题目
[单选] 高斯白噪声通过线性系统,其输出分布为()。A. 高斯分布B. 瑞利分布C. 广义瑞利分布D. 均匀分布
[单选] 高斯白噪声通过线性系统,其输出分布为()。
A. 高斯分布
B. 瑞利分布
C. 广义瑞利分布
D. 均匀分布
题目解答
答案
A. 高斯分布
解析
考查要点:本题主要考查高斯分布在线性系统中的特性,以及线性变换对随机变量分布的影响。
解题核心思路:
- 高斯白噪声的“高斯”属性决定了其概率分布为高斯分布。
- 线性系统的叠加性和齐次性保证:高斯分布经过线性变换后仍保持高斯分布,仅均值和方差可能改变。
- 其他选项(如瑞利分布、均匀分布)与线性系统的输出特性无关。
破题关键点:
- 明确线性变换不改变高斯分布的本质,仅改变其统计参数。
- 区分“白噪声”与“高斯分布”的独立性:“白”影响功率谱密度,“高斯”决定概率分布形式。
高斯分布的线性变换性质:
若随机变量 $X \sim \mathcal{N}(\mu_X, \sigma_X^2)$,经线性变换 $Y = aX + b$,则 $Y \sim \mathcal{N}(a\mu_X + b, a^2\sigma_X^2)$。
结论:线性变换保持高斯分布形式。
线性系统对高斯白噪声的作用:
- 输入:高斯白噪声为高斯分布,且不同时间点的噪声独立。
- 系统处理:线性系统对输入进行线性组合(如滤波),输出仍为高斯分布(均值和方差由系统参数决定)。
- 输出特性:
- 分布形式:高斯分布(选项A)。
- 功率谱密度:可能非均匀(因系统滤波),但分布类型不变。
错误选项分析:
- B. 瑞利分布:需两个独立高斯变量的平方和,与线性系统无关。
- C. 广义瑞利分布:扩展情况,但不符合线性变换特性。
- D. 均匀分布:线性变换无法将高斯分布转化为均匀分布。