通信原理 課件全套 劉繼光 01通信原理概述- 10差錯控制編碼

第1章

通信原理概述第1章

通信原理概述第1章

通信原理概述1.1通信的基本概念通信的目的：傳遞消息中所包含的信息。消息：是物質(zhì)或精神狀態(tài)的一種反映，例如語音、文字、音樂、數(shù)據(jù)、圖片或活動圖像等。信息：是消息中包含的有效內(nèi)容。實現(xiàn)通信的方式和手段：非電的：如旌旗、消息樹、烽火臺…電的：如電報、電話、廣播、電視、遙控、遙測、因特網(wǎng)和計算機通信等。第1章

通信原理概述1837年：莫爾斯發(fā)明有線電報1876年：貝爾發(fā)明有線電話1918年：調(diào)幅無線電廣播、超外差接收機問世1936年：商業(yè)電視廣播開播電信發(fā)明史后面講述中，“通信”這一術(shù)語是指“電通信”，包括光通信，因為光也是一種電磁波。在電通信系統(tǒng)中，消息的傳遞是通過電信號來實現(xiàn)的。第1章

通信原理概述1.2

通信系統(tǒng)的組成□

1.2.1

通信系統(tǒng)的一般模型信息源（簡稱信源）：把各種消息轉(zhuǎn)換成原始電信號，如麥克風。信源可分為模擬信源和數(shù)字信源。發(fā)送設(shè)備：產(chǎn)生適合于在信道中傳輸?shù)男盘?。信道：將來自發(fā)送設(shè)備的信號傳送到接收端的物理媒質(zhì)。分為有線信道和無線信道兩大類。噪聲源：集中表示分布于通信系統(tǒng)中各處的噪聲。第1章

通信原理概述接收設(shè)備從受到減損的接收信號中正確恢復出原始電信號。受信者（信宿）把原始電信號還原成相應(yīng)的消息，如揚聲器等。第1章

通信原理概述模擬信號：代表消息的信號參量取值連續(xù)，例如麥克風輸出電壓：1.2

通信系統(tǒng)的組成□

1.2.2

模擬通信系統(tǒng)模型和數(shù)字通信系統(tǒng)模型模擬信號和數(shù)字信號0t0t(a)話音信號(b)

抽樣信號圖1-2模擬信號第1章

通信原理概述數(shù)字信號：代表消息的信號參量取值為有限個，例如電報信號、計算機輸入輸出信號：模擬信號和數(shù)字信號0tt碼元圖1-3

數(shù)字信號(a)

二進制信號 (b)

2PSK信號□

通常，按照信道中傳輸?shù)氖悄M信號還是數(shù)字信號，相應(yīng)地把通信系統(tǒng)分為模擬通信系統(tǒng)和數(shù)字通信系統(tǒng)。第1章

通信原理概述模擬通信模擬通信系統(tǒng)是利用模擬信號來傳遞信息的通信系統(tǒng)：系統(tǒng)模型圖1-4 模擬通信系統(tǒng)模型兩種變換模擬消息基帶信號原始電信號（基帶信號）已調(diào)信號（帶通信號）第1章

通信原理概述數(shù)字通信系統(tǒng)模型數(shù)字通信系統(tǒng)是利用數(shù)字信號來傳遞信息的通信系統(tǒng)信息源信源編碼信道譯碼信道編碼信

道數(shù)字調(diào)制加密數(shù)字解調(diào)解密信源譯碼受信者噪聲源圖1-5數(shù)字通信系統(tǒng)模型信源編碼與譯碼目的：①提高信息傳輸?shù)挠行?/p>

②完成模/數(shù)轉(zhuǎn)換信道編碼與譯碼目的：增強抗干擾能力加密與解密目的：保證所傳信息的安全數(shù)字調(diào)制與解調(diào)目的：形成適合在信道中傳輸?shù)膸ㄐ盘柾侥康模菏故瞻l(fā)兩端的信號在時間上保持步調(diào)一致第1章

通信原理概述優(yōu)點缺點抗干擾能力強，且噪聲不積累傳輸差錯可控便于處理、變換、存儲便于將來自不同信源的信號綜合到一起傳輸易于集成，使通信設(shè)備微型化，重量輕易于加密處理，且保密性好需要較大的傳輸帶寬對同步要求高□

1.2.3

數(shù)字通信的特點第1章

通信原理概述1.3 通信系統(tǒng)分類與通信方式1.3.1

通信系統(tǒng)的分類按通信業(yè)務(wù)分類：電報通信系統(tǒng)、電話通信系統(tǒng)、數(shù)據(jù)通信系統(tǒng)、圖像通信系統(tǒng)…

…按調(diào)制方式分類：基帶傳輸系統(tǒng)和帶通（調(diào)制）傳輸系統(tǒng)調(diào)制傳輸系統(tǒng)又分為多種調(diào)制。按信號特征分類：模擬通信系統(tǒng)和數(shù)字通信系統(tǒng)按傳輸媒介分類：有線通信系統(tǒng)和無線通信系統(tǒng)按工作波段分類：長波通信、中波通信、短波通信

…

…按信號復用方式分類：頻分復用、時分復用、碼分復用第1章

通信原理概述消息只能單方向傳輸?shù)墓ぷ鞣绞絾喂ねㄐ磐ㄐ烹p方都能收發(fā)消息，但不能同時收發(fā)的工作方式通信雙方可同時進行收發(fā)消息的工作方式半雙工通信全雙工通信□

1.3.2

通信方式□ 單工、半雙工和全雙工通信第1章

通信原理概述發(fā)送方接收方同時發(fā)送8比特01101100并行傳輸：將代表信息的數(shù)字信號碼元序列以成組的方式在兩條或兩條以上的并行信道上同時傳輸并行傳輸和串行傳輸優(yōu)點：節(jié)省傳輸時間，速度快：不需要字符同步措施缺點：需要

n

條通信線路，成本高第1章

通信原理概述接收方01100100發(fā)送方01100100并行/串行轉(zhuǎn)換器串行/并行轉(zhuǎn)換器0110010

08比特依次發(fā)送串行傳輸將數(shù)字信號碼元序列以串行方式一個碼元接一個碼元地在一條信道上傳輸優(yōu)點：只需一條通信信道，節(jié)省線路鋪設(shè)費用缺點：速度慢，需要外加碼組或字符同步措施其他分類方式①同步通信和異步通信

②專線通信和網(wǎng)通信第1章

通信原理概述1.4

通信系統(tǒng)主要性能指標□

通信系統(tǒng)的主要性能指標：有效性和可靠性有效性：指傳輸一定信息量時所占用的信道資源（頻帶寬度和時間間隔），或者說是傳輸?shù)摹八俣取眴栴}。可靠性：指接收信息的準確程度，也就是傳輸?shù)摹百|(zhì)量”問題。□

