随机过程的数字特征
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随机过程知识点汇总随机过程是指一组随机变量{X(t)},其中t属于某个集合T,每个随机变量X(t)都与一个时刻t相关联。
2.随机过程的分类随机过程可以分为离散时间随机过程和连续时间随机过程。
离散时间随机过程是指在离散的时间点上取值的随机过程,例如随机游走。
连续时间随机过程是指在连续的时间区间上取值的随机过程,例如XXX运动。
3.随机过程的数字特征随机过程的数字特征包括均值函数和自相关函数。
均值函数E[X(t)]描述了随机过程在不同时刻的平均取值。
自相关函数R(t1,t2)描述了随机过程在不同时刻的相关程度。
4.平稳随机过程平稳随机过程是指其均值函数和自相关函数都不随时间变化而变化的随机过程。
弱平稳随机过程的自相关函数只与时间差有关,而不依赖于具体的时间点。
强平稳随机过程的概率分布在时间上是不变的。
5.高斯随机过程高斯随机过程是指其任意有限个随机变量的线性组合都服从正态分布的随机过程。
高斯随机过程的均值函数和自相关函数可以唯一确定该过程。
6.马尔可夫随机过程马尔可夫随机过程是指其在给定当前状态下,未来状态的条件概率分布只依赖于当前状态,而与过去状态无关的随机过程。
马尔可夫性质可以用转移概率矩阵描述,并且可以用马尔可夫链来建模。
7.泊松过程泊松过程是指在一个时间段内随机事件发生的次数服从泊松分布的随机过程。
泊松过程的重要性质是独立增量和平稳增量。
8.随机过程的应用随机过程在金融学、信号处理、通信工程、控制理论等领域有广泛的应用。
例如,布朗运动被广泛应用于金融学中的期权定价,马尔可夫链被应用于自然语言处理中的语言模型。
t)|^2]协方差函数BZs,t)E[(ZsmZs))(ZtmZt))],其中Zs和Zt是Z在时刻s和t的取值。
复随机过程是由实部和虚部构成的随机过程,其均值和方差函数分别由实部和虚部的均值和方差函数计算得到。
协方差函数和相关函数也可以类似地计算得到。
复随机过程在通信系统中有广泛的应用,例如调制解调、信道编解码等。
专升本《随机过程》一、(共52题,共151分)1。
描述随机过程的数字特征包括自相关函数。
方差函数.均值函数以及()(2分) A.协方差函数 B。
样本函数; C.特征函数标准答案:A2. 对于维纳过程以下说法正确的是() (2分)A.是平稳过程 B。
是正交增量过程;C。
是马尔科夫过程。
标准答案:B3。
对于非齐次泊松过程,以下说法正确的是() (2分)A.单位时间内事件发生的平均次数是随时间变化的函数;B。
单位时间内事件发生的时刻是随时间变化的函数;C。
单位时间内事件发生的平均时间间隔是随时间变化的函数;。
标准答案:A4. 高斯过程如果是宽平稳的,那么它必是()(2分)A.独立增量过程; B。
遍历;C。
各态历经; D。
严平稳标准答案:D5. 随机过程是正交增量过程的充要条件是() (2分)A.,都有;B。
,都有;C.,都有.D.,都有;标准答案:D6. 高斯过程通过线性系统后输出为,那么它必是() (2分)A。
严平稳; B。
高斯过程; C。
各态历经 D。
以上均不对标准答案:B7。
假设是参数为的泊松过程,那么复合泊松过程的方差函数可以表示为() (2分) A。
B.;C.D.标准答案:A8. 若是相互独立的随机变量,那么的特征函数描述,正确的是()(2分)A.;B。
;C。
;D.以上均不对。
标准答案:B9. 讨论某随机过程的各态历经性,前提条件是该随机过程必须() (2分)A.严平稳;B.宽平稳;C。
非平稳 D.正交增量过程。
标准答案:B10。
以下条件可以作为判断马尔科夫链遍历的充分条件() (2分)A.,存在整数,使得;B。
,存在整数,使得;C。
,存在整数,使得D。
以上均不对标准答案:B11。
随机过程一般可以理解为二元函数,变量分别为()(3分)A。
随机变量;B.随机模型;C。
时间;D.某常数标准答案:A,C12。
