KWALIFIKACJA INF1 - STYCZEŃ 2018

PYTANIE NR 9.
Sygnał, który w każdej chwili jest opisywany zmienną losową o znanych statystykach, to sygnał
A.
B.
C.
D.
Wyjaśnienie poprawnej odpowiedzi:
Sygnał stochastyczny jest opisywany w każdej chwili zmienną losową, a jego własności określa się statystykami (np. średnią, wariancją, autokorelacją). Sygnał deterministyczny ma przebieg jednoznacznie wyznaczony, a harmoniczny jest szczególnym przypadkiem deterministycznego.
"Stacjonarny" dotyczy własności procesu, nie samej definicji losowości.

Pełne wyjaśnienie:

Sygnał, który "w każdej chwili jest opisywany zmienną losową o znanych statystykach", to sygnał stochastyczny (losowy). Oznacza to, że jego wartości nie są z góry jednoznacznie przewidywalne jak w przypadku funkcji deterministycznej, lecz są realizacją pewnego procesu losowego. Taki sygnał opisuje się parametrami statystycznymi, np. wartością średnią, wariancją, gęstością prawdopodobieństwa, funkcją autokorelacji czy widmem mocy.

Odpowiedź "deterministyczny" jest niepoprawna, ponieważ sygnał deterministyczny ma przebieg w pełni określony (np. znany wzór w czasie), więc w danym momencie nie trzeba go opisywać zmienną losową. Odpowiedź "harmoniczny" również jest niepoprawna: sygnał harmoniczny (sinusoidalny) to klasyczny przykład sygnału deterministycznego, opisanego konkretną amplitudą, częstotliwością i fazą.

Odpowiedź "stacjonarny" bywa myląca, bo jest terminem z teorii procesów losowych, ale oznacza coś innego: stacjonarność dotyczy tego, czy własności statystyczne procesu nie zmieniają się w czasie (w pewnym sensie). Proces może być stochastyczny i stacjonarny, stochastyczny i niestacjonarny, a także deterministyczny (dla którego pojęcie stacjonarności zwykle nie jest kluczową klasyfikacją). W samym pytaniu kluczowe jest to, że sygnał jest opisywany zmienną losową, więc właściwą kategorią jest "stochastyczny".

  • Wskazówka egzaminacyjna: gdy w treści pojawia się "zmienna losowa", "statystyki", "prawdopodobieństwo", najpierw rozważ klasę: deterministyczny vs stochastyczny.
  • W praktyce telekomunikacji: szumy i zakłócenia w torze transmisyjnym zwykle modeluje się stochastycznie, a ich wpływ ocenia przez parametry statystyczne.

Dodatkowe pytania

Dodatkowe pytania (FAQ):
Sygnał stochastyczny (losowy) to taki, którego wartości w czasie nie są z góry jednoznacznie wyznaczone, lecz traktuje się je jako realizację procesu losowego. Opisuje się go statystykami, np. średnią, wariancją i funkcją autokorelacji, zamiast jednym "dokładnym" przebiegiem.
Ponieważ w ustalonej chwili (dla danego czasu) wartość sygnału nie jest pewną liczbą, tylko wynikiem "losowania" zgodnego z pewnym rozkładem. Dlatego formalnie jest to zmienna losowa, a cały przebieg w czasie jest procesem losowym.
To znaczy, że potrafimy go opisać parametrami probabilistycznymi, np. wartością oczekiwaną, wariancją, rozkładem prawdopodobieństwa, autokorelacją lub widmem mocy. Nie musimy znać dokładnej wartości w każdej chwili, ale znamy typowe własności w sensie statystycznym.
Sygnał deterministyczny ma przebieg jednoznacznie określony (np. wzorem) i w danej chwili jego wartość jest przewidywalna. Sygnał stochastyczny jest losowy: w danej chwili opisuje go zmienna losowa, a zamiast dokładnego przebiegu podaje się jego charakterystyki statystyczne.
W typowej klasyfikacji sygnał harmoniczny (sinus) jest deterministyczny, bo jego parametry (amplituda, częstotliwość, faza) wyznaczają przebieg jednoznacznie. Może jednak wystąpić sytuacja, gdy parametry sinusoidy są losowe (np. losowa faza) — wtedy model obejmuje element stochastyczny.
Stacjonarność to własność procesu (zwykle losowego), mówiąca, że jego charakterystyki statystyczne nie zmieniają się w czasie w określonym sensie. To nie jest synonim "losowy". Sygnał może być stochastyczny i stacjonarny albo stochastyczny i niestacjonarny.
Bo w pytaniu kluczowe jest to, że sygnał "w każdej chwili" opisuje zmienna losowa — to definiuje sygnał stochastyczny. "Stacjonarny" opisuje dodatkową cechę procesu (czy statystyki zależą od czasu), a nie podstawową kategorię deterministyczny vs stochastyczny.
Najczęściej spotkasz: wartość średnią (składowa stała), wariancję/odchylenie standardowe (moc fluktuacji), funkcję autokorelacji (podobieństwo w czasie) oraz widmo mocy. Te wielkości są podstawą analizy szumów i zakłóceń w telekomunikacji.
Najczęściej jako szum i zakłócenia w torach miedzianych, koncentrycznych lub światłowodowych (na odbiorniku w postaci fluktuacji poziomu, trzasków, impulsów). W diagnostyce liczy się wtedy ocena "statystyczna" jakości, np. zmienność parametrów i podatność na interferencje.
Najpierw szukaj słów-kluczy: "zmienna losowa", "prawdopodobieństwo", "statystyki" wskazują na stochastyczny; "dokładny wzór", "sinus", "okresowy" zwykle na deterministyczny. Potem sprawdź, czy pozostałe odpowiedzi nie opisują tylko dodatkowych własności (np. stacjonarność).
info

Statystycznie 59% uczniów zna prawidłową odpowiedź. średnie

Specjaliści zwracają uwagę: "Sygnał stochastyczny jest opisywany w każdej chwili zmienną losową, a jego własności określa się statystykami (np. średnią, wariancją, autokorelacją)."

Źródła:

  • A. Papoulis, S. U. Pillai, "Probability, Random Variables, and Stochastic Processes", 4th edition, McGraw-Hill, 2002.
  • A. Leon-Garcia, "Probability, Statistics, and Random Processes for Electrical Engineering", 3rd edition, Pearson, 2008.
  • S. Haykin, "Communication Systems", 4th edition, Wiley, 2001.

Materiały:

  • Podręczniki z teorii sygnałów i systemów (rozdziały o sygnałach losowych)
  • Wprowadzenie do rachunku prawdopodobieństwa i statystyki dla telekomunikacji
  • Materiały dydaktyczne o szumach i zakłóceniach w telekomunikacji

Aktualizacja pytania: 31.03.2026



Aktualizacja pytania: 31.03.2026
📡 Brak połączenia internetowego