模擬通信系統(tǒng)：有效性：可用有效傳輸頻帶來度量。可靠性：可用接收端最終輸出信噪比來度量。第1章

通信原理概述數(shù)字通信系統(tǒng)有效性：用傳輸速率和頻帶利用率來衡量。碼元傳輸速率RB：定義為單位時間（每秒）傳送碼元的數(shù)目，單位為波特（Baud），簡記為B。□

信息傳輸速率Rb：定義為單位時間內(nèi)傳遞的平均信息量或比特數(shù)，單位為比特/秒，簡記為

b/s，或bpsRB

1T(B) 中T

－

碼元的持續(xù)時間（秒）第1章

通信原理概述(B)2log MRRB

b □

碼元速率和信息速率的關(guān)系Rb

RBlog

2

M (b/s)或?qū)τ诙M制數(shù)字信號：M

=

2，碼元速率和信息速率在數(shù)量上相等。對于多進制，例如在八進制（M

=

8）中，若碼元速率為1200

B，，則信息速率為3600

b/s。第1章

通信原理概述(B/Hz)B□

頻帶利用率：定義為單位帶寬（1赫茲）內(nèi)的傳輸速率，即

R

Bb/(s

Hz)

RbBb或

□

可靠性：常用誤碼率和誤信率表示。eP

誤碼率bP

錯誤碼元數(shù)傳輸總碼元數(shù)誤信率，又稱誤比特率Pb

Pe錯誤比特數(shù)傳輸總比特數(shù)在二進制中有第1章

通信原理概述1.6

小結(jié)通信的目的、電信發(fā)明史通信系統(tǒng)的模型數(shù)字信號、模擬信號，基帶信號、已調(diào)信號（帶通信號、頻帶信號）數(shù)字通信特點通信系統(tǒng)分類單工、半雙工、全雙工通信，并行傳輸和串行傳輸通信系統(tǒng)的有效性和可靠性第二章

信號分析2.1

信號的分類□

2.1.1信號的基本概念1.

定義廣義:

信號是隨時間變化的某種物理量。嚴格:

信號是信息的表現(xiàn)形式與傳送載體。電信號通常是隨時間變化的電壓或電流。2.

表示數(shù)學解析式或圖形第二章

信號分析□

語音信號：空氣壓力隨時間變化的函數(shù)f(t)0 0.1 0.2 0.3 0.4□

語音信號“你好”的波形第二章

信號分析□

靜止的彩色圖象：三基色紅(R)、綠(G)、藍(B)隨空間位置變化的信號。????(??,

??)??(??,

??)

= ????(??,

??)????(??,

??)第二章

信號分析□

信號與信息的關(guān)系????2??(??)????2+

??????(??)????+????(??)=

??x(t)反映了質(zhì)量塊位移的時間變化過程包含有該系統(tǒng)的固有頻率和阻尼比信息第二章

信號分析□

2.1.2信號的分類分類方法表象分類法：信號沿時間演變的特性能量分類法：有限能量和有限平均功率但能量無限信號形態(tài)分類法：信號的幅值或變量連續(xù)or離散的特征維數(shù)分類法：信號模型中獨立變量個數(shù)頻譜分類法：信號頻譜的頻率分布形狀信號的分類主要是依據(jù)信號波形特征來劃分的第二章

信號分析2.

從信號的幅值和能量上--能量信號與功率信號；4.

從連續(xù)性--連續(xù)時間信號與離散時間信號；2.1.3

信號的分類與描述從信號描述上分--確定性信號與非確定性信號；3.

從分析域上--時域與頻域；5.

從可實現(xiàn)性--物理可實現(xiàn)信號與物理不可實現(xiàn)信號。第二章

信號分析□

信號波形：被測信號幅度隨時間的變化歷程稱為信號的波形。波形A0t信號波形圖：用被測物理量的強度作為縱坐標，用時間做橫坐標，記錄被測物理量隨時間的變化情況。第二章

信號分析2.1.3

信號的分類與描述1.

確定性信號與非確定性信號可以用明確數(shù)學關(guān)系式描述的信號稱為確定性信號。不能用數(shù)學關(guān)系式描述的信號稱為非確定性信號。第二章

信號分析□

2.1.3

信號的分類與描述a) 周期信號：經(jīng)過一定時間可以重復出現(xiàn)的信號??(??)=??(??+

????)???? =??

sin????+

??0??A為振幅(最大值)；k為彈簧剛度；m為質(zhì)量；φ0為初始相位第二章

信號分析簡單周期信號諧波信號：??

?? =??cos????+

??復雜周期信號第二章

信號分析□

2.1.3

信號的分類與描述b)

非周期信號：在不會重復出現(xiàn)的信號。準周期信號:由多個周期信號合成，但各信號頻率不成公倍數(shù)。如：x(t)=

sin(t)+sin(√2.t)瞬態(tài)信號:持續(xù)時間有限的信號，如

x(t)=e-Bt

.

Asin(2*pi*f*t)第二章

信號分析□

瞬態(tài)信號mAx(

t

)ck??????+

??0??

?? =

????????0??????第二章

信號分析□

瞬態(tài)信號≈Mt0tTT0t第二章

信號分析□

2.1.3

信號的分類與描述c)非確定性信號：不能用數(shù)學式描述，其幅值、相位變化不可預(yù)知，所描述物理現(xiàn)象是一種隨機過程噪聲信號(平穩(wěn))噪聲信號(非平穩(wěn))統(tǒng)計特性變異第二章

信號分析2.1.3

信號的分類與描述2.

能量信號與功率信號a)能量信號在所分析的區(qū)間（-∞，∞），能量為有限值的信號稱為能量信號，滿足條件：∞? ??2(??)????<

∞?∞一般持續(xù)時間有限的瞬態(tài)信號是能量信號。第二章

信號分析□

2.1.3

信號的分類與描述lim??1∞

2??b)功率信號在所分析的區(qū)間（-∞，∞），能量不是有限值．此時，研究信號的平均功率更為合適。??? ??2(??)????<

∞???□

一般持續(xù)時間無限的信號都屬于功率信號:第二章

信號分析2.1.3

信號的分類與描述3.

時限與頻限信號a)

時域有限信號在時間段

(t1，t2)內(nèi)有定義，其外恒等于零。三角脈沖信號b)

頻域有限信號在頻率區(qū)間(f1，f2

)內(nèi)有定義，其外恒等于零。正弦波幅值譜第二章

信號分析2.1.3

信號的分類與描述4.

連續(xù)時間信號與離散時間信號a)

連續(xù)時間信號:在所有時間點上有定義b)離散時間信號:在若干時間點上有定義采樣信號第二章

信號分析第二章

信號分析2.1.3

信號的分類與描述5.

