MATLAB白噪声特性分析实验系统

资 源 简 介

本系统基于MATLAB平台生成高斯白噪声序列，通过数值计算与可视化分析其统计特性，包括均值、方差、自相关函数、概率密度分布、频谱及功率谱密度，为信号处理实验提供高效分析工具。

详 情 说 明

MATLAB 白噪声特性分析实验系统

项目介绍

本项目是一个基于MATLAB平台的综合性实验系统，专门用于对高斯白噪声信号进行全面、深入的统计特性分析。系统能够根据用户设定的参数生成高斯白噪声序列，并自动完成对其核心统计特性的数值计算与图形化展示。通过提供直观的交互式分析界面，该系统非常适合用于随机信号处理相关课程的教学演示和学生实验验证，有助于用户直观理解白噪声的理论特性。

功能特性

• 参数化噪声生成：支持用户自定义生成白噪声的关键参数，包括序列长度、均值、方差以及用于频域分析的采样频率。
• 全面的特性分析：系统自动计算并分析白噪声的多维度特性，涵盖时域和频域。
• 多维度可视化：生成专业的图表，直观展示分析结果，包括时域波形、概率密度分布、自相关函数及频谱特性。
• 对比分析能力：支持生成并对比多组不同参数的白噪声序列，便于观察参数变化对统计特性的影响。
• 理论验证：在概率密度分析中，将实际数据的直方图与理论正态分布曲线进行对比，验证其高斯特性。

核心分析内容：

1. 时域分析：计算并显示均值、方差、时域波形。
2. 概率分布分析：绘制概率密度直方图，并与理论正态分布曲线对比。
3. 相关性分析：计算并绘制自相关函数图，验证白噪声的Delta函数特性。
4. 频域分析：进行傅里叶变换，绘制频谱图（幅频响应）并估算功率谱密度。

使用方法

1. 启动系统：在MATLAB环境中，运行主程序文件。
2. 设置参数：根据提示，在命令行窗口或图形界面中输入以下参数：

* 噪声序列长度：生成噪声点的数量（例如：1000）。 * 噪声均值：白噪声的平均值，通常为0（例如：0）。 * 噪声方差：白噪声的方差，决定信号功率（例如：1.0）。 * 采样频率 (可选)：用于频谱分析的单位（例如：1000 Hz）。

1. 执行分析：确认参数后，系统将自动执行计算并生成所有分析结果。
2. 查看结果：分析结果将以数值形式输出在命令行，并以多子图形式图形化展示在图形窗口中。用户可观察图像，理解白噪声的各项特性。

系统要求

• 软件平台：需要安装 MATLAB（推荐版本 R2016a 或更高版本）。
• 必备工具箱：本项目主要使用MATLAB基础函数，无需特殊的工具箱。

文件说明

主程序文件整合了系统的全部核心流程，其功能包括：引导用户输入或设置白噪声的生成参数，依据这些参数调用随机数生成器产生合规的高斯白噪声序列，然后系统地执行均值、方差、自相关函数、概率密度函数、频谱和功率谱密度等一系列关键统计特性的计算，最终将计算结果以清晰的数值形式输出，并驱动图形界面生成包含时域波形图、概率密度对比图、自相关函数图和频谱功率谱图在内的综合可视化报告。