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时间:2019-09-08
《通信原理(彭涛)第三章练习题_all》由会员上传分享,免费在线阅读,更多相关内容在工程资料-天天文库。
1、简答题:1.若q,“2是两个独立同分布的零均值高斯噪声,方差都是1,求n,xn2的方差和的方差。答:1,22.请写成窄带随机过程的三种表达式。答:X(z)=Xc(r)cos69/-Xv(r)sina)ct=A(r)cos[69/+^(r)]=Re{x(/)£©}其中X(t)=Xc(t)+jXs(t)=A(t)ej^计算题:1.已知Y⑴=X(/)cos(2;r〃+0),其中X")是一个零均值的平稳过程,°是与X(f)统计独立的随机变量,0均匀分布于0<^()<^0⑴求丫⑴的数学期望E[y(r)]及自相关函数/?r(r,r)=E[y(r)y(r+r)];(2)%为何值
2、时Y(/)为平稳过程?解:E[『(r)]=E[x(r)cos(2龙£r+°)]=E[x(r)]E[cos(2;r£r+0)]=ORY(r,r)=(r)cos(2〃£r+0)xX(r+r)cos(27rfct+27rfcT+^)]TT当Sa(2%)=0时/?r(r,r)与/无关,即当%=—时,Y(f)是平稳过程。2=E*[x(z)X(^4-t)]e[cos(27rfct4-(p)cos(2jrfct4-2kfcT+^)]sin(4龙〃+17tfcT+20o)一sin(4龙〃+17tfcT-2%)]2.功率谱密度为Pn(/)=N()/2,-oo3、声/:(/)通过一个线性系统成为y(t)o已知该线性系统的的冲激响应/?(/)满足匸⑴力=i(能量为1),它的带宽为B,中心频率为fQ»Bo记y(f)的复包络为儿⑴二儿(/)+jyv(r),即y(/)=Re{^(f)严加}。(1)儿(()、4、%(')5、、冷⑴这3个量分别服从何种分布?(写出分布的名称)(2)y(/)、儿(/)和6、儿(/)7、这三个平稳过程的平方的数学期望分别是多少?(3)画出一个实现框图,其输入是y(r),输出是儿(”。解:(1)高斯、瑞利、均匀(2)E[y2(r)]是y(t)的功率,它等于匸导片(卅df=菩匚斥(t)dt=%。根据窄带过程的性质,儿8、⑴和M)的功率相同,故町才⑴卜如。2引儿⑴牛£[#(/)+灿)卜N。⑶Tf<——3.已知平稳过程兀⑴的功率谱密度为Pv(/)=27;,求0else(1)x(/)的自相关函数/?v(r)=E[x(r)x(r+r)];(2)z(r)=x(r)+x(r-7;)的功率谱密度乙(/);(3)序列{“=兀(好;)}的自相关函数C,加)=£[无耳+”」(4)序列{z*=z(耳)}的自相关函数Cz(m)=E[zkzk+m]。解:x(f)的自相关函数是&.(T)=sinc[#]£(mn9、i+£->2^2=4cos2(^7;.)Pv(/)=<47;cos"行7;)C,.(m)=E[x10、kxk+m]=Rx(mTs)=01777=0077?#0也V27;elseCz(m)=E[zkz比]=E[(垛+和)(j+嫌+加一1)]2m=0=2CV(m)+Ct.(/??+1)+Cv(m-1)=<1m=±10else4.下图屮的几,(/)是均值为零、功率谱密度为牛的平稳高斯白噪声,BPF是屮心频率为£,带宽为2W的理想带通滤波器,LPF是带宽为W/2的理想低通滤波器。(1)求A点噪声的功率,写出功率谱密度并画图表示;(2)求A点噪声的同相分量的功率、写出其功率谱密度并画图表示;(3)求B点噪声的功率、写出其功率谱密度并画图表示;解:(1)匕化(/)=<寸f±11、fe^0else匕(/)<2W>M/2<2Wk1~fc0⑵心⑴二q•⑴cos2龙〃一亿⑴sin2;r〃。耳⑴的功率是2N()W,从频谱搬移关系可知其带宽是W,形状是矩形,因此矩形的高度必然是2°,即"3else〈(/)⑶B点的输出是代⑴经过LPF的输出,因此MHPr(/)5、已知£(/)=s(f)cos(2龙〃+&),其中灾)是一个功率谱密度为4(/)的平稳随机过程,&是与s(f)相互独立的随机变量,&在[0,2龙]内均匀分布,证明£("的功率谱密度为:臥/>护(/+£)+£(/-£)]证:£("的自相关函数为位(fj+万)=£■[«(『)幺((+◎]$⑴cos12、(2兀f,+^)5(r+r)cos(2兀f,+2兀仁t+&)]s(r)s(r+丁)]E[cos(2兀fg+&)cos(2龙£/+27rfeT+&)]Ecos2/rfcT+cos(4砒/+2兀+2&)]作傅氏变换得86.已知$(/)=丫40(/-斤7;),其中序列{色}中的码元是独立同分布的随机变量,其均值为0,方差为lo⑴求s(r)的自相关函数R、(t,t)=E[s(f)s(f+/)];(2)求冷⑴的平均自相关函数RarR、U讪;(2)求$(/)的平均功率谱密度Ps(/)解:(1)ocK=+=E工40(—吃)x工am8{t+T-mTs)/W=-oo〃=一8ooco13、DOE工工