以下哪些自相关函数能够作为平稳过程的自相关函数() (3分)A。
;B.;C.;D.。
标准答案:B,D13。
实验二 随机过程的模拟与数字特征实验目的1. 学习利用MATLAB 模拟产生随机过程的方法。
2. 熟悉和掌握特征估计的基本方法及其MATLAB 实现。
实验原理1.正态分布白噪声序列的产生MATLAB 提供了许多产生各种分布白噪声序列的函数,其中产生正态分布白噪声序列的函数为randn 。
函数:randn用法:x = randn(m,n)功能:产生m ×n 的标准正态分布随机数矩阵。
如果要产生服从),(2σμN 分布的随机序列,则可以由标准正态随机序列产生。
如果)1,0(~N X ,则),(~σμσμN X +。
2.相关函数估计MATLAB 提供了函数xcorr 用于自相关函数的估计。
函数:xcorr用法:c = xcorr(x,y)c = xcorr(x)c = xcorr(x,y,'opition') c = xcorr(x,'opition')功能:xcorr(x,y)计算)(n X 与)(n Y 的互相关,xcorr(x)计算)(n X 的自相关。
option 选项可以设定为: 'biased' 有偏估计。
'unbiased' 无偏估计。
'coeff' m = 0时的相关函数值归一化为1。
'none' 不做归一化处理。
3.功率谱估计对于平稳随机序列)(n X ,如果它的相关函数满足∞<∑+∞-∞=m Xm R)( (2.1)那么它的功率谱定义为自相关函数)(m R X 的傅里叶变换:∑+∞-∞=-=m jm XX e m RS ωω)()( (2.2)功率谱表示随机信号频域的统计特性,有着重要的物理意义。
我们实际所能得到的随机信号的长度总是有限的,用有限长度的信号所得的功率谱只是真实功率谱的估计,称为谱估计或谱分析。
功率谱估计的方法有很多种,这里我们介绍基于傅里叶分析的两种通用谱估计方法。
第三章1.何谓随机过程它具有什么特点答:随机过程是所有样本函数的集合,是在时间进程中处于不同时刻的随机变量的集合。
特点: 1. 不能用确切的时间函数描述2.具有随机性,每个样本函数都是一个确定的数值,但是都不可预知2.随机过程的数字特征主要有哪些分别表征随机过程的什么特性答:1.均值(数学期望):表示随机过程的 n 个样本函数曲线的摆动中心。
2.方差:表示随机过程在 t 时刻相对于均值的偏离程度。
3.相关函数:衡量随机过程在任意两个时刻获得的随机变量之间的关联程度。
3.何谓严平稳何谓广义平稳它们之间关系如何答:若一个随机过程的统计特性与时间起点无关,则称其为严平稳过程。
若过程的均值是常数且自相关函数只与时间间隔有关,则为广义平稳过程。
若一个过程是严平稳的,则它必是广义平稳的,反之不一定成立。
4.平稳过程的自相关函数有哪些性质它与功率谱密度的关系如何答:偶函数; R( 0)等于平均功率且为最大值。
功率谱密度是自相关函数的傅里叶变换。
5.什么是高斯过程其主要性质有哪些答:如果随机过程的任意 n 维分布均服从正态分布,则称它为正态过程或高斯过程。
性质:1.高斯过程的n维分布只依赖各个随机过程的均值,方差和归一化协方差。
2.广义平稳的高斯过程也是严平稳的。
3.如果高斯过程在不同时刻的取值是不相关的,那么她们也是统计独立的。
4.高斯过程经过线性变换后的过程仍是高斯过程。
6.高斯随机变量的分布函数与Q(X)以及erf(x)函数的关系如何如何求输出过程的均值和自相关函数答:7.随机过程通过线性系统时,输出与输入功率谱密度的关系如何如何求输出过程的均值和自相关函数答:8.什么是窄带随机过程它的频谱和时间波形有什么特点答:若随机过 X(t) 的谱密度集中在中心频率 f 附近相对窄的频带范围内且 f 远离 0 频率,则成为窄带随机过程。
窄带随机过程的一个样本的波形如同一个包络和相位随机缓变的正弦波。
9.窄带高斯过程的包络和相位分别服从什么概率分布答:包络服从瑞利分布;相位服从均匀分布。