪声,所以 常说”幽静 的森林”.
公路隔声屏障减少公路 噪声对居民的影响
17 精选PPT
3.防止噪声进入人耳朵----在 人耳处控时不由自主地 会捂住耳朵;
街道上显示噪声等级的装置
噪声等级装置
8 精选PPT
9 精选PPT
噪声的等级和危害 1.噪声的等级用分贝来表示 ，符号是dB 为了保护听力,声音不能超过90dB 为了保证工作和学习,声音不能超过70dB 为了保证休息和睡眠,声音不能超过50dB
2.噪声的危害 严重影响人们的工作、生活和身心健康 长期在噪声环境下工作,会使听力下降甚至致
A.汽车喇叭的鸣叫声 B.车间内机器的轰鸣声 C.炮弹的爆炸声 D.收录机里传出的歌声
生活实例
1.防止噪声产生----在声源处控制 在声源处安装消声器、禁止鸣喇叭.
禁止鸣笛标志 汽车消声器 枪管消声器
近年来，随着机动车辆的迅猛增加，交通噪声污染已成为 城市噪声污染的主要因素之一。为了减少交通运输噪声， 我国各大城市于大街等车流量较大的路段设置了禁止车辆 鸣号警示牌，加大了管理力度，有效遏制了机动车辆肆意 鸣号的不文明交通行为，收到了良好的效果。
歌舞厅的声音常常超过70db，多时达到90db 以上，人长期生活在以上的噪声中，能引起 头痛，头晕，失眠，记忆力衰退等，这一青 年发病的原因应是噪声所引起的，若离开这 样的环境到幽静的地方工作一段时间，就会 得到缓解。
37 精选PPT
你知道吗？
在冬天，一场大雪过后，人们往往会 感到万籁俱寂，你知道为什么吗？
2.阻断噪声的传播-----在传播过程中控制 隔声板、植树种草(吸收噪声)、关门窗.
树木能够吸 收噪声,所以 常说”幽静 的森林”.
公路隔声屏障减少公路 噪声对居民的影响
17 精选PPT
3.防止噪声进入人耳朵----在 人耳处控时不由自主地 会捂住耳朵;
街道上显示噪声等级的装置
噪声等级装置
8 精选PPT
9 精选PPT
噪声的等级和危害 1.噪声的等级用分贝来表示 ，符号是dB 为了保护听力,声音不能超过90dB 为了保证工作和学习,声音不能超过70dB 为了保证休息和睡眠,声音不能超过50dB
2.噪声的危害 严重影响人们的工作、生活和身心健康 长期在噪声环境下工作,会使听力下降甚至致
A.汽车喇叭的鸣叫声 B.车间内机器的轰鸣声 C.炮弹的爆炸声 D.收录机里传出的歌声
各种分布白噪声的产生
➢BASIC、C、MATLAB中均有产生均匀分布随机数的函数可调 用： ➢RND()、RAND()、UNIFRND()
2021/8/24
哈尔滨工业大学电子工程系
8
均匀分布白噪声的产生
➢数学方法——伪随机数 ➢2、联合法〔组合发生器〕 ➢ 混和同余法实际上是通过同余等运算打乱数列0，1，…， m-1的次序，来到达产生随机序列的目的。“打乱数列的次使之 排列无规那么〞是设计发生器的一个可依据的原那么，基于此产 生联合法： ➢(1) 两个发生器的组பைடு நூலகம் ➢ Greenwood在1976年对两个混合同余法发生器使用组合方 法，且两个发生器的模都简单地取成2k，使组合后的发生器周期 到达2k(2k-1)。 ➢(2) n个发生器的组合 ➢ Salfi于1974年提出了一个较好的算法。 ➢注20：21/8组/24合发生器并非先产哈尔生滨工一业大些学序电子列工程再系将它们组合起来，而是9
➢数学方法——伪随机数 ➢1、线性同余法(Linear Congruential Generators) ➢ 均匀分布U[0, 1]随机数的产生： ➢yi=a·yi-1+1 (mod 231) ➢式中乘子a取前面优选的15种数值中任一个，种子数y0 ≠ 0 任选。 ➢ 令ri=yi/231，那么R就是[0, 1]上的均匀分布随机数。
2021/8/24
哈尔滨工业大学电子工程系
14
非均匀分布白噪声的产生
➢理论方法——以均匀分布随机数r ~ U[0, 1]为根底 ➢2、舍选抽样法 (rejection method) ➢该方法计算机实现过程如下： ➢
2021/8/24
哈尔滨工业大学电子工程系
15
非均匀分布白噪声的产生
