理论教育 如何对白噪声进行希尔伯特变换?

如何对白噪声进行希尔伯特变换?

时间:2023-06-17 理论教育 版权反馈
【摘要】:(一)理想实白噪声过程的希尔伯特变换理想实白噪声过程X的功率谱密度为GX(ω)= n0/2,自相关函数为GX(τ)=δ。图2-21 所示为利用Matlab 中的hilbert()函数对高斯白噪声进行离散希尔伯特变换,通过10 000 次蒙特卡洛试验得到的x与其离散希尔伯特变换的互相关函数的结果。图2-22 是利用相关函数的DFT 得到的解析噪声Z的功率谱密度GZ的10 000 仿真平均的结果,DFT 点数N = 50。可见其PSD 并不是恒定的。

如何对白噪声进行希尔伯特变换?

(一)理想实白噪声过程的希尔伯特变换

理想实白噪声过程X(t)的功率谱密度为GX(ω)= n0/2,自相关函数为GX(τ)=(n0/2)δ(t)。X(t)的希尔伯特变换记作img,则根据希尔伯特变换的性质,img的自相关函数为img的互相关函数为GXX(τ)=img。变换后得到的img仍为高斯白噪声,但X(t)与img只有在同一时刻不相关。

图2-21 所示为利用Matlab 中的hilbert()函数对高斯白噪声进行离散希尔伯特变换,通过10 000 次蒙特卡洛试验得到的x(n)与其离散希尔伯特变换img的互相关函数的结果。

图2-21 白噪声序列与其离散希尔伯变换的互相关函数仿真结果

Z(t)是利用X(t)与img构成的解析噪声,img根据解析过程的性质,Z(t)的自相关函数为

图2-22 解析噪声过程的PSD

可知,Z(t)不是(复)白噪声。图2-22 是利用相关函数的DFT 得到的解析噪声Z(t)的功率谱密度GZ(k)的10 000 仿真平均的结果,DFT 点数N = 50。可见其PSD 并不是恒定的。(www.daowen.com)

(二)带限白噪声的希尔伯特变换

低通白噪声过程X(t)的功率谱密度可表示为

X(t)的自相关函数为

图2-23 窄带白噪声与其希尔伯特变换的互相关函数

用低通白噪声X(t)和其希尔伯特变换img构成的解析噪声过程Z(t)= X(t)+img的自相关函数为

综上,由高斯白噪声经过希尔伯特变换得到的解析噪声过程不是白噪声。

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