1、Chapter 4 =4.1以下有理函数是否为功率谱密度函数的正确表达式?为什么?(1)33262是,因为是偶数,(2)) 1(exp2否,非偶数(3))(142否,因为0是负数(4)6241j否,非实数4.2求 4.1 题中正确的功率谱密度表达的自相关函数和均方值4.3 求随相正弦信号)t(cos) t (X的功率谱密度,0为常数,)2 , 0(上均匀分布。解:)(cos21)(cos)(2t(cos21)(t(cos)t(cosE)(R00000XE)()(21)(21)(1)(cos21)(00)()(00000deedeeedeGjjjjjj4.4 求)t(cos) t (XY(t)0
2、的自相关函数和功率谱密度,0为常数,)2 , 0(上均匀分布,且与 X(t)独立。解:)(cos)(R21)(cos)(2t(cos)(R21)(t(cos)t()cosX(t)X(tE)(R0X00X00YE)(G)(G41)(R41)(R41)(cos)(R21)(0X0X)()(XX0X0000deedeeedeGjjjjjjY4.5已知平稳过程的功率谱密度为23)(242G求平稳过程的均方值解:2; 12123)(22242BABAGeededeRjjY22224221)2211(212321)(4.6已知平稳过程 X(t)的自相关函数为:,e)(RX求其功率谱密度,并作图。解:220
3、)(0)()(0)(02)()()(1)(1e)(1e)(1eee)(jjjjjjjjdddeGjjjjjY4.7 已知平稳过程 X(t)的自相关函数为:,cose)(R0X求其功率谱密度,并作图。解: (一)22022022022000000)(0)(00)(0)(00)()()()(0)(0)(00)()()(2)(221)(1)(121)(1)(121e)(1e)(121e)(1e)(121)ee(21)ee21e )ee(21)ee(e21cose)(000000000000jjjjjjjjdddddeGjjjjjjjjjjjjjjjY解: (二)2202200X0XX0Y22XX)(
4、)()(G)(G21)(Gcose)(R2)(G,e)(R:,由频谱搬移性质可得;得由4.8已知平稳过程 X(t)的自相关函数为:othersTTT01)(RX求其功率谱密度,并作图。解: (一)222000-)2/()2/(sin)cos1 (2sin2sin2sin2cos2sin2cos121)(R)G(TTTTTdTTTTTdTTdTdeTdeTTTjTTj解解(2) 利用付氏变换的微分性质:利用付氏变换的微分性质: 0011)(TTTTR)(1)(2)(1)(TTTTTR )(2sin421)(22RFjTTTeeTRFTjTj 222222sin/2sin4)( TTTjTTRF4
5、.9 已知平稳过程 X(t),求 Y(t)=A+B X(t)的功率谱密度,A,B 为常数解:)(RB2A)(RB)EABX(tEABX(t)A)BX(tABX(t)AE)(RX2X2X22YABm)()(2A2)(RB2A)(2X2X2X2XjYGBABmdeABmG4.10 求自相关函数为)(pcos)(04R的随机过程的功率谱密度,并求其平均功率。解:)4()2(4)(6)2(4)4(16p46416p16ppcos)(00004224404X000000deeeeedeeedeGjjjjjjjjj平均功率为 P4.11 已知平稳过程 X(t)的功率谱密度为:others001)(G求 X
6、(t)的相关函数解:)(sinsin)(212121)(21)(000000X000000saeejejdedeGRjjjjj4.12 已知平稳过程的相关函数为:,cos2cose4)(RX求功率谱密度。解:2202200)(2)(cose)(deGjY)2()2()(4)(4cos2cose4)(2222deGjY4.13)()()(2)()()()()()()()()()()()()(11111111XXXYRRRtXtXEtXtXEtXtXEtXtXEtXtXtXtXER111cos1)(2)()()(2)()()(2)()(11XjXjXXjXXXYYGeGeGGdeRRRRFG4.1
7、4若系统得输入过程 X(t)为平稳过程,系统输出为:)()(X) t (YtXt求证 Y(t)的功率谱密度为:)cos1)(2)(XYGG证明:)()()(2)-t (X)t (X)-t (X) t (X)(0000XXXRRRER)cos1)(2)()()(2)()()(2)(0)(0)(0000000XjXjjXjXjXXXYGdeRedeReGdeRRRG4.13 设平稳过程 X(t)的功率谱密度为otherwise10)0101 (20)(8)(GX求)(RX解: 由付氏变换性质可得:)5sin11 (4110cos44sin410sin2010sin204cos10110sin204
8、)(G21)(R222100100XXdddej4.15设平稳过程)t(acos) t (X, 式中 a 为常数,,统计独立随机变量, 其中)(p)(p),(上均匀分布。证明:)(G2Xpa)证明:dGxdpdpER)()(cos21)(a)(cos21)()(cos2a)(cosE2a)(cosE2a)2)(2t(cosE2a)(cos)2)(2t(cosE2a)(t(acos)t(acos)(2222224.16随机过程:)(BY) t (AX) t (Wt,A,B 为使常数,X(t),Y(t)宽联合平稳。(1)求)(SW(2)如果 X(t),Y(t)不相关,求)(SW(3)求互谱密度)(
9、GXY解:)()()()()()()()()(22YXXYYXABRABRRBRAtBYtAXtBYtAXER)(2)(2)()()(22YXXYYXZABRABRRBGAGYXYXmABmRBRAtBYtAXtBYtAXER2)()()()()()()(22YXYXZmABmRBGAG4)()()(22);()()();()()(YYZYZXZXXZBRAGGBRAGG4.17设平稳过程)t(cos) t (XY(t),式中0为常数,)(tX,统计独立,)2 , 0(上均匀分布。(1)证明 Y(t)为平稳过程(2))t( (cos) t (XW(t)0也是宽平稳证明: 0)t(cos) t
10、(X)t(cos) t (X)(YE00EEEt 00000cos)(21)t (cos)t(cos)t (X) t (X)t (cos)t (X)t(cos) t (X)(XYREEER所以是宽平稳过程(2) 0)t( (cos) t (X)t( (cos) t (X)(YE00EEEt )(cos)(21)t ( )( (cos)t( (cos)t (X) t (X)t ( )( (cos)t (X)t( (cos) t (X)(00000XYREEER所以也是宽平稳过程(3))() t(cos)() t(cos)2)t(2(cos)()(t(cos)t( (cos)()(t(cos)t (X)t( (cos) t (X)()()()()()(t(cos)t (X)(t( (cos)t (X)t(cos) t (X)t( (cos) t (X)(000000000000tfRERERERRRRRERXXXWYWYYWYWY所以不是宽平稳过程