➢理论方法——以均匀分布随机数r ~ U[0, 1]为根底 ➢3、复合法 (composition method) ➢ 1961年马萨格里亚(Marsaglia)提出用复合法产生非均匀随 机数。此法相当于先将密度函数曲线下的面积分解为几个局部， 然后以各局部面积值表示的概率去产生相应各局部密度函数的随 机数，即 ➢F(x) = ∑ pi ∙ Fi(x) ➢4、变换法 ➢ 利用变换关系从一种分布的随机数产生另一种分布的随机 数，前述的反变换法是此法特例。 ➢ 设Y = g(X)，其反函数为X = g-1(Y) = h(Y)，那么所得随机 变量Y的概率密度函数为： ➢fY(y) = fX[h(y)] ∙ |h'(y)|
2021/8/24
哈尔滨工业大学电子工程系
8
均匀分布白噪声的产生
➢数学方法——伪随机数 ➢2、联合法〔组合发生器〕 ➢ 混和同余法实际上是通过同余等运算打乱数列0，1，…， m-1的次序，来到达产生随机序列的目的。“打乱数列的次使之 排列无规那么〞是设计发生器的一个可依据的原那么，基于此产 生联合法： ➢(1) 两个发生器的组பைடு நூலகம் ➢ Greenwood在1976年对两个混合同余法发生器使用组合方 法，且两个发生器的模都简单地取成2k，使组合后的发生器周期 到达2k(2k-1)。 ➢(2) n个发生器的组合 ➢ Salfi于1974年提出了一个较好的算法。 ➢注20：21/8组/24合发生器并非先产哈尔生滨工一业大些学序电子列工程再系将它们组合起来，而是9
➢数学方法——伪随机数 ➢1、线性同余法(Linear Congruential Generators) ➢ 均匀分布U[0, 1]随机数的产生： ➢yi=a·yi-1+1 (mod 231) ➢式中乘子a取前面优选的15种数值中任一个，种子数y0 ≠ 0 任选。 ➢ 令ri=yi/231，那么R就是[0, 1]上的均匀分布随机数。
2021/8/24
哈尔滨工业大学电子工程系
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非均匀分布白噪声的产生
➢理论方法——以均匀分布随机数r ~ U[0, 1]为根底 ➢2、舍选抽样法 (rejection method) ➢该方法计算机实现过程如下： ➢
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哈尔滨工业大学电子工程系
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非均匀分布白噪声的产生
➢理论方法——以均匀分布随机数r ~ U[0, 1]为根底 ➢3、复合法 (composition method) ➢ 1961年马萨格里亚(Marsaglia)提出用复合法产生非均匀随 机数。此法相当于先将密度函数曲线下的面积分解为几个局部， 然后以各局部面积值表示的概率去产生相应各局部密度函数的随 机数，即 ➢F(x) = ∑ pi ∙ Fi(x) ➢4、变换法 ➢ 利用变换关系从一种分布的随机数产生另一种分布的随机 数，前述的反变换法是此法特例。 ➢ 设Y = g(X)，其反函数为X = g-1(Y) = h(Y)，那么所得随机 变量Y的概率密度函数为： ➢fY(y) = fX[h(y)] ∙ |h'(y)|
白噪声的产生
Se (ω ) =
σ2
, −π < ω < π;
a <1
H ( z −1 ) =
假定 e(0) = 0 ，则有： 相关函数计算可得：
σ
1 − az −1
,
a <1
e(k ) = σ [ w(k ) + aw(k − 1) + L + a k −1w(1)] Re (l ) = σ 2 a l 1 − a 2k al 2 ≈ σ 1 − a2 1 − a2
且 C ( z −1 ), D( z −1 ) 的根都在 z 平面的单位圆内。 ● 例子 设平稳有色噪声序列 {e(k )} 的自相关函数为：
1 − a2 则相应的功率谱密度函数为：
Re (l ) =
σ 2a l
, l = 0, ± 1, ± 2,L;
a <1
1 − 2a 2 cos ω + a 2 成型滤波器的脉冲传递函数为：
中科院研究生院 2009～2010 第一学期 随机过程在工程中的应用讲稿
孙应飞
白噪声的产生方法
