对下列序列计算N点的循环卷积 X1(n)=cos(2πn/N)ωN(n),X2(n)=sin(2πn/N);N=32 ωN(n)为是一个N点在[0,1]之间均匀分布的随机数。
时间: 2023-06-18 21:05:29 浏览: 85
首先,根据卷积定理,循环卷积可以通过对两个序列的离散傅里叶变换(DFT)进行乘法,再进行逆DFT得到。因此,我们需要先对 X1 和 X2 进行DFT。
使用numpy库中的fft函数,可以对序列进行DFT计算。代码如下:
```python
import numpy as np
N = 32
n = np.arange(N)
wn = np.random.uniform(0, 1, N)
X1 = np.cos(2 * np.pi * n / N) * wn
X2 = np.sin(2 * np.pi * n / N)
X1_fft = np.fft.fft(X1)
X2_fft = np.fft.fft(X2)
```
接下来,对DFT结果进行乘法得到循环卷积的频域表示。注意到循环卷积的定义是周期性的,因此需要对乘积结果的前 N 个值进行保留,其余的值都可以丢弃。代码如下:
```python
X3_fft = X1_fft * X2_fft
X3_fft[:N] = X3_fft[:N] / N # 保留前N个值
X3_fft[N:] = 0 # 丢弃其余的值
```
最后,使用numpy库中的ifft函数进行逆DFT计算,得到循环卷积的时域表示。代码如下:
```python
X3 = np.fft.ifft(X3_fft)
```
注意到得到的结果是一个复数序列,需要进行实数化处理,代码如下:
```python
X3 = np.real(X3)
```
完成以上步骤,即可得到循环卷积序列 X3。完整代码如下:
```python
import numpy as np
N = 32
n = np.arange(N)
wn = np.random.uniform(0, 1, N)
X1 = np.cos(2 * np.pi * n / N) * wn
X2 = np.sin(2 * np.pi * n / N)
X1_fft = np.fft.fft(X1)
X2_fft = np.fft.fft(X2)
X3_fft = X1_fft * X2_fft
X3_fft[:N] = X3_fft[:N] / N
X3_fft[N:] = 0
X3 = np.fft.ifft(X3_fft)
X3 = np.real(X3)
print(X3)
```
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