随机信号分析与处理第二版课程设计

随机信号分析与处理第二版课程设计

一、课程设计目的和意义

随机信号分析与处理是电子信息类专业必修课程之一，本课程旨在让学生了解随机信号基本的概念、性质和分析方法，为学生深入学习信号与系统、通信原理等相关课程打下坚实的基础。本次课程设计旨在加强学生对所学知识的理解和应用，提高学生的综合能力和实践能力。

二、课程设计内容

本次课程设计分为两个部分：

1.信号的随机性分析

在本部分中，学生将掌握以下知识点：

•随机信号的基本概念和性质

•时间平均和集合平均的概念及其区别

•二阶矩和自相关函数的计算方法

•平稳随机过程的判别方法

实验内容如下：

实验一：随机信号的产生

利用Matlab自带的randn函数，模拟产生一个长度为1000的高斯白噪声信号，并利用Matlab的plot函数画出其波形图和功率谱密度图。

实验二：随机信号的时间平均和集合平均

利用Matlab仿真一个随机信号，并分别计算其时间平均和集合平均，并得出它们的差异。

实验三：随机信号的二阶矩和自相关函数

利用Matlab仿真一个随机信号，并计算出该信号的二阶矩和自相关函数。

实验四：平稳随机过程的判别方法

利用Matlab绘制出一段假定的平稳随机过程，并验证其是否为平稳随机过程。

2.随机信号处理

在本部分中，学生将掌握以下知识点：

•随机信号在时域和频域的表达

•常用的随机信号处理方法：平滑、滤波、谱估计等

•信噪比和误差概率的计算方法

实验内容如下：

实验五：随机信号的差分和一阶滤波

利用Matlab编写程序，分别对一组随机信号进行差分和一阶滤波，并给出处理后的信号图形和频谱图。

实验六：随机信号的卷积和平滑

利用Matlab编写程序，分别对一组随机信号进行卷积和平滑处理，并给出处理后的信号图形和频谱图。

实验七：随机信号的谱估计

利用Matlab编写程序，对一组随机信号进行谱估计，采用

Bartlett法、Welch法和观测平均法三种方法，并比较它们的优缺点。

实验八：误码率的计算

利用Matlab编写程序，计算给定的数字通信系统的误码率和误比

特率，并比较它们的性能。

三、课程设计要求

1.学生应独立完成实验，并将实验结果整理成报告。

2.报告应包含实验目的、原理、步骤、数据处理方法、结果

分析和结论等内容。

3.报告应文献综述部分，其中应引用不少于3篇学术文献，

格式符合学院要求。

4.报告应采用Markdown文本格式书写，并包括所有实验所需

的程序代码。

5.本次课程设计成绩占总成绩的30%。

四、参考文献

1.李煜东. 随机信号分析与处理[M]. 北京：高等教育出版社，

2012.

2.张宁，刘永安，侯建军. MATLAB在数字信号处理中的应用

[M]. 北京：科学出版社，2011.

3.陈海波. 现代数字信号处理[M]. 北京：国防工业出版社，

2008.