1.1 白噪声及其产生方法 1.1.1 白噪声的概念 ● 白噪声过程（一系列不相关的随机变量组成的理想化随机过程） 相关函数： RW (τ ) = σ 2δ (τ ) 谱密度： SW (ω ) = σ 2 − ∞ < ω < +∞ 近似白噪声过程
● 重要结果： G ( s ) =
注意 3：不是任何多项式都可以作为生成 M 序列的特征多项式，它必须满足以
4
中科院研究生院 2009～2010 第一学期 随机过程在工程中的应用讲稿
孙应飞
下条件。 ● 必要条件：特征多项式 F ( s ) 是既约多项式 ● 充分必要条件： 特征多项式 F ( s ) 是本原多项式， 即 F ( s ) 是多项式 s N P ⊕ 1 的 一个因子。 ● 满足以上两个条件的部分特征多项式见表 2.11，注意表的使用 1.2.4 M 序列的性质 ● M 序列的循环周期 N P = ( 2 P − 1) bit ● M 序列的“游程” M 序列中某种状态连续出现的段称为“游程”。一个 P 级 M 序列的“游程”总 数为 2 P −1 ，其中“0”游程与“1”游程各占一半。长度为 i bit（ 1 ≤ i ≤ P − 2 ）的 游程占 1 / 2 i ，即有 2 P −1−i 个，但长度为 ( P − 1) bit 的游程只有一个，为“0”游程， 长度为 P bit 游程也只有一个，为“1”游程。 ● M 序列的可加性 所有 M 序列都具有移位可加性（模 2 和）。 1.2.5 M 序列的自相关函数 幅度的选取：作变换： M (i ) = a(1 − 2 xi ) ，幅度变为 a 和 − a 。 ● 计算式： R M (τ ) =
白噪声的生成
白噪声的研究与生成目录白噪声的研究与生成 (1)目录 (1)1. 白噪声的定义 (2)2. 统计特性 (2)3. 白噪声的生成 (3)3.1 高斯白噪声的生成 (3)3.1.1. WGN：产生高斯白噪声 (3)3.1.2. AWGN：在某一信号中加入高斯白噪声 (3)3.1.3.注释 (4)3.2 均匀分布的白噪声的产生 (5)4.白噪声的应用 (6)1.白噪声的定义白噪声是指功率密度在整个频域内均匀分布的噪声。
所有频率具有相同能量的随机噪声称为白噪声。
从我们耳朵的频率响应听起来它是非常明亮的“咝”（每高一个八度，频率就升高一倍。
因此高频率区的能量也显著增强）。
即，此信号在各个频段上的功率是一样的。
由于白光是由各种频率（颜色）的单色光混合而成，因而此信号的这种具有平坦功率谱的性质被称作是“白色的”，此信号也因此被称作白噪声。
相对的，其他不具有这一性质的噪声信号被称为有色噪声。
理想的白噪声具有无限带宽，因而其能量是无限大，这在现实世界是不可能存在的。
实际上，我们常常将有限带宽的平整信号视为白噪声，以方便进行数学分析。
2.统计特性术语白噪声也常用于表示在相关空间的自相关为0的空域噪声信号，于是信号在空间频率域内就是“白色”的，对于角频率域内的信号也是这样，例如夜空中向各个角度发散的信号。
右面的图片显示了计算机产生的一个有限长度的离散时间白噪声过程。
需要指出，相关性和概率分布是两个不相关的概念。
“白色”仅意味着信号是不相关的，白噪声的定义除了要求均值为零外并没有对信号应当服从哪种概率分布作出任何假设。
因此，如果某白噪声过程服从高斯分布，则它是“高斯白噪声”。
类似的，还有泊松白噪声、柯西白噪声等。
人们经常将高斯白噪声与白噪声相混同，这是不正确的认识。
根据中心极限定理，高斯白噪声是许多现实世界过程的一个很好的近似，并且能够生成数学上可以跟踪的模型，这些模型用得如此频繁以至于加性高斯白噪声成了一个标准的缩写词：AWGN。
第七章 噪音 PPT课件
和影响即可消除。
5
三、噪声度量的基本概念
1、频率 2、声压 3、声压级 4、噪声级
6
1、频率（P240）
①定义：造成该声波的物体振动的频率。即该 物体单位时间内振动的次数。
单位：赫兹（次/秒）HZ。
次声
人耳听到声波 超声
20赫兹
20000赫兹
声波频率的高低反映声调的高低，人对低频噪声容易 忍受，而对高频噪声感觉烦躁。
第三节 噪声标准
一、听力保护标准 (245页) 二、机动车辆噪声标准 三、环境噪声标准