物理可實現(xiàn)信號與物理不可實現(xiàn)信號a)物理可實現(xiàn)信號：又稱為單邊信號，滿足條件：t＜0時，x(t)

=

0，即在時刻小于零的一側(cè)全為零。第二章

信號分析□

2.1.3

信號的分類與描述b)

物理不可實現(xiàn)信號：在事件發(fā)生前(t<0)就預(yù)制知信號。第二章

信號分析□

信號的時域描述與頻域描述時域描述：信號歷程隨時間展開，反映了信號幅值隨時間變化的特征微分方程和差分方程，借助卷積積分引入單位脈沖響應(yīng)、單位序列響應(yīng)概念，一個線性系統(tǒng)對于一個輸入x(t)所引起的零狀態(tài)響應(yīng)是該系統(tǒng)的單位脈沖響應(yīng)和輸入x(t)的卷積積分。頻域描述：信號時間變量函數(shù)變換成頻域中某個變量的函數(shù)。連續(xù)系統(tǒng)，用付里葉變換和拉氏變換；離散系統(tǒng)，用z

變換。頻域分析中將時域中的微分或差分方程轉(zhuǎn)換為代數(shù)方程。第二章

信號分析□

頻域分析信號頻域分析是采用數(shù)學變換將時域信號x(t)變換為頻域信號X(f)，從而幫助人們從另一個角度來了解信號的特征。8563ASPECTRUMANALYZER9kHz-26.5GHz0t0f數(shù)學變換X(t)=

sin(2πnft)第二章

信號分析□

時域分析與頻域分析的關(guān)系信號頻譜X(f)代表了信號在不同頻率分量成分的大小，能夠提供比時域信號波形更直觀，豐富的信息。第二章

信號分析□

信號的時域描述與頻域描述第二章

信號分析時域分析只能反映信號的幅值隨時間的變化情況，除單頻率分量的簡諧波外，很難明確揭示信號的頻率組成和各頻率分量大小?！?/p>

圖例：受噪聲干擾的多頻率成分信號第二章

信號分析□

大型空氣壓縮機傳動裝置故障診斷第二章

信號分析□

時域和頻域的對應(yīng)關(guān)系131Hz147Hz165Hz175Hz頻域參數(shù)對應(yīng)于設(shè)備轉(zhuǎn)速、固有頻率等參數(shù)，物理意義更明確。第二章

信號分析2.2信號的時域分析2.2.1

常用典型信號1.

正弦信號??(??)=??sin(??0??+

??)A:振幅 w0:角頻率

:初始相位sin(

0t

)At

0

A第二章

信號分析2.2.1

常用典型信號2.

指數(shù)信號復指數(shù)信號 ??(??)

=

??e???? ??=??+

j??0??(??)=??e????ej??0??=??e????cos??0??+j??e????sin??0

??第二章

信號分析??(??)=

?10??>

0??<

0定義 t=0處不做定義u(t)10??(?????)=

?10??>

??0??<

??00tu(t

t0

)t01臺階發(fā)生在t02.2.1

常用典型信號3.

單位階躍信號第二章

信號分析?? ??????(??)=??(??+2)???(???

2)????(??)=

?0?? ??1 ? <??

<2 2其余2.2.1

常用典型信號3.

單位階躍信號階躍信號的作用：1）表示任意的方波脈沖信號第二章

信號分析2.2.1

常用典型信號3.

單位階躍信號階躍信號的作用：2）利用階躍信號的單邊性表示信號的時間范圍sinw0??·

u(??)sinw0(t?t0)·

u(t)sinw0??·u(???

t0)sinw0(t?t0)·u(t?

t0)第二章

信號分析2）沖激信號的定義狄拉克定義式：

(t)=0

, t

0+∞? ??(??)

d??=1?∞廣義函數(shù)定義式：+∞? g(t)??(??)

d??=g(0)?∞2.2.1

常用典型信號4.

沖激信號1）沖激信號的引出 ? 沖激信號的陰影面積=1單位階躍[電壓]信號加在電容兩端，流過電容的電流

i(t)

=

Cdu(t)/dt

可用沖激信號表示?！???(??)??(?????0)d??=??(??0)?∞第二章

信號分析2.2.1

常用典型信號4.

沖激信號3）沖激信號的圖形表示

(t)(1)tt

(t

t0

)(1)t0沖激發(fā)生在

t0第二章

信號分析2.2.1

常用典型信號4.

沖激信號3）沖激信號的圖形表示t0

(t

t

)(1)t0說明：①

沖激信號可以延時至任意時刻t0，以符號

(t-t0)表示，其波形如圖所示。

(t-t0)的定義式為：??(?????0)

=

0 ??≠

??0∞???(?????0)d??

=?∞??0+Δ? ??(?????0)d??=

1??0?Δ第二章

信號分析2.2.1

常用典型信號4.

沖激信號3）沖激信號的圖形表示t

(t)(1)說明：②

沖激信號具有強度，其強度就是沖激信號對時間的定積分值。在圖中用括號注明，以區(qū)分信號的幅值。③

沖激信號的物理意義：表征作用時間極短，作用值很大的物理現(xiàn)象的數(shù)學模型。④

沖激信號的作用：A.表示其他任意信號B.表示信號間斷點的導數(shù)第二章

信號分析□

2.2.1

常用典型信號4.

沖激信號4）沖激信號的極限模型t

f

(t)12

t

g

(t)1

t

2

1/

h

(t)??

??Δ→0=lim??Δ

??Δ→0=limgΔ

??Δ→0=lim?Δ

??第二章

信號分析2.2.1

常用典型信號4.

沖激信號5）沖激信號的性質(zhì)①

篩選特性f

(t)(1)tt0tt0f

(t)

(t

t0

)(f(t0)

)??(??0)??(??)??(?????0)=??(??0)??(???

??0)第二章

信號分析2.2.1

常用典型信號4.

沖激信號5）沖激信號的性質(zhì)②

取樣特性∞???(??)??(?????0)d??=??(??0)?∞證明：∞??(??)??(?????0)=??(??0)??(???

??0)利用篩選特性???(??)??(?????0)d???∞∞=???(??0)??(?????0)d??=??(??0)?∞∞???(?????0)d??=??(??0)?∞第二章

信號分析2.2.1

常用典型信號4.

沖激信號5）沖激信號的性質(zhì)③

展縮特性??(????)

=1????(??), (??≠

0)??(????+??)

=1????????(??

+ ),(??≠

0)沖激信號是偶函數(shù)。第二章

信號分析2.2.1

常用典型信號4.

沖激信號5）沖激信號的性質(zhì)④

沖激信號與階躍信號的關(guān)系???

