随机信号分析基础作业题

发布 2022-09-03 01:49:28 阅读 4454

第一章。

1、有朋自远方来,她乘火车、轮船、汽车或飞机的概率分别是0.3,0.2,0.

1和0.4。如果她乘火车、轮船或者汽车来,迟到的概率分别是0.

25,0.4和0.1,但她乘飞机来则不会迟到。

如果她迟到了,问她最可能搭乘的是哪种交通工具?

解: 迟到,由已知可得

全概率公式:

贝叶斯公式:

综上:坐轮船。

3、设随机变量x服从瑞利分布,其概率密度函数为式中,常数,求期望和方差。

考察: 已知,如何求和?

6、已知随机变量x与y,有,令试求、、、和。

考察随机变量函数的数字特征。

思路: 协方差:

相关系数:11、设随机变量x的均值为3,方差为2。令新的随机变量,问:随机变量x与y是否正交、不相关?为什么?

考察正交、不相关的概念。

0正交,非0不正交。

0不相关,非0相关。

正交。相关。

以上四题都是概率论的标准题。

第二章。1、已知随机信号,其中为常数,随机变量a服从标准高斯分布,求三个时刻的一维概率密度函数。

解:服从标准高斯分布。

一维高斯概率密度函数。

当时, 当时,

当时, 3、随机变量x与y相互统计独立,并且服从分布。它们构成随机信号,试问:(1)信号x(t)的一维概率密度函数;

2) t时刻的随机变量是什么分布,求其均值和方差。

解:(1)服从分布且。

也服从正态分布。

相互统计独立。

2)t时刻,随机变量是高斯分布。

其均值为0,方差为。

4、假定随机正弦幅度信号,其中频率和相位为常数,幅度a是一个服从均匀分布的随机变量,试求t时刻该信号加在1欧姆电阻上的交流功率平均值。

解:t时刻该信号加在1欧姆上的交流功率为。

频率和相位为常数。

a服从[0,1]均匀分布。

5、已知随机信号的均值为,协方差函数为,又知道是确定的时间函数。试求随机信号的均值以及协方差。

解: 是确定信号。

的均值为。其协方差为:

9、设接收机中频放大器的输出随机信号为,其中是均值为零,方差为的高斯噪声随机信号,而为确知信号,求随机信号在任意时刻的一维概率密度函数。

解: 是确知信号。

服从均值为0,方差为的高斯分布。

第三章。3、设与是统计独立的平稳随机信号。求证由它们的乘积构成的随机信号也是平稳的。

证:与是统计独立的平稳随机信号。

同理。由平稳条件可知。

也是平稳的随机信号。

8、设随机信号,其中为常数,、为平稳信号。试求:

1) 的自相关函数;

2)若,,求。

解: (1) ,是平稳的随机信号。

11、已知随机信号,式中,a与b为彼此独立的零均值随机变量。求证x(t)是均值各态历经的,而x2(t)无均值各态历经性。

证:是均值各态历经的。

无均值各态历经性。

第四章。4、若调幅信号波形为,其中,为常量,为具有功率谱密度的低频随机信号,求已知波形的功率谱密度。

解: 其中为确知信号,为随机信号。

分布求、 利用4-10

的功率谱密度为。

利用傅里叶变换的性质。

6、已知随机信号,式中,联合平稳,为常数。

(1)讨论,的均值和自相关函数在什么条件下,才能使随机信号z(t)宽平稳;

(2)利用(1)的结论,用功率谱密度,,表示的功率谱密度;

(3)若,互不相关,求的功率谱密度。

解:无答案。

9、随机信号和是统计独立的平稳信号,均值分别为和,协方差函数分别为和。求的自相关函数与功率谱密度。

思路:先求, 又。同理。

又。p149

第五章。5、若功率谱密度为5w/hz的平稳白噪声作用到冲激响应为的线性系统上,求系统输出的均方值和功率谱密度。

解:思路:先求,再求。

单边指数脉冲

利用 可得。

9、一个均值为,自相关函数为的平稳随机信号通过一个线性系统后的输出信号为,t为延迟时间。

(1)试画出该线性系统的框图;

(2)试求的自相关函数和功率谱密度。解:(1)

5-18 p110

将代入中,可得。

又。10、一个中心频率为、带宽为b的理想带通滤波器如下图所示。假定输入是均值为零、功率谱密度为的高斯白噪声,试求:

(1)滤波器输出噪声的自相关函数;

(2)滤波器输出噪声的平均功率;

(3)输出噪声的一维概率密度函数。

解:先求,再求。

3)y为高斯随机过程。

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