15
我国《工业企业噪声标准》
噪声级 现有企业
分贝（A）
新建、扩建、 工作时间（小时） 改建企业
90
85
8
93
88
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
4
96
91
2
99
94
1
不得超过115
16
我国机动车辆噪声试行标准
车辆种类
载重汽车（3.5-15吨） 轻型越野车 公共汽车（4-11吨） 小轿车 摩托车 轻式拖拉机（＜60马力）
1985年以 前
89-92 89
88-89 84 90 91
1985年以后
84-89 84
83-86 82 84 86
17
我国城市环境噪声标准(分贝A)
适用区域 特殊住宅区 居民、文教区 一类混合区 二类混合区、商业中心 工业集中区 交通干线道路两侧
昼间 45 50 55 60 65 70
夜间 35 40 45 50 55 55
第七章 噪声污染及其控制
1
第一节 噪声和噪声污染
一、什么是噪声和噪声污染
1、噪声：凡是干扰人们休息、学习和工作的声
5
三、噪声度量的基本概念
1、频率 2、声压 3、声压级 4、噪声级
6
1、频率（P240）
①定义：造成该声波的物体振动的频率。即该 物体单位时间内振动的次数。
单位：赫兹（次/秒）HZ。
次声
人耳听到声波 超声
20赫兹
20000赫兹
声波频率的高低反映声调的高低，人对低频噪声容易 忍受，而对高频噪声感觉烦躁。
第三节 噪声标准
一、听力保护标准 (245页) 二、机动车辆噪声标准 三、环境噪声标准
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我国《工业企业噪声标准》
噪声级 现有企业
分贝（A）
新建、扩建、 工作时间（小时） 改建企业
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ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
4
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99
94
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不得超过115
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我国机动车辆噪声试行标准
车辆种类
载重汽车（3.5-15吨） 轻型越野车 公共汽车（4-11吨） 小轿车 摩托车 轻式拖拉机（＜60马力）
1985年以 前
89-92 89
88-89 84 90 91
1985年以后
84-89 84
83-86 82 84 86
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我国城市环境噪声标准(分贝A)
适用区域 特殊住宅区 居民、文教区 一类混合区 二类混合区、商业中心 工业集中区 交通干线道路两侧
昼间 45 50 55 60 65 70
夜间 35 40 45 50 55 55
第七章 噪声污染及其控制
1
第一节 噪声和噪声污染
一、什么是噪声和噪声污染
1、噪声：凡是干扰人们休息、学习和工作的声
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2018/10/27 哈尔滨工业大学电子工程系 4
均匀分布白噪声的产生
数学方法——伪随机数
在计算机上用数学方法产生随机数，是目前使用较广，发展较快
的一种方法。它利用数学递推公式来产生随机数，通常把这样得到的 随机数称为伪随机数。
由于这种方法属于半经验性质，只能近似地具备随机性质。但是
只要产生伪随机数的递推公式选得较好，由此产生的随机数序列的独 立性是可以近似得到满足的。而且只要公式的参数选得适当，就可以
他的非均匀分布都可将均匀分布通过非线性变换得到的。
物理方法——真随机数
