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如何通过数学公式描述白噪声的统计特性?

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Moonshot回答

白噪声的统计特性可以通过几个数学公式来描述:

  1. 均值(Mean):白噪声的均值通常为零,表示信号在时间序列上没有偏差。数学上表示为: [ E[X(t)] = 0 ] 其中 ( E ) 表示期望值,( X(t) ) 表示在时间 ( t ) 的白噪声值。

  2. 方差(Variance):白噪声的方差是恒定的,表示信号的功率。数学上表示为: [ \text{Var}[X(t)] = \sigma^2 ] 其中 ( \sigma^2 ) 是一个常数,代表噪声的功率。

  3. 自相关函数(Autocorrelation Function):白噪声的自相关函数是一个冲击函数,表示除了在 ( \tau = 0 ) 时,其他时间点的噪声值之间没有相关性。数学上表示为: [ R_X(\tau) = \sigma^2 \delta(\tau) ] 其中 ( R_X(\tau) ) 是自相关函数,( \tau ) 是时间延迟,( \delta(\tau) ) 是狄拉克δ函数。

  4. 功率谱密度(Power Spectral Density):白噪声的功率谱密度是平坦的,表示在所有频率上都有相同的功率。数学上表示为: [ S_X(f) = \frac{\sigma^2}{2\pi} ] 其中 ( S_X(f) ) 是功率谱密度,( f ) 是频率。

这些公式共同描述了白噪声的统计特性,包括其均值、方差、自相关性和功率谱密度。

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