??(??)d??=?10 ??<

0??>0=

??(??)?∞d??(??)=??(??)d??第二章

信號分析2.2.1

常用典型信號5.

抽樣信號Sa(??)

=sin

????Sa(t)1

□

抽樣信號具有以下性質(zhì)：Sa(0)=

1Sa(??π)=0,??=±1,±2

?∞???a

(??)d??=π?∞sinc(??)

=與Sa(t)信號類似的是sinc(t)

函數(shù)，其定義為sin(

π??)π??第二章

信號分析□

2.2.2信號的運算□

信號的尺度變換□ 信號的翻轉(zhuǎn)□ 信號的平移□ 信號相加□ 信號相乘□ 信號的微分□ 信號的積分第二章

信號分析1.

尺度變換 f(t)

f(at)

a>01t24f

(t)01t1 2f

(2t)01t48f

(t/2)0若0<a<1，則f(at)是f(t)的擴展。若a>1， 則f(at)是f(t)的壓縮。第二章

信號分析??(??)→??(????)

???

>

1 壓縮, 保持信號的時間縮短了0<??

<

1 擴展, 保持信號的時間增長了第二章

信號分析2.

信號的翻轉(zhuǎn)f(t)

f(-t)將

f(t)

以縱軸[t

=

0]為中心作180

翻轉(zhuǎn)1f

(t)01

4f

(

t)第二章

信號分析第二章

信號分析3.

時移（平移）

f(t)

f(t-t0)

，t0為正數(shù)10f

(t

2)10f

(t+2)tf

(t)102 4f(t-t0)，則表示信號右移t0單位；f(t+t0)，則表示信號左移t0單位。??(??)=

?(???2)/2,2≤??≤

40 ,

其他???(???2)=

?(???2?2)/2,2≤???2≤

40 ,

其他=?(???4)/2,4≤??≤

60 ,

其他第二章

信號分析第二章

信號分析□

信號的綜合變換1：??(??)

→

??(????

+

??)信號的綜合變換，可以包含有平移、翻轉(zhuǎn)和展縮。信號由簡單變復雜，操作最好也由簡單到復雜，即：先加減(平移)，后乘除（縮放）。

(各步驟獨立完成，互不干擾)

。平移??(??)→??(??+

??)沿

t

軸移動

|b|

個單位:b>0，左移；b<0，右移（即方向從

0

指向

–b）展縮??(????+

??)沿

t

軸展縮：(若a<0，先翻轉(zhuǎn))|a|>1，壓縮a倍，即縮到原來的1/a0<|a|<1，擴展1/a倍，……第二章

信號分析□

信號的綜合變換2：??(????

+??)

→

??(??)信號的綜合變換，可以包含有平移、翻轉(zhuǎn)和展縮。信號由復雜變簡單，操作最好也由復雜到簡單，即：先乘除（縮放），后加減(平移)

。(各步驟獨立完成，互不干擾)

。??(?2??+??)→??(2??+??)→??(??+??)→

??(??)展2倍 移動方向從

–b

指向

0??(2??+??)→??(??+??)→??(??)第二章

信號分析時移、反轉(zhuǎn)和展縮的順序可以任意，共有6種。其余5種如下（注意：操作對自變量t進行，t帶非1系數(shù)時要進行變換）：□

以??(??)

→

??(?2??

+

4)為例！向右移??(??)

→

??(???) ??(???+4)→??(?2??+

4)向右移2個單位??(??)→??(???)

→

??(?2??) ??(?2??+

4)??(??)→??(2??)→

??(?2??)向右移2個單位??(?2??+

4)??(??)→

??(2??)向左移2個單位??(2??+4)→??(?2??+

4)??(??)→??(??+4)→??(???+4)→??(?2??+

4)√第二章

信號分析□??(??)→??(?2??+

2)□ 操作由簡單變復雜，各步驟獨立完成。?2??(??)024????(??+

2)02??

反轉(zhuǎn)?4展縮?時移??2??(2??+

2)01??2??(?2??+

2)0?1□??(?2??+2)→

??(??)□ 操作由復雜變簡單，各步驟獨立完成。第二章

信號分析由于信號在t軸的各種基本運算時，圖形頂點的y值不會發(fā)生改變，所以也可以一步到位地得到最后的圖形。??(?2??+

2)????(?1)?1 0 2??(0)??(2)1y??正常操作：??(?2??+2)→??(??)→??(3??+

4)??(?1):4=3??+4???=0???(0):2=3??+4???=

?2/3??(2):?2=3??+4???=

?2??(3??+

4)第二章

信號分析□

已知f(t)，求f(3t+5)。解

方法1：先時移，再標度變換f(t)

f(t+5) f(3t+5)方法2：先壓縮，后移動□ 驗證：計算特殊點t3t+5函數(shù)值t=-13t+5=-1，t=-21t=03t+5=0，t=-5/31t=13t+5=1，t=-4/30第二章

信號分析4.

信號的相加f(t)=f1(t)+f2(t)+

……+fn(t)??1?1??1(??)??1??2(??)??2?1??(??)第二章

信號分析5.

信號的相乘f2(t)t12

2f1(t)t1

11t

11f

(1f(t)=f1(t)

f2(t)第二章

信號分析6.

信號的微分??(??)??12?1?21??(??)??1?112?1?2y(t)=df(t)/dt=f

'(t)第二章

信號分析6.

信號的微分第二章

信號分析□

注意：對不連續(xù)點的微分??(??)??112?1?2?1y'

(t)(1)(-1)(-1)(1)t第二章

信號分析7.

信號的積分????(??)

=

? ??(??)?d??=

???1(??)?∞??(??)110????(??)=

???1(??)110??第二章

信號分析7.

信號的積分第二章

信號分析□

2.2.2信號的運算信號的卷積信號的相關(guān)第二章

信號分析8、卷積設(shè)有兩個函數(shù)??1

??

和??2

??

積分∞??

??

=? ??1????2(???

??)d???∞稱為??1

??

和??2

??

的卷積積分，簡稱卷積，記為??

?? =

??1

?? ???2

????

?? =

??1

?? ???2

??或第二章

信號分析∞??

??

=? ??1????2(???

??)d???∞1.變量代換，由??改為??（積分變量改為??）??1??→??1??，??2??→??2??

，2.翻轉(zhuǎn)、移位翻轉(zhuǎn) 時延??2??→??2

??

， ??2

??? ??2???

??□ 3.相乘：??1

??

·

??2

??

?

??∞□ 4.乘積的積分

??

??=? ??1????2(???

??)d???∞對??時延??—（?????）=???

??積分結(jié)果為??的函數(shù)??1

??

的圖形不動，??2

??

倒置為??2

???

，??2

???