所谓物理方法就是在电子计算机上装一台物理随机数发生器， 它是把具有随机性质的物理过程直接在机器上变换为随机数字。例 如：以放射性物质为随机源的放射型随机数发生器、以电子管或晶 体的固有噪声为随机源的随机数发生器。主要的物理方法有： 放射性物质、电子管或晶体管噪声、锁相环噪声源、量子模型、混 沌模型 特点：可以在计算机上得到真正的随机数，但是它带来了新的问题。 由于这种随机过程是一去不复返的，不能重复出现，因此就无法再 用原来的随机数进行试算、检查或对比分析，并且对设备要求较高， 从而大大降低了这类方法的使用价值。
数学方法——伪随机数
1、线性同余法 (Linear Congruential Generators)
xi axi 1 c (mod m)
式中 x i 、 a 、 c 均为正整数，初值 x 0（亦称种子数） ，a 为乘子 c 0 时为乘同余法， c 0 时为混合同余法 1962年Hull和Dobell给出了混合同余法达到最大周期T=m的充要条件： (ⅰ) c与m互素； (ⅱ) 对m的任意素因子p中，有a≡1 (mod p) (ⅲ)若4是m的因子，则a≡1 (mod 4)
3、各种分布白噪声的产生
均匀分布白噪声的产生
1、物理方法
2、数学方法 线性同余法、联合法、反馈位移寄存器法
非均匀分布白噪声的产生
1、理论方法 反变换法、舍选抽样法、复合法、变换法、查表法
2、常用的连续分布及其产生
均匀分布、指数分布、 正态分布、 对数正态分布、威布尔分布、 瑞利分布
3、常用的离散分布及其产生
保证所得到的随机数循环周期有足够长。若所使用的随机数总数不超
过伪随机数序列的循环周期时，使用要求即可得到满足。理论定量分 析结果表明，为保证随机数学期望的最大容量（对应循环周期）、独
立性及均匀性，递推公式及其有关参数的正确选择是极为重要的。
2018/10/27 哈尔滨工业大学电子工程系 5
均匀分布白噪声的产生
上述图书集中讨论不同分布随机数（白噪声）的产生，系统而全面。
各种分布白噪声产生的重要性
蒙特卡洛方法的实现步骤 1、构造或描述概率过程
2、实现从已知概率分布抽样
由于各种概率模型都可以看作是由各种各样的概率分布构成的，因 此产生已知概率分布的随机变量（或随机向量）就成为实现蒙特卡罗方
法模拟实验的基本手段，这也是蒙特卡罗方法被称为随机抽样的原因。
伯努利分ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ、离散均匀分布、几何分布、泊松分布
2018/10/27 哈尔滨工业大学电子工程系 1
主要参考图书
1. 方再根，计算机模拟和蒙特卡洛方法，北京工业学院出版社， 1988.6 2. Wolfgang Hormann et al, Automatic Nonuniform Random Variate Generation, Springer, 2004 3. J.E. Gentle, Random Number Generation and Monte Carlo Methods, 2nd Ed, Springer, 2003 4. A.M. Law, Simulation Modelling and Analysis, 3rd Ed, McGrawHill, 2000 5. Tezuka, Shu, Uniform random numbers theory and practice, Kluwer Academic Publishers, 1995 6. Dagpunar, John., Principles of random variate generation, Oxford : Clarendon Pr., 1988 7. Devroye, Luc., Non-uniform random variate generation, New York : Springer-Verlag, c1986
3、建立各种估计量
具有各种分布随机序列的模拟是计算机模拟及系统仿真的基础，广
泛地应用于雷达、通信、声呐、机械振动、核物理、自动控制、金融分 析、数值计算、贝叶斯统计等许多领域，例如雷达/声呐回波中的杂波和
噪声的模拟、机械振动噪声的模拟、随机测量误差的模拟等。
均匀分布白噪声的产生
快速产生统计性质优良的均匀随机数是计算机模拟的基础，其
2018/10/27
哈尔滨工业大学电子工程系
