信号与信道.PPT

结论： 任何一个周期均可表示为直流和各次谐波分量之和 频谱图:表示一个信号的频率成分及其比重 频谱特点：离散性、谐波性、收敛性 带宽: B = fmax - fmin * 第二章 信号与信道 * 本章要点 * 确知信号分析 * 随机信号分析 * 信道和噪声 * 信道容量 第2章 信号与信道 2.1 确知信号分析 确知信号：被唯一确定的时间信号 1.周期性信号 一个周期信号f(t),可展开为如下的三角傅立叶级数 也可展成指数傅立叶级数 一、确知信号分析 2.非周期性信号可进行傅立叶变换 f(t) F(W) 结论：可用频谱图表示,特点：连续、收敛 1.信号的归一化能量：电压或电流f(t)加于单位电阻（1Ω）上所消耗的能量 2. 功率信号的功率谱密度 二、信号的能量和功率 1.自相关函数 2. 功率信号的自相关函数 三、确知信号的相关函数 3.能量信号的互相关函数 4. 功率信号的互相关函数 2.2 随机信号分析 一、随机过程:信号是不确定或不可预知的 二、随机过程的统计特性 随机过程可通过统计特性和数字特征来表述 统计特性 称为n维概率密度函数，当n＝1时为一维概率密度函数 三、随机过程的数字特征 统计特性 方差 协方差 相关函数 2.3 信道和噪声 一、信道特性及其数学模型 信源 编码器 信宿 译码器 调制信道 编码信道 媒 介 发转换器 调制器 收转换器 解调器 1. 狭义信道: 仅含传输媒介 2. 广义信道:调制信道、编码信道 时变线性网络 e i (t) e o (t) 调制信道 媒 介 发转换器 调制器 收转换器 解调器 3.调制信道 网络的输入与输出之间的关系可以表示为： ? 式中，e i (t)-------是输入的已调信号， e o (t) ------是信道的输出， n ( t )------为加性噪声(或称加性干扰)，它与e i 不发生依赖关系。 k(t) ------称为乘性干扰，它依赖于信道的特性 e o (t) = k(t) e i (t) + n ( t ) 信道对信号的影响可归结为两个因素： 乘性干扰k(t)的影响--恒参、随参信道； 是加性干扰，n(t)的影响－人为、自然 、内部噪声 时变线性网络 e i (t) e o (t) 信道模型 4.编码信道 信源 编码器 信宿 译码器 编码信道 媒 介 发转换器 调制器 收转换器 解调器 P(0/0) P(1/0) P(0/1) P(1/1) 0 1 0 1 P(0/0)、P(1/1)---正确转移概率 P(0/1)、P(1/0)---错误转移概率 转移概率完全由编码信道的特性所决定 二、通信中常见的几种噪声 (1)白噪声：是指它的功率谱密度函数在整个频率域( - ∞ ω +∞ )内是常数，即服从均匀分布。称它为白噪声，因为它类似于光学中包括全部可见光频率在内的白光。 理想的白噪声功率谱密度通常被定义为 式中 n。的单位是w／Hz. Pn(ω) = (- ∞ ω +∞ ) (2)窄带高斯噪声： 在实际的通信系统中，许多电路都可以等效为一个窄带网络。窄带网络的带宽W远远小于其中心频率ωo。当高斯白噪声通过窄带网络时，其输出噪声只能集中在中心频率ωo附近的带宽W之内，称这种噪声为窄带高斯噪。 窄带网络 白噪声 窄带噪声 H(ω) 输出噪声只能集中在中心频率 ωo附近的带宽W之内 a） 0 ω -ω0 +ω0 Sn(ω) t n(t) b） c） W 振幅、相位变化缓慢 频率近似等于ωo * 第二章 信号与信道