《通信原理》习题第二章
3
第二章习é¢?/p>
习题
2.1
设随机过ç¨?/p>
X
(
t
)
可以表示成:
(
)
2
cos(2
),
X
t
t
t
�/p>
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�/p>
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ï‚?/p>
�/p>
�/p>
ï‚?/p>
式中ï¼?/p>
�/p>
是一个离散随机变量,它具有如下概率分布:
P
(
�/p>
=0)=0.5
ï¼?/p>
P
(
�/p>
=
�/p>
/2)=0.5
试求
E
[
X
(
t
)]
å’?
X
R
(0,1)
�/p>
è§?/p>
ï¼?/p>
E
[
X
(
t
)]=
P
(
�/p>
=0)2
cos(2
)
t
�/p>
+
P
(
�/p>
=
/2)
2cos(2
)=cos(2
)
sin
2
2
t
t
t
�
�
�/p>
�/p>
�
�/p>
cos
t
�/p>
习题
2.2
设一个随机过ç¨?/p>
X
(
t
)
可以表示成:
(
)
2
cos(2
),
X
t
t
t
�/p>
�/p>
�/p>
�/p>
�/p>
ï‚?/p>
�/p>
�/p>
ï‚?/p>
判断它是功率信号还是能量信号?并求出其功率谱密度或能量谱密度ã€?/p>
è§?/p>
:为功率信号ã€?/p>
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�/p>
/
2
/
2
/
2
/
2
1
(
)
lim
(
)
(
)
1
lim
2
cos(2
)
*
2
cos
2
(
)
T
X
T
T
T
T
T
R
X
t
X
t
dt
T
t
t
dt
T
�/p>
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�/p>
ï‚?/p>
ï‚?/p>
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ï‚?/p>
ï‚?
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�/p>
�/p>
�
�
2
2
2
cos(2
)
j
t
j
t
e
e
�/p>
�/p>
�/p>
�/p>
�/p>
�/p>
2
2
2
2
(
)
(
)
(
)
(
1)
(
1)
j
f
j
t
j
t
j
f
X
P
f
R
e
d
e
e
e
d
f
f
�/p>
�
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�
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ï‚?/p>
�/p>
�/p>
�
�
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�/p>
�/p>
�/p>
�/p>
�
�
习题
2.3
设有一信号可表示为ï¼?/p>
4
exp(
) ,t
0
(
)
{
0, t<0
t
X
t
�/p>
ï‚?/p>
�/p>
试问它是功率信号还是能量信号?并求出其功率谱密度或能量谱密度ã€?/p>
è§?/p>
:它是能量信号ã€?/p>
X
(
t
)
的傅立叶变换为:
(1
)
0
0
4
(
)
(
)
4
4
1
j
t
t
j
t
j
t
X
x
t
e
dt
e
e
dt
e
dt
j
�/p>
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�/p>
�
�/p>
�/p>
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�/p>
�/p>
�
�
�/p>
�
�/p>
�
�
�
则能量谱密度
G(f)=
2
(
)
X
f
=
2
2
2
4
16
1
1
4
j
f
�
�/p>
�
�/p>
�/p>
习题
2.4
X
(
t
)=
1
2
cos
2
sin
2
x
t
x
t
�/p>
�/p>
�/p>
,它是一个随机过程,其中
1
x
å’?/p>
2
x
是相互统计独立的é«?
斯随机变量,数学期望均为
0
,方差均ä¸?/p>
2
�
。试求:
(1)
E
[
X
(
t
)]
ï¼?/p>
E
[
2
(
)
X
t
]
ï¼?/p>
(2)
X
(
t
)
的概率分布密度;
(3)
1
2
(
,
)
X
R
t
t
è§?
ï¼?
(1)
�/p>
�/p>
�/p>
�/p>
�/p>
�/p>
�/p>
�/p>
�/p>
�/p>
0
2
sin
2
cos
2
sin
2
cos
2
1
2
1
�/p>
�/p>
�/p>
�/p>
�/p>
�/p>
�/p>
x
E
t
x
E
t
t
x
t
x
E
t
X
E
�/p>
�/p>
�/p>
�/p>
(
)
X
P
f
因为
2
1
x
x
å’?/p>
相互独立,所ä»?/p>
�/p>
�/p>
�/p>
�/p>
�/p>
�/p>
2
1
2
1
x
E
x
E
x
x
E
�/p>
�/p>
�/p>
又因ä¸?/p>
�/p>
�/p>
�/p>
�/p>
0
2
1
�/p>
�/p>
x
E
x
E
ï¼?/p>
�/p>
�
�/p>
�/p>
1
2
2
1
2
x
E
x
E
�/p>
�/p>
�/p>
,所ä»?/p>
�/p>
�/p>
�/p>
�
2
2
2
2
1
�
�/p>
�
x
E
x
E
�/p>
æ•?/p>
�/p>
�/p>
�
�/p>
�/p>
�
2
2
2
2
2
2
s
in
2
c
o
s
�
�
�/p>
�/p>
�/p>
�/p>
�/p>
t
t
t
X
E
(2)
因为
2
1
x
x
å’?/p>
服从高斯分布ï¼?/p>
�/p>
�/p>
2
1
x
x
t
X
å’?/p>
�/p>
的线性组合,所ä»?
�/p>
�/p>
t
X
也服从高斯分布,其概率分
布函æ•?
�/p>
�/p>
�/p>
�/p>
�
�/p>
�/p>
�/p>
�
�/p>
�/p>
�
2
2
2
exp
2
1
�/p>
�/p>
�/p>
z
x
p
�/p>
(3)
�/p>
�/p>
�/p>
�/p>
�/p>
�/p>
�/p>
�/p>
�/p>
�/p>
�/p>
�
2
2
2
1
1
2
1
1
2
1
2
1
2
sin
2
cos
)
2
sin
2
cos
(
,
t
x
t
x
t
x
t
x
E
t
X
t
X
E
t
t
R
X
�/p>
�/p>
�/p>
�/p>
�/p>
�/p>
�/p>
�/p>
�/p>
�/p>
2
1
2
1
2
2
s
in
2
s
in
2
c
o
s
2
c
o
s
t
t
t
t
�/p>
�/p>
�/p>
�/p>
�/p>
�/p>
�/p>
�/p>
�/p>
1
2
2
2
c
o
s
t
t
�/p>
�/p>
�/p>
�
习题
2.5
试判断下列函数中哪些满足功率谱密度的条件ï¼?/p>
(1)
�/p>
�/p>
f
f
�/p>
�
2
cos
2
�/p>
ï¼?/p>
(2)
�/p>
�/p>
a
f
a
�/p>
�/p>
�/p>
ï¼?/p>
(3)
�/p>
�/p>
2
exp
f
a
�/p>
è§?/p>
:根据功率谱密度
P
(
f
)
的性质:①
P
(
f
)
0
ï‚?/p>
,非负性;â‘?/p>
P
(-
f
)
=P
(
f
)
,偶函数。可以判æ–?/p>
(1)
å’?/p>
(3)
满足åŠ?
率谱密度的条件,
(2)
不满足ã€?/p>
习题
2.6
试求
X
(
t
)=A
cos
t
�/p>
的自相关函数,并根据其自相关函数求出其功率ã€?/p>