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均匀分布白噪声的产生
数学方法——伪随机数
1、线性同余法(Linear Congruential Generators) 均匀分布U[0, 1]随机数的产生： yi=a· yi-1+1 (mod 231)
式中乘子a取前面优选的15种数值中任一个，种子数y0 ≠ 0 任选。
令ri=yi/231，则R就是[0, 1]上的均匀分布随机数。 BASIC、C、MATLAB中均有产生均匀分布随机数的函数可调用： RND()、RAND()、UNIFRND()
2018/10/27
哈尔滨工业大学电子工程系
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均匀分布白噪声的产生
数学方法——伪随机数
2、联合法（组合发生器） 混和同余法实际上是通过同余等运算打乱数列0，1，…，m-1的次 序，来达到产生随机序列的目的。“打乱数列的次使之排列无规则”是 设计发生器的一个可依据的原则，基于此产生联合法： (1) 两个发生器的组合 Greenwood在1976年对两个混合同余法发生器使用组合方法，且两 个发生器的模都简单地取成2k，使组合后的发生器周期达到2k(2k-1)。 (2) n个发生器的组合 Salfi于1974年提出了一个较好的算法。
一般采用m=2k混合同余法，则由以上条件可得最大周期发生器为：
xi (4a 1) xi 1 (2b 1) (mod 2 k )
式中a、b为任意正整数
2018/10/27 哈尔滨工业大学电子工程系 6
均匀分布白噪声的产生
数学方法——伪随机数
1、线性同余法(Linear Congruential Generators)
均匀分布白噪声的产生
数学方法——伪随机数
在计算机上用数学方法产生随机数，是目前使用较广，发展较快
的一种方法。它利用数学递推公式来产生随机数，通常把这样得到的 随机数称为伪随机数。
由于这种方法属于半经验性质，只能近似地具备随机性质。但是
只要产生伪随机数的递推公式选得较好，由此产生的随机数序列的独 立性是可以近似得到满足的。而且只要公式的参数选得适当，就可以
他的非均匀分布都可将均匀分布通过非线性变换得到的。
物理方法——真随机数
所谓物理方法就是在电子计算机上装一台物理随机数发生器， 它是把具有随机性质的物理过程直接在机器上变换为随机数字。例 如：以放射性物质为随机源的放射型随机数发生器、以电子管或晶 体的固有噪声为随机源的随机数发生器。主要的物理方法有： 放射性物质、电子管或晶体管噪声、锁相环噪声源、量子模型、混 沌模型 特点：可以在计算机上得到真正的随机数，但是它带来了新的问题。 由于这种随机过程是一去不复返的，不能重复出现，因此就无法再 用原来的随机数进行试算、检查或对比分析，并且对设备要求较高， 从而大大降低了这类方法的使用价值。
数学方法——伪随机数
1、线性同余法 (Linear Congruential Generators)
xi axi 1 c (mod m)
式中 x i 、 a 、 c 均为正整数，初值 x 0（亦称种子数） ，a 为乘子 c 0 时为乘同余法， c 0 时为混合同余法 1962年Hull和Dobell给出了混合同余法达到最大周期T=m的充要条件： (ⅰ) c与m互素； (ⅱ) 对m的任意素因子p中，有a≡1 (mod p) (ⅲ)若4是m的因子，则a≡1 (mod 4)
3、各种分布白噪声的产生
均匀分布白噪声的产生
1、物理方法
2、数学方法 线性同余法、联合法、反馈位移寄存器法
非均匀分布白噪声的产生
1、理论方法 反变换法、舍选抽样法、复合法、变换法、查表法
2、常用的连续分布及其产生
均匀分布、指数分布、 正态分布、 对数正态分布、威布尔分布、 瑞利分布
3、常用的离散分布及其产生
保证所得到的随机数循环周期有足够长。若所使用的随机数总数不超
过伪随机数序列的循环周期时，使用要求即可得到满足。理论定量分 析结果表明，为保证随机数学期望的最大容量（对应循环周期）、独
立性及均匀性，递推公式及其有关参数的正确选择是极为重要的。
2018/10/27 哈尔滨工业大学电子工程系 5
