通信原理简明教程作者黄葆华第2章　预备知识课件.pptVIP

CP 第2章 信号与噪声 Baisen Liu 通信原理简明教程－第2章 第2章 预备知识 2.1 信号与系统的分类 2.2 确知信号分析 2.3 随机信号分析 2.4 通信系统中的噪声 2.5 匹配滤波器 2.6 信道 2.1 信号与系统的分类 信号的分类 数字信号与模拟信号 　　数字信号：携带信息的参量取值离散，如计算机输出的“１”“０”信号。 　　模拟信号：携带信息的参量取值连续，如语音信号。 周期信号与非周期信号 　　周期信号：每隔一个固定时间重复出现的信号，如正弦信号或余弦信号。 　　非周期信号：不是周期重复出现的信号，如语音信号、单个的矩形脉冲信号等。 2.1 信号与系统的分类 确知信号与随机信号 　 确知信号：能用确定的数字表达式描述的信号。 　 随机信号：信号在发生之前无法预知的信号，即写不出确定的数学表达式，通常只知道它取某值的概率。 能量信号与功率信号 能量信号：能量有限的信号。如宽度和幅度有限的单个矩形脉冲。 功率信号：功率有限的信号。如正弦或余弦信号。 2.1 信号与系统的分类 2. 系统的分类 线性系统与非线性系统 线性系统：满足线性叠加原理的系统。 非线性系统：不满足线性叠加原理的系统。 时不变与时变系统 时不变系统：系统的参数不随时间变化。也称为恒参系统。 时变系统：系统的参数随时间变化，也称为变（随）参系统。 2.1 信号与系统的分类 物理可实现与物理不可实现系统 物理可实现系统：实际系统都是物理可实现系统，其特点是系统的输出信号不可能在输入信号之前出现。 物理不可实现系统：理想系统都是物理不可实现的系统，如理想低通滤波器。 2.2 确知信号分析 2.2.1 周期信号的频谱分析 2.2.2 非周期信号的频谱分析 2.2.3 帕塞瓦尔定理及谱密度 2.2.4 波形的相关与卷积 2.2.5 信号带宽 2.2.1 周期信号的频谱分析 任意周期为T0的周期信号可以展开成如下指数形式的级数： 当x(t)为实偶信号时，　也为实偶函数。　反映了周期信号中频率为　　成分的幅度值和相位值，　　称为周期信号的频谱。 2.2.1 周期信号的频谱分析 2.2.1 周期信号的频谱分析 2.2.1 周期信号的频谱分析 2.2.1 周期信号的频谱分析 2.2.2 非周期信号的频谱分析 非周期信号 与其傅里叶变换 之间关系: 2.2.2 非周期信号的频谱分析 2. 常用信号的傅里叶变换对 　　　矩形脉冲　　　　　　　　　矩形脉冲的频谱 2.2.2 非周期信号的频谱分析 门函数频谱函数的傅氏反变换 2.2.2 非周期信号的频谱分析 升余弦脉冲的傅氏变换 2.2.2 非周期信号的频谱分析 升余弦频谱函数的傅氏反变换 2.2.2 非周期信号的频谱分析 周期信号频谱： 周期冲激脉冲序列频谱函数： 周期矩形脉冲序列频谱函数： 2.2.2 非周期信号的频谱分析 （1）线性叠加 （2）时移特性 [例2-6] 求下图脉冲信号的频谱。 2.2.2 非周期信号的频谱分析 （3）频移特性 2.2.2 非周期信号的频谱分析 2.2.3 帕塞瓦尔定理及谱密度 1. 能量信号的帕塞瓦尔定理及能量谱 能量信号的帕塞瓦尔定理: 帕塞瓦尔定理将信号能量或功率与信号的频谱函数联系起来。这样就有了时域和频域两种计算能量或功率的方法，从而可以选择方便计算的方法来求得信号的能量或功率。 2.2.3 帕塞瓦尔定理及谱密度 [例 2-8] 求信号 的能量. 定义单位频率上的能量为能量谱密度: 能量谱表示能量随频率分布的情况.　 2.2.3 帕塞瓦尔定理及谱密度 2. 功率信号的帕塞瓦尔定理及功率谱 功率信号的帕塞瓦尔定理: 帕塞瓦尔定理将信号能量或功率与信号的频谱 函数联系起来。这样就有了时域和频域两种计算能量或功率的方法，从而可以选择方便计算的方法来求得信号的能量或功率。 2.2.3 帕塞瓦尔定理及谱密度 定义单位频率上的功率为功率谱密度: 功率谱表示功率随频率分布的情况. [例2-9]设余弦信号 ，求此信号功率谱密度及其功率。 　 2.2.4 波形的相关与卷积 1.波形的相关 能量信号的互相关定义为: 当 时,即为自相关函数: 2.2.4 波形的相关与卷积 2.2.4 波形的相关与卷积 自相关函数的特性 ① 能量信号:　　　；功率信号:　　　。 ② ③ ④