再移動第二章

信號分析□

卷積的性質(zhì):□

(1)

交換率:??(??)

??(??)

=

?(??)

?

??(??)??(??)=??(??)??(??)

=

? ??(??)?(?????)

?????∞∞=

? ??(?????)?(??)????=?(??)?

??(??)?∞?(??) y(t)∞x(t)y(t)??(??)h(t)一個單位沖激響應(yīng)是

?(??)的LTI系統(tǒng)對輸入信號

??(??)

所產(chǎn)生的響應(yīng)，與一個單位沖激響應(yīng)是??(??)的LTI系統(tǒng)對輸入信號?(??)所產(chǎn)生的響應(yīng)相同。二個LTI系統(tǒng)級聯(lián)可以交換級聯(lián)次序LTI系統(tǒng)是線性時不變系統(tǒng)。linear

time-invariant

systems第二章

信號分析□

卷積的性質(zhì):□

(2)

結(jié)合率:[??(??)

?

?1(??)]

?

?2(??)

=

??(??)

?

[?1(??)

?

?2(??)]從系統(tǒng)的觀點解釋：y(t)h1(t) h2(t)w(t)??(??)??(??)=??(??)??2(??)=[??(??)??1(??)]??2(??)?(??)=?1(??)?

?2(??)(1)(2)y(t)h1

(t)

h2

(t)??(??)□ 一個系統(tǒng)是由若干LTI系統(tǒng)級聯(lián)所構(gòu)成，則系統(tǒng)總的單位沖激響應(yīng)等于各個LTI子系統(tǒng)單位沖激響應(yīng)的卷積。第二章

信號分析+y(t

)??(??)□

卷積的性質(zhì):□ (3)

分配率:

??(??)

?

?1(??)

+

??(??)

?

?2(??)

=

??(??)?

[?1(??)

+

?2(??)]?1(??)2?

(??)y(t

)??(??)?1(??)+

?2(??)??(??)

=

??(??)

?

?1(??)

+??(??)

?

?2(??).

.

.

.

.

.

.

.

.

.

.

.

.

.

.

.

(1)=

??(??)

?

[?1(??)

+

?2(??)].

.

.

.

.

.

.

.

.

.

.

.

.

.

.

.

.

.

.

.

.

.

(2)一個系統(tǒng)有若干LTI系統(tǒng)的并聯(lián)構(gòu)成，則系統(tǒng)總的單位沖激響應(yīng)等于各子系統(tǒng)單位沖激響應(yīng)之和。第二章

信號分析□

卷積的性質(zhì):□ (4)

微分:如果

??(??)

?

?(??)

=

??(??)□ (5)積分:

??′(??)

?

?(??)

=

??(??)

?

?′(??)

=

??′(??)?? ????[? ??(??)????]??(??)=??(??)

?

[? ?(??)????]

=

[? ??(??)????]?∞ ?∞ ?∞□ 與

(t)的卷積:

??(??)

?

??(??)

=

??(??)□ 信號平移:

??(??)

?

??(??

?

??0)

=

??(???

??0）??(?????0)???(?????1)=??(?????0?

??1)第二章

信號分析□設(shè)??(??)=

??1

?? ?

??2

??

，則有如下結(jié)論：微分 ??（1）(??)=

??1（1）?? ???2

?? =

??1

?? ?

??2（1）??積分 ??(?1)(??)=

??1(?1)?? ???2

??=

??1

?? ?

??2(?1)??微積分 ??(??)=

??1

?? ???2

??(1)=

??1 ?? ?

??2(?1)??=

??1(?1)(1)?? ???2

??第二章

信號分析□

例：A1f

(t)t—1

01(1)tot0A(1)o t0－

1

t0

t0＋

1

t＝

(t－t0)f(t)*

(t－t0)第二章

信號分析若:

??(??)

=

??(??)

??(??)則:??(?????1)??(?????2)=??(?????1?

??2)??(??)

?

??′(??)

=

??′(??);

微分器????

?? ?

??

?? =

? ????

????

; 積分器?∞第二章

信號分析□

卷積圖解過程??例：??1(??)

=

??2(??),

??2(??)

= [??(??)???(???

3)]2??→

????→

???Otf1(t)11-1O

f（1

）11-1Ot3f2(t)32

2（f

-

）32O

232（f

t-

）?3O

0???→???

?????

3??第二章

信號分析□

卷積圖解過程??2(??

?

??) 的坐標是浮動的。t

：移動的距離??

=

0

,

??2(???)

未移動右移??2(?????)??>0,

??2(???)左移??2(???

??)??＜0,

??2(???)23

1

O 1 ???

3t??2???

??下限????(??

?

??) t-3????(??)-1上限t1當

??

從

?∞

到

∞

變化時，對應(yīng)的

??2(??

?

??)

從左向右移動。

32

1

O1??2???

???????3第二章

信號分析□

卷積圖解過程t

-1

1f

11???

3???????

????

1 O??

≤

?1 兩波形沒有公共處，二者乘積為0，即積分為0??1(??)???2(?????)=

0??(??)=??1(??)???2(??)=

0第二章

信號分析□

卷積圖解過程-1

t

<1

1f

11???

3???????

??

1??O??2(??

?

??)向右移?1

<

??

<

1時兩波形有公共部分，積分開始不為0，積分下限?1，上限t。????(??)=???1(??)???2(?????)d???1=

??1??

12?????d

???? 1????2

??2= 2???

4? = + +4 2 4???1第二章

信號分析□

卷積圖解過程1

t

<2O

f

1 11

1???

3???????

????????3<

?1??≥

1即1

t

<2??(??)=

??????

?????????????=

??第二章

信號分析□

卷積圖解過程2

t<

4

1f

1

1 O???3

1???????

????????3≥

?1???3<

1即2

t<4???31??21 ????(??)

=

? 2(?????)d??=?4+2+2第二章

信號分析□

卷積圖解過程t

>4

1f

11

1 O???

3???????

????即：??

?

3

>

1兩波形沒有公共處，二者乘積為0，即積分為0??1(??)???2(?????)

=

0 ??(??)=??1(??)???2(??)=

0第二章

信號分析□

卷積圖解過程卷積結(jié)果tf

t

11

1 O1Otf

t

2332??(??)

=??2+ +?? 14 2 4?1≤??≤

1??1≤??≤

2??2? + +

2??4 202≤??≤

4其它f

(t

)O4 t2

11 2第二章

信號分析9、

信號的相關(guān)□

（一）信號的自相關(guān)函數(shù)為了定量地確定信號x(t)

與時移副本x(t-

)

的差別或相似程度，通常用自相關(guān)函數(shù)：∞????(??)

=

? ??(??)??(?????)?????∞自相關(guān)函數(shù)的特點：1.