3、声/:(/)通过一个线性系统成为y(t)o已知该线性系统的的冲激响应/?(/)满足匸⑴力=i(能量为1),它的带宽为B,中心频率为fQ»Bo记y(f)的复包络为儿⑴二儿(/)+jyv(r),即y(/)=Re{^(f)严加}。(1)儿(()、
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5、、冷⑴这3个量分别服从何种分布?(写出分布的名称)(2)y(/)、儿(/)和
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7、这三个平稳过程的平方的数学期望分别是多少?(3)画出一个实现框图,其输入是y(r),输出是儿(”。解:(1)高斯、瑞利、均匀(2)E[y2(r)]是y(t)的功率,它等于匸导片(卅df=菩匚斥(t)dt=%。根据窄带过程的性质,儿
8、⑴和M)的功率相同,故町才⑴卜如。2引儿⑴牛£[#(/)+灿)卜N。⑶Tf<——3.已知平稳过程兀⑴的功率谱密度为Pv(/)=27;,求0else(1)x(/)的自相关函数/?v(r)=E[x(r)x(r+r)];(2)z(r)=x(r)+x(r-7;)的功率谱密度乙(/);(3)序列{“=兀(好;)}的自相关函数C,加)=£[无耳+”」(4)序列{z*=z(耳)}的自相关函数Cz(m)=E[zkzk+m]。解:x(f)的自相关函数是&.(T)=sinc[#]£(mn
9、i+£->2^2=4cos2(^7;.)Pv(/)=<47;cos"行7;)C,.(m)=E[x
10、kxk+m]=Rx(mTs)=01777=0077?#0也V27;elseCz(m)=E[zkz比]=E[(垛+和)(j+嫌+加一1)]2m=0=2CV(m)+Ct.(/??+1)+Cv(m-1)=<1m=±10else4.下图屮的几,(/)是均值为零、功率谱密度为牛的平稳高斯白噪声,BPF是屮心频率为£,带宽为2W的理想带通滤波器,LPF是带宽为W/2的理想低通滤波器。(1)求A点噪声的功率,写出功率谱密度并画图表示;(2)求A点噪声的同相分量的功率、写出其功率谱密度并画图表示;(3)求B点噪声的功率、写出其功率谱密度并画图表示;解:(1)匕化(/)=<寸f±
11、fe^0else匕(/)<2W>M/2<2Wk1~fc0⑵心⑴二q•⑴cos2龙〃一亿⑴sin2;r〃。耳⑴的功率是2N()W,从频谱搬移关系可知其带宽是W,形状是矩形,因此矩形的高度必然是2°,即"3else〈(/)⑶B点的输出是代⑴经过LPF的输出,因此MHPr(/)5、已知£(/)=s(f)cos(2龙〃+&),其中灾)是一个功率谱密度为4(/)的平稳随机过程,&是与s(f)相互独立的随机变量,&在[0,2龙]内均匀分布,证明£("的功率谱密度为:臥/>护(/+£)+£(/-£)]证:£("的自相关函数为位(fj+万)=£■[«(『)幺((+◎]$⑴cos
12、(2兀f,+^)5(r+r)cos(2兀f,+2兀仁t+&)]s(r)s(r+丁)]E[cos(2兀fg+&)cos(2龙£/+27rfeT+&)]Ecos2/rfcT+cos(4砒/+2兀+2&)]作傅氏变换得86.已知$(/)=丫40(/-斤7;),其中序列{色}中的码元是独立同分布的随机变量,其均值为0,方差为lo⑴求s(r)的自相关函数R、(t,t)=E[s(f)s(f+/)];(2)求冷⑴的平均自相关函数RarR、U讪;(2)求$(/)的平均功率谱密度Ps(/)解:(1)ocK=+=E工40(—吃)x工am8{t+T-mTs)/W=-oo〃=一8ooco
13、DOE工工
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