Индивидуальное задание № 1

Министерство образования и науки

Российской Федерации

 

Федеральное государственное бюджетное образовательное

учреждение высшего профессионального образования

ТОМСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ УНИВЕРСИТЕТ

СИСТЕМ УПРАВЛЕНИЯ И РАДИОЭЛЕКТРОНИКИ (ТУСУР)

 

Кафедра радиотехнических систем (РТС)

 

Пояснительная записка к индивидуальному заданию

по дисциплине "Теория электрической связи"

 

 

Студент гр. 1А1

___________ А.А. Загородников

___________

 

 

Руководитель

Доцент кафедры РТС

кандидат технических наук

______ ___________ А.С. Бернгардт

___________

 

Томск 2014

Индивидуальное задание № 1

1 Вероятностное описание символа

Для дискретной случайной величины X, принимающей одно из трех значений xj с вероятностями pj, записать ряд распределения и функцию распределения, привести соответствующие графики и найти следующие числовые характеристики: математическое ожидание и СКО, математическое ожидание модуля X, M[X 2], M[p(X)], M[(p(X))-1], M[-log2 p(X)].

 

Таблица 1.1 - Входные данные

N x1 x2 x3 p1 p2 p3
52 -9 2 9 0,06 0,71 0,23

 

Таблица 1.2 - Ряд распределения дискретной случайной величины

xi -9 2 9
pi 0,06 0,71 0,23

Рисунок 1.1 – Функция распределения дискретной случайной величины

 

Для расчета требуемых характеристик использовались следующие формулы:

(1.1)

(1.2)

(1.3)

(1.4)

(1.5)

(1.6)

(1.7)

Таблица 1.3 - Полученные данные

mx s x M [ | X | ] M [ X 2 ] M [ p ( X )] M [( p ( X ))-1] M [- log 2 p ( X )] S
0,11 5,13 4,03 26,33 0,561 3 1,082 40,243

 

 

2 Вероятностное описание двух символов

Два символа X и Y имеют возможные значения x1, x2 и y1, y2 соответственно. Задана матрица совместных вероятностей с элементами pj,k=p(xj , yk). Найти: ряд распределения случайной величины X а также mx, sx, M[-log2 p(X , Y)]. Повторить то же при каждом из условий Y = y1 и Y = y2, то есть определить условные ряды распределения и числовые характеристики случайной величины X.

 

Таблица 2.1 - Входные данные

N x 1 x 2 p 11 p 21 p 12 p 22
52 3 6 0,24 0,35 0,11 0,3

 

Таблица 2.2 - Ряд распределения случайной величины Х

xi 3 6
pi 0,35 0,65

 

Для расчета требуемых характеристик использовались следующие формулы:

(2.1)

(2.2)

(2.3)

(2.4)

(2.5)

(2.6)

Таблица 2.2 - Полученные данные

p(x1) p(x2) p(x1/y1) p(x2/y1) p(x1/y2) p(x2/y2) mx sx M[-log2 p(X,Y)] S
0,35 0,65 0,407 0,593 0,268 0,732 4,95 1,431 1,896 11,3

 

3 АЦП непрерывных сигналов

АЦП , m-разрядный рассчитан на входные напряжения в интервале (Umin , Umax) и проводит квантование во времени с шагом Dt=1. Записать последовательность, состоящую из 5 двоичных комбинаций на выходе АЦП, если на вход поступает сигнал U ( t )=u0+u1t+u2t2, для 0 ≤t≤4. Найти среднеквадратическую величину ошибки квантования по уровню для данного сигнала σ и затем ее теоретическое значение σou/(√12), где Δu – шаг квантования по уровню. Полученные двоичные комбинации представить в форме целых неотрицательных десятичных чисел Z0,Z1,…,Z4, например: 00011010=26. Построить графики фукции U(t) и погрешности восстановления сигнала ε(t).

Таблица 3.1 – Входные данные

N m Umin Umax u 0 u 1 u 2
52 7 -139.21 -10.24 -8.90 -6.30 -5.70

 

Для расчета требуемых характеристик использовались следующие формулы:

(3.1)

(3.2)

(3.3)

(3.4)

(3.5)

(3.6)

 

 

Рисунок 3.1 – Входной сигнал

 

Рисунок 3.2 – Погрешность восстановления сигнала

 

 

Таблица 3.1 – Выходные данные

Z 0 Z 1 Z2 Z3 Z 4 σ σo S
127 117 94 58 13 0,905 0,291 411,196
1111111 1110101 1011110 0111011 0001101

 

4 Нормальные случайные величины

Система случайных величин Х,У имеет нормальное распределение W ( x , y ), которое характеризуется вектором-строкой математических ожиданий a=(mx , my) и ковариационной матрицей K. Найти:sx, sy, коэффициент ковариации k; значение условного СКО sx(y) и математического ожидания mx(у); xmp(yo) – наиболее вероятное значение х при заданном уо; значение .

Таблица 4.1 – Входные данные

N mx my K 11 K 22 K 12 y o
52 3,86 3,08 1,62 3,14 1,93 5,98

 

Для расчета требуемых характеристик использовались следующие формулы:

(4.1)

(4.2)

(4.3)

(4.4)

(4.5)

(4.6)

(4.7)

Таблица 4.1 – Выходные данные

s x s y k s x ( y о ) I xmp ( y o ) S
1,273 1,772 0,718 0,886 0,523 1,914 7,113