自相關(guān)函數(shù)是偶函數(shù)

??(??)

=

??(???)∞????(0)

=

? ??2(??)????=

?????∞2.

當

=0

時，自相關(guān)函數(shù)等于信號的能量3.

Rx(0)為自相關(guān)函數(shù)的最大值第二章

信號分析□

（二）無限長信號的自相關(guān)函數(shù)??0→∞??0

?

02無限長非周期函數(shù)：由有限時間信號的周期T0趨于無窮大時獲得的。為使所得R(

)

的表達式不發(fā)散，定義新自相關(guān)函數(shù)：??01 2????(??)

=

lim ?

????(??)??(?????)????周期函數(shù)：其自相關(guān)函數(shù)為

??1 2????(??)=???

??

??(??)??(?????)?????2周期信號的自相關(guān)函數(shù)是

的周期函數(shù)，周期為T。當

=0

或

T

的整數(shù)倍時，x(t-

)=x(t),

Rx(

)達到最大值，為x(t)的平均功率。第二章

信號分析□

（三）互相關(guān)函數(shù)設(shè)

x(t)、

y(t)

為能量信號，則

x(t)、

y(t)

的互相關(guān)函數(shù)為∞??????(??)

=

? ??(??)??(???

??)?????∞∞??????(??)

=

? ??(??)??(?????)?????∞式中

為兩信號的時差。描述兩信號之間的相互關(guān)系，即兩信號波形的相似程度，時間軸上的位置差別第二章

信號分析互相關(guān)函數(shù)性質(zhì)：□

1、互相關(guān)函數(shù)不是偶函數(shù)。??????(??)

≠

??????(???) ??????(??)≠

??????(???)□

2、??????(??)和??????(??)不是同一個函數(shù)，即：??????(??)≠

??????(??)但存在下列關(guān)系：??????(??)=

??????(???)第二章

信號分析□

（四）相關(guān)與卷積的關(guān)系+∞卷積：??(??)?

??(??)

=

? ??(??)??(???

??)?????∞+∞互相關(guān)：??????(??)

=

? ??(??)??(???

??)?????∞第二章

信號分析相關(guān)分析的工程應(yīng)用利用自相關(guān)分析:→消除信號中的隨機噪聲。案例：機械加工表面粗糙度自相關(guān)分析第二章

信號分析□

案例：自相關(guān)測轉(zhuǎn)速

利用自相關(guān)→消除隨機干擾噪聲。第二章

信號分析□

案例：地下輸油管道漏損位置的探測利用互相關(guān)函數(shù)保留相位信息的特點→測量物體運動速度，或者信號傳播距離。第二章

信號分析□

案例：帶鋼運行速度的探測第二章

信號分析通信原理2.3

信號的頻域分析第二章

信號分析由時域到頻域：信號的頻域分析級數(shù)展開的思想源于矢量的分解。如圖：一個矢量可以用一維平面的兩個正交矢量表示，也可以用n維空間的n個正交矢量來表示，稱為矢量的正交分解。類似于此，在滿足一定條件下，一般的信號也可以用一個正交函數(shù)集中的函數(shù)來表示。傅里葉級數(shù)展開的思想類似于此。oVc2V2V2

2

1oVc3V3c1V1V1V3V2V1 c1V1 c2V2第二章

信號分析Fourier，

法國數(shù)學家、物理學家。1768年3月21日生于歐塞爾，

1830年5月16日卒于巴黎。9歲父母雙亡，被當?shù)亟烫檬震B(yǎng)

。1798年隨拿破侖遠征埃及時任軍中文書和埃及研究院秘書，1801年回國后任伊澤爾

省地方長官。1817年當選為科學院院士，1822年任該院終身秘書，后又任法蘭西學院終身秘書和理工科大學校務(wù)委

員會主席。主要貢獻是在研究熱的傳播時創(chuàng)立了一套數(shù)學理論。提出任一函數(shù)都可以展成三角函數(shù)的無窮級數(shù)。傅里葉級數(shù)（即三角級數(shù)）、傅里葉分析等理論均由此創(chuàng)始。第二章

信號分析1.連續(xù)周期信號的傅里葉級數(shù)設(shè)??

??

是一連續(xù)時間周期信號，周期為T，即????=

??（t+T）=??(t+2T)=···=??（t+nT）則??

??

可用不同頻率的正弦波展開為∞??（k??0）

????????0??????

=

? K=0，±1，±2，?

，±∞??=?∞系數(shù)F（

k??0

）可由信號????

得到，即0????F（k??）=1?t+??????

??－??????0tdt第二章

信號分析2、連續(xù)非周期信號的傅里葉變換若??

??為非周期信號，則傅里葉級數(shù)不能適用。但非周期信號可以看作周期T趨于無窮大的周期信號，這樣，離散頻率間距??0趨于零，離散頻率k??0趨于連續(xù)頻率??，于是得到連續(xù)的頻譜F(

j??)。這就是非周期信號??

??

的傅里葉變換（FT）,即2π?∞????=1?∞??j??

??????1d??F

(

j??)可由信號??

??

得到，即?∞F(j??)=?∞??t

??－????tdt第二章

信號分析3、常用典型信號的頻譜□ （1）周期性矩形脈沖信號的頻譜第二章

信號分析3、常用典型信號的頻譜□ （2）單個矩形脈沖信號的頻譜第二章

信號分析3、常用典型信號的頻譜□ （3）單位沖激信號的頻譜第二章

信號分析3、常用典型信號的頻譜□ （4）直流信號第二章

信號分析4、傅里葉變換的性質(zhì)□ （1）時移特性若信號??

??

的頻譜為F

(

j??)，即??

??

?

F

(j??)則信號??

??

?

??0

的頻譜為F

(

j??)e

－????t0，即???????0?F(j??)e

－????t0第二章

信號分析4、傅里葉變換的性質(zhì)□ （2）頻移特性若信號??

??

的頻譜為F

(

j??)，即??

??

?

F

(j??)則信號??

??e

????t的頻譜為F

j(??

?

??0)

，即????e????0t?Fj(???

??0)第二章

信號分析4、傅里葉變換的性質(zhì)□ （3）時域卷積定理若信號??1

??

的頻譜為F

1(

j??)，即

??1

??

?

F

1(j??)若信號??2

??的頻譜為F

2(j??)

，即

??2

??

?

F

2(j??)則：??1??

???2

?? ?F1(j??)F

2(j??)第二章

信號分析4、傅里葉變換的性質(zhì)□ （4）頻域卷積定理若信號??1

??

的頻譜為F

1(

j??)，即

??1

??

?

F

1(j??)若信號??2

??的頻譜為F

2(j??)

，即

??2

??

?

F

2(j??)則：??1??