均匀分布白噪声的产生
上述图书集中讨论不同分布随机数（白噪声）的产生，系统而全面。
各种分布白噪声产生的重要性
蒙特卡洛方法的实现步骤 1、构造或描述概率过程
2、实现从已知概率分布抽样
由于各种概率模型都可以看作是由各种各样的概率分布构成的，因 此产生已知概率分布的随机变量（或随机向量）就成为实现蒙特卡罗方
法模拟实验的基本手段，这也是蒙特卡罗方法被称为随机抽样的原因。
伯努利分ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ、离散均匀分布、几何分布、泊松分布
2018/10/27 哈尔滨工业大学电子工程系 1
主要参考图书
1. 方再根，计算机模拟和蒙特卡洛方法，北京工业学院出版社， 1988.6 2. Wolfgang Hormann et al, Automatic Nonuniform Random Variate Generation, Springer, 2004 3. J.E. Gentle, Random Number Generation and Monte Carlo Methods, 2nd Ed, Springer, 2003 4. A.M. Law, Simulation Modelling and Analysis, 3rd Ed, McGrawHill, 2000 5. Tezuka, Shu, Uniform random numbers theory and practice, Kluwer Academic Publishers, 1995 6. Dagpunar, John., Principles of random variate generation, Oxford : Clarendon Pr., 1988 7. Devroye, Luc., Non-uniform random variate generation, New York : Springer-Verlag, c1986
3、建立各种估计量
具有各种分布随机序列的模拟是计算机模拟及系统仿真的基础，广
泛地应用于雷达、通信、声呐、机械振动、核物理、自动控制、金融分 析、数值计算、贝叶斯统计等许多领域，例如雷达/声呐回波中的杂波和
噪声的模拟、机械振动噪声的模拟、随机测量误差的模拟等。
均匀分布白噪声的产生
快速产生统计性质优良的均匀随机数是计算机模拟的基础，其
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均匀分布白噪声的产生
数学方法——伪随机数
1、线性同余法(Linear Congruential Generators) 均匀分布U[0, 1]随机数的产生： yi=a· yi-1+1 (mod 231)
式中乘子a取前面优选的15种数值中任一个，种子数y0 ≠ 0 任选。
令ri=yi/231，则R就是[0, 1]上的均匀分布随机数。 BASIC、C、MATLAB中均有产生均匀分布随机数的函数可调用： RND()、RAND()、UNIFRND()
2018/10/27
哈尔滨工业大学电子工程系
8
均匀分布白噪声的产生
数学方法——伪随机数
2、联合法（组合发生器） 混和同余法实际上是通过同余等运算打乱数列0，1，…，m-1的次 序，来达到产生随机序列的目的。“打乱数列的次使之排列无规则”是 设计发生器的一个可依据的原则，基于此产生联合法： (1) 两个发生器的组合 Greenwood在1976年对两个混合同余法发生器使用组合方法，且两 个发生器的模都简单地取成2k，使组合后的发生器周期达到2k(2k-1)。 (2) n个发生器的组合 Salfi于1974年提出了一个较好的算法。
一般采用m=2k混合同余法，则由以上条件可得最大周期发生器为：
xi (4a 1) xi 1 (2b 1) (mod 2 k )
式中a、b为任意正整数
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均匀分布白噪声的产生
数学方法——伪随机数
1、线性同余法(Linear Congruential Generators)