电子科大随机信号分析2015年随机期末试题（卷）答案解析a

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1、电子科技大学2014-2015学年第2学期期末考试A卷一、设有正弦随机信号，其中，为常数，是均匀分布的随机变量。（共10分）1．画出该过程两条样本函数。(2分)2．确定，时随机信号的一维概率密度函数，并画出其图形。(5分)3．随机信号是否广义平稳和严格平稳？(3分)解：1.随机信号的任意两条样本函数如题解图2.1(a)所示：2.当时，，，此时概率密度函数为：当时，，随机过程的一维概率密度函数为：3.均值不平稳，所以非广义平稳，非严格平稳。二、设随机信号与，其中为上均匀分布随机变量。（共10分）1．求两个随机信号的互相关函数。(2分)2

2、．讨论两个随机信号的正交性、互不相关性与统计独立性。(4分)3．两个随机信号联合平稳吗？(4分)解：1.两个随机信号的互相关函数其中2.对任意的n1、n2,都有，故两个随机信号正交。又故两个随机信号互不相关，又因为故两个随机信号不独立。3.两个随机信号的均值都平稳、相关函数都与时刻组的起点无关，故两个信号分别平稳，又其互相关函数也与时刻组的起点无关，因而二者联合平稳。三、为独立二进制传输信号，时隙长度T。在时隙内的任一点和，试求（共10分）1．的一维概率密度函数。(3分)2．的二维概率密度函数。(4分)3．是否严格平稳？(3分)解：下

3、面的讨论中，t不在时隙分界点上：1.在时隙内的任一点上，为二进制离散随机变量，因此，随机信号的一维概率密度函数为：2.当,在同一时隙时，随机变量,取值相同，此时二维概率密度函数为：当,不在同一时隙时，随机变量,取值独立，此时二维概率密度函数为：3.不严格平稳。四、设正弦随机信号X(t)=Acos(ωt+Θ),ω是常数，A∽U(-1,+1),Θ∽U(0,π),且A和Θ统计独立，令Y(t)=X2(t)。（共10分）讨论：1．Y(t)的均值。(3分)2．Y(t)的相关函数。(4分)3．Y(t)是否是广义平稳？。(3分)解：1.Y(t)的均值

4、：2.Y(t)的相关函数：3.因为Y(t)的均值和相关函数都与t无关，因此Y(t)是广义平稳随机信号。五、高斯随机信号X(t)的自相关函数如图所示（共10分）1．求X(t)的一维概率密度函数。(3分)2．求X(t)上间隔为0.001的任意两个采样时刻的二维密度函数。(4分)3．对一段时长为1秒的信号，最多能够获取多少了独立的采样点？(3分)τ(秒)RX(τ)40.0001-0.00010解：1.求X(t)的一维概率密度函数；（3分）因为：RX(∞)=m2，故m=0σ2=RX(0)-m2=42.求X(t)上间隔为τ=0.001s的任意两

5、个采样时刻的二维密度函数；（4分）因为：CX(τ)=RX(τ)-m2，故CX(0.001)=0高斯随机变量不相关，则其统计独立，因此任意两个间隔为0.001s的两个随机变量的二维密度函数为：3.对一段时长为1秒的信号，最多能够获取多少了独立的采样点？（3分）因为不相关的最小间隔为0.0001秒，则在1秒间隔内，最多可采集的独立采样点为：1/0.0001+1=10001六、功率谱密度为的零均值平稳高斯白噪声通过一个理想带通滤波器，此滤波器的增益为1，中心频率为，带宽为。（共10分）1．的同相分量及正交分量的自相关函数和相关系数。(4分)

6、2．的二维概率密度函数。(3分)3．及的二维联合概率密度函数。(3分)解：依题1.2.是的零点3.因为的功率谱关于偶对称，故与处处正交、无关、独立七、已知平稳过程的均值函数为，相关函数为，讨论其均值各态历经性。（共10分）解：所以具有均值各态历经性。八、设有随机过程，其中是相互独立的随机变量，是正常数，，试讨论的广义平稳性和广义各态历经性。（共10分）解：广义平稳。均值各态历经，相关函数不具有各态历经性。九、假设某积分电路的输入X(t)与输出Y(t)之间满足关系：，积分时间为4秒。（共10分）1．求该积分电路的冲激响应h(t)。(5分

7、)2．若输入，其中A=2，为常数，θ为服从均匀分布的随机变量，求输出Y(t)的功率谱。(5分)解：（1）故（2）故X(t)为平稳随机信号，其功率谱为因为积分电路为LTI系统，当输入为平稳随机信号时，输出也是平稳随机信号。则十、已知平稳白噪声信号X(t)通过下图所示的低通滤波器，X(t)的均值为零，自相关函数为。（共10分）求：1．输出信号的功率谱。(5分)2．输出信号的平均功率。(5分)解：（1）求输出信号功率谱。因为输入为平稳随机过程，故输出Y(t)也是平稳随机过程。由图（2）求输出信号平均功率。由于输出信号是平稳的，则故输出信号的

8、平均功率为