??2

?? ?F1(j??)?F

2(j??)2.4 信號通過線性系統(tǒng)第二章

信號分析1、根據(jù)數(shù)學模型的不同如何對系統(tǒng)進行分類？2、LTI是什么系統(tǒng)？3、h(t)是δ(t)作用于LTI系統(tǒng)的響應(yīng)（輸出），如系統(tǒng)輸入為x(t)，輸出為y(t)，則x(t)

與y(t)之間的關(guān)系是什么？如果x(t)的頻譜函數(shù)為X(

j

ω)，

y(t)的為Y(

j

ω)，則X(

j

ω)與Y(

j

ω)的關(guān)系是什么？4、無失真?zhèn)鬏斚到y(tǒng)中，輸出信號頻譜與輸入信號頻譜之間的關(guān)系是什么？5、理想低通濾波器的系統(tǒng)函數(shù)是什么？6、根據(jù)濾波器的功能，濾波器可分為哪幾種？第三章 信道與噪聲信道的定義、分類及模型信道容量3.3

信道對信號傳輸?shù)挠绊?.4

信道的加性噪聲第三章 信道與噪聲一、信道的定義狹義信道僅指信號的傳輸媒介。廣義信道除包含傳輸媒介外，還包括有關(guān)的變換裝置。在討論通信的一般原理時通常采用廣義信道，為敘述方便，常把廣義信道簡稱為信道。第三章 信道與噪聲二、信道的分類從定義可看出，信道大致分成兩大類：狹義信道和廣義信道。狹義信道按具體媒介不同分為：有線信道：同軸電纜、明線、光纜等，傳輸效率較高；無線信道：短波、衛(wèi)星中繼等，傳輸效率較低，安全性較差。廣義信道按包含的功能不同分為調(diào)制信道和編碼信道。第三章 信道與噪聲為了便于研究，不管信道過程做了什么變換，也不管用什么傳輸媒質(zhì)，我們只關(guān)心通過信道后的結(jié)果，即只關(guān)心輸出信號與輸入信號的關(guān)系。第三章 信道與噪聲三、信道的數(shù)學模型□

研究復雜問題的一般流程：大量考察總結(jié)特性數(shù)學模型第三章 信道與噪聲□

1.

調(diào)制信道模型調(diào)制信道的主要特性：有一對（或多對）的輸入端和一對（或多對）的輸出端；絕大多數(shù)是線性的；信號通過信道需要一定的遲延時間，且會受到一定的損耗（固定或時變的）；即使沒有信號輸入，在信道的輸出端仍有一定功率輸出。第三章 信道與噪聲ie

(t時變線性網(wǎng)絡(luò))eo(t)…時變線性網(wǎng)絡(luò)ei1(t)eo1(t)ei2(t)eo2(t)…ein(t)eom(t)第三章 信道與噪聲□

２.編碼信道模型編碼信道對信號的影響是一種數(shù)字序列的變換（即編碼），可看成數(shù)字信道。編碼信道模型可以用數(shù)字的轉(zhuǎn)換概率來描述。圖二進制編碼信道模型p(0/0)，p(1/0)，p(0/1)，p(1/1)為信道轉(zhuǎn)換概率，由編碼信道的特性所決定。P(0/0)+P(1/0)

=

1 P(1/1)+P(0/1)=

1第三章 信道與噪聲信道的定義、分類及模型信道容量3.3

信道對信號傳輸?shù)挠绊?.4

信道的加性噪聲第三章 信道與噪聲一、信息量和熵□

1.信息量：1??=log??

??

?? =?log????

??p(x)：離散消息x發(fā)生的概率I：離散消息x中所含的信息量若以2為底時單位是“比特”（bit

—

binary

unit）若以e為底時單位是“奈特”（nat—nature

unit）若以10為底時單位是“哈特”（Hart

—

Hartley）第三章 信道與噪聲□

例：設(shè)一個二進制離散信源，以相等的概率發(fā)送數(shù)字“0”或“1”，則信源每個輸出的信息含量為??(??)=??(??)=

??????????

??/??=

????????

??

=

?? (??)第三章 信道與噪聲例：已知某離散信源由A、B、C、D四個符號組成，其發(fā)送概率分別為符號ABCD概率1/41/81/21/8若每個符號的出現(xiàn)都是獨立的。求傳送消息“AACBDACBDDACDDABADCDABADCDC”所包含的信息量第三章 信道與噪聲□

2.離散信源的熵離散信源的熵即指離散信源的平均信息量。????(??)

=

?

?

??(????)

log

??

(????)??=1m表示消息中的符號個數(shù)。第三章 信道與噪聲例：已知某離散信源由A、B、C、D四個符號組成，其發(fā)送概率分別為符號ABCD概率1/41/81/21/8若每個符號的出現(xiàn)都是獨立的。求傳送消息“AACBDACBDDACDDABADCDABADCDC”的信息量和熵。第三章 信道與噪聲二、信息容量□

1.定義信道容量是指單位時間內(nèi)信道中無差錯傳輸?shù)淖畲笮畔⒘俊Ｐ诺廊萘勘碚髁诵诺赖臉O限傳輸能力。第三章 信道與噪聲□

2.連續(xù)信道的信道容量設(shè)加性高斯白噪聲功率N

(W)，信道帶寬為B

(Hz)，信號功率為S

(W)，則通過這種信道無差錯傳輸?shù)淖畲笮畔⑺俾剩葱诺廊萘浚?/p>

：????=??log2(1+??)

b/s香農(nóng)公式第三章 信道與噪聲香農(nóng)公式的重要意義：用帶寬換取信噪比第三章 信道與噪聲□

例：已知彩色電視每個圖像畫面由500000個像素組成，設(shè)每個像素有64種彩色度，每種彩色度有16個亮度等級。如果所有彩色度和亮度等級的組合機會均等、并獨立，每秒傳送100個畫面。若接收機的信噪比為30dB，則所需的傳輸帶寬為多少。第三章 信道與噪聲香農(nóng)公式的重要結(jié)論當信道的傳輸帶寬一定時，接收端的信噪比越大，其系統(tǒng)的信道容量越大。當噪聲功率趨近0時，信道容量趨近無窮。當接收端的信噪比一定時，信道的傳輸帶寬越大，其系統(tǒng)的信道容量也越大。當信道帶寬趨于無窮時，信道容量并不趨于無窮，而是趨于一個固定值。??→∞

??→∞????→∞0?? ??

??2 2 22?? ?? ?? ?? ??lim??=lim??log(1+)=lim??log(

1

+ )

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1

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1.44??0??

