相关函数

更新时间:2022-08-25 14:26

相关函数是描述信号X(s),Y(t)(这两个信号可以是随机的,也可以是确定的)在任意两个不同时刻s、t的取值之间的相关程度。

定义

相关函数

相关函数描述了两个信号之间的相似性,其相关性大小有相关系数衡量。

相关系数

定义

称为变量X和Y的相关系数

若 =0,则称X与Y不相关;且 越大,相关性越大,∣ ∣≤1。

定理

设 是随机变量X和Y的相关系数,则有

(1)∣ ∣≤1;

(2)∣ ∣=1充分必要条件为P{Y=aX+b}=1,(a,b为常数,a≠0)

分类

自相关函数

自相关函数是信号在时域中特性的平均度量,它用来描述随机信号x(t)在任意两个不同时刻s,t的

取值之间的相关程度,其定义式为:

自相关函数的主要性质:

(1)自相关函数为偶函数,其图形对称于纵轴。

(2)当s=t 时,自相关函数具有最大值,且等于信号的均方值,即

(3)周期信号的自相关函数仍为同频率的周期信号。

互相关函数

互相关函数是描述随机信号X(s),Y(t)在任意两个不同时刻s,t的取值之间的相关程度,其定义为:

互相关函数的应用

互相关函数的上述性质在工程中具有重要的应用价值。

(1) 在混有周期成分的信号中提取特定的频率成分。

(2) 线性定位和相关测速。

在某些领域,自相关函数等同于自协方差。

协方差函数

协方差函数定义为:

若X(t)=Y(t)+i*Z(t),Y,Z为实过程,则称X(t)为复随机过程,相关函数定义为:

性质

1)共轭对称:B(s,t)=B(t,s)的共轭

2)非负性:对任意的n>=1, 属于T,n个复数 ,有

应用

在信号处理中,相关函数的应用很广,主要有信号中隐含周期性的检测,确定未知参数的线性系统的频域响应,噪声中信号中的检测,噪声中信号的提取等。

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