平稳随机序列xn通过一个单位冲击响应为hn的线形时不变系统,输出y与xn的互相关函数等于Rx与hn的卷积吗

时间: 2023-09-20 19:06:21 浏览: 64
### 回答1: 是的,如果平稳随机序列$x_n$通过一个单位冲击响应为$h_n$的线性时不变系统,输出$y$与$x_n$的互相关函数等于$R_x$与$h_n$的卷积。这可以使用线性时不变系统的卷积定理来证明。 具体地,设$y_n$为$x_n$通过线性时不变系统得到的输出,则有 $$ y_n = \sum_{k=-\infty}^{\infty} h_k x_{n-k} $$ 则$y_n$和$x_n$的互相关函数为 $$ \begin{aligned} R_{yx}(m) &= E[x_n y_{n+m}] \\ &= E[x_n \sum_{k=-\infty}^{\infty} h_k x_{n+m-k}] \\ &= \sum_{k=-\infty}^{\infty} h_k E[x_n x_{n+m-k}] \\ &= \sum_{k=-\infty}^{\infty} h_k R_x(m-k) \end{aligned} $$ 这就是$R_x$和$h_n$的卷积形式。因此,输出$y$与$x_n$的互相关函数等于$R_x$与$h_n$的卷积。 ### 回答2: 是的,平稳随机序列xn通过一个单位冲击响应为hn的线性时不变系统,输出y与xn的互相关函数等于Rx与hn的卷积。 互相关函数表示了两个信号之间的相似程度。对于平稳随机序列xn,其自相关函数Rx定义为Rx(t1,t2) = E(x(t1)*x(t2)),其中E表示期望值。单位冲击响应hn表示了系统对单位冲击信号的响应。 根据线性时不变系统的特性,系统对于输入信号xn的响应可以通过卷积来表示。所以,系统的输出信号y可以表示为y(t) = (xn*hn)(t),其中*表示卷积运算。 而互相关函数Rxy(t1,t2)表示了输出信号y与输入信号xn之间的相似程度,根据卷积的性质,可以得到Rxy(t1,t2) = E(y(t1)*x(t2)) = E((xn*hn)(t1)*x(t2)) = E((xn(t1-t2)*hn(t1-t2)) = (Rx*hn)(t1,t2)。 因此,输出y与xn的互相关函数Rxy等于输入信号的自相关函数Rx与单位冲击响应hn的卷积。 ### 回答3: 是的,平稳随机序列xn通过一个单位冲击响应为hn的线形时不变系统,输出y与xn的互相关函数等于Rx与hn的卷积。 在时域中,互相关函数表示两个信号之间的相互影响程度。对于平稳随机序列与线性时不变系统,其输出信号y可以表示为输入信号xn与系统的冲击响应hn的卷积操作。即: y = xn * hn 而互相关函数可以表示为输入信号xn与输出信号y的卷积操作。即: Rxy(t) = xn ⊗ y(t) 由于输出信号y等于输入信号xn与系统的冲击响应hn的卷积,所以可以将其代入互相关函数的表达式中。得到: Rxy(t) = xn ⊗ (xn * hn) = (xn ⊗ xn) * hn 由数学性质可知,卷积操作具有结合律,即(a ⊗ b) ⊗ c = a ⊗ (b ⊗ c)。因此,上式可以进一步化简为: Rxy(t) = (xn ⊗ xn) * hn = Rx(t) * hn 因此,可以得出结论,平稳随机序列xn通过一个单位冲击响应为hn的线形时不变系统,输出y与xn的互相关函数等于Rx与hn的卷积。

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