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??0

??0第三章 信道與噪聲□

香農(nóng)公式的重要結(jié)論當信道容量一定時，信道帶寬與信噪比可以互換。比如，可以通過增加系統(tǒng)的傳輸帶寬來降低接收機對信噪比的要求，即以犧牲系統(tǒng)的有效性來換取系統(tǒng)的可靠性，這也正是擴頻通信的理論基礎(chǔ)。第三章 信道與噪聲例：在傳輸圖片時，每幀約2.55×106個象素，為使接收端能良好地重現(xiàn)，需要16個亮度等級，假定所有亮度等級等概率出現(xiàn)，信道中信噪比為30dB。⑴

若傳一張圖片需1分鐘，問所需的信道帶寬為多少？⑵若傳一張圖片需3分鐘，所需的信道帶寬？⑶

若在帶寬為3.4kHz線路上傳輸，試求傳一張圖片所需的時間？第三章 信道與噪聲作業(yè)：已知彩色電視圖像由500000個像素組成，設(shè)每個像素有64種彩色度，每種彩色度有16個亮度等級。如果所有彩色度和亮度等級的組合機會均等，并統(tǒng)計獨立。計算：1）每秒傳送100個畫面所需的信道容量。2）若接收機的信噪比為30dB，則所需的傳輸帶寬為多少。第三章 信道與噪聲□

作業(yè)：已知某標準音頻線路的帶寬為3.4kHz1）若要求信道的信噪比為30dB，則信道容量為多少？2）若信道的最大信息傳輸速率為4800bps，則所需的最小信噪比為多少？第三章 信道與噪聲信道的定義、分類及模型信道容量3.3

信道對信號傳輸?shù)挠绊?.4

信道的加性噪聲第三章 信道與噪聲一、恒參信道舉例有線電信道光纖信道無線電視距中繼衛(wèi)星中繼信道第三章 信道與噪聲□

1.

有線電信道①

架空明線優(yōu)點：傳輸損耗低（與電纜相比）缺點：易受氣候影響，通信質(zhì)量不穩(wěn)定，頻帶窄傳輸信號類型：模擬信號主要應(yīng)用：電話系統(tǒng)（業(yè)務(wù)量較小的次要傳輸線路）第三章 信道與噪聲②

同軸電纜優(yōu)點：具有良好的傳輸特性和屏蔽特性，帶寬高傳輸信號類型：數(shù)字信號與模擬信號均可主要應(yīng)用：有線電視系統(tǒng)、局域網(wǎng)種類：基帶同軸電纜（50歐，數(shù)字）、寬帶同軸電纜（75歐，模擬）第三章 信道與噪聲□

2.光纖信道①

傳輸信號：光信號，用光脈沖的有無來代表二進制數(shù)字。②

傳輸原理：全反射。③種類：多模：纖芯直徑為50或62.5μm，可以存在多條入射角不同的光線。單模：纖芯直徑為8~10μm（一個光波的波長），光線不出現(xiàn)反射，直接向前傳輸。第三章 信道與噪聲④

優(yōu)點：頻帶寬；抗雷擊和電磁干擾；保密性強；傳輸損耗小；重量輕。⑤

缺點：太細，精確連接兩根光纖比較困難第三章 信道與噪聲□

3.無線電視距中繼工作在超短波（30~300M，米波）和微波（300M~3G，分米波）波段。電磁波基本沿視線傳播，通信距離依靠中繼方式延伸。第三章 信道與噪聲二、恒參信道對信號傳輸?shù)挠绊憽?/p>

1.幅頻特性（

H(ω)

）信道的幅頻特性不理想會引起幅頻畸變（又稱頻率失真）。原因：感性負載、容性負載如何引起畸變？第三章 信道與噪聲□

改善

：

加線性補償網(wǎng)絡(luò)，即“均衡”線性補償網(wǎng)絡(luò)H2(ω)H1(ω)H(ω)×=??(??)

為常數(shù)，不會出現(xiàn)幅度畸變第三章 信道與噪聲□

2.

相位—頻率特性

(??(??))??(??)

=相頻特性不理想會引起相頻畸變，主要原因是容性、感性負載。相頻特性經(jīng)常采用群遲延—頻率特性來衡量：????(??)????它代表信號的不同頻率成分的傳輸遲延。第三章 信道與噪聲□

理想的相—頻及群遲延—頻率特性線性信號不同頻率成分有相同的傳輸遲延，因此不會畸變第三章 信道與噪聲□

改善

：

加線性補償網(wǎng)絡(luò)，即“均衡”線性補償網(wǎng)絡(luò)H2(ω)H1(ω)H(ω)×=??(??)

為常數(shù)，不會出現(xiàn)相頻畸變條件：τ1(ω)+τ2(ω)=

C第三章 信道與噪聲三、隨參信道舉例短波電離層反射信道對流層散射信道0102第三章 信道與噪聲1.

短波電離層反射信道波長為10~100米的無線電波稱為短波，它既可沿地面?zhèn)鞑?，也可由電離層反射傳播，前者稱為地波傳播，后者為天波傳播，短波電離層反射信道顯然屬于后者?；驹恚弘婋x層在某一高度范圍內(nèi)，其電子密度隨高度增加而增加，則其折射率隨高度增加而減小，所以當電波在其中傳輸時，因逐步折射而使軌道彎曲，從而在某一高度上發(fā)生全反射。第三章 信道與噪聲□

短波電離層反射信道具有多徑傳播的特性一次反射與二次反射經(jīng)不同高度全反射第三章 信道與噪聲2.

對流層散射信道基本原理：由于大氣湍流運動等原因產(chǎn)生了不均勻性，故引起電波的散射。超視距傳播第三章 信道與噪聲四、隨參信道特性及其對信號傳輸?shù)挠绊戨S參信道特性：對信號的衰耗隨時間而變化傳輸?shù)臅r延隨時間而變化多徑傳播多徑傳播后的接收信號將是衰減和時延隨時間變化的各路徑信號的合成第三章 信道與噪聲信道的定義、分類及模型信道容量3.3

信道對信號傳輸?shù)挠绊?.4

信道的加性噪聲第三章 信道與噪聲一、噪聲分類□

從噪聲來源分：無線電噪聲來源于各種用途的無線電發(fā)射機。工業(yè)噪聲來源于各種電氣設(shè)備。自然噪聲自然界中存在的各種電磁波源，如閃電、宇宙噪聲；內(nèi)部噪聲通信系統(tǒng)設(shè)備本身產(chǎn)生的噪聲，如熱噪聲、散彈噪聲；第三章 信道與噪聲二、通信系統(tǒng)中常見的幾種噪聲□

1. 白噪聲：指功率譜密度在整個頻域內(nèi)均勻分布的噪聲。??02????(??)

= (?∞<??<

+∞)n0的單位是W/Hz。????02自相關(guān)函數(shù)：

??

(??)

=