02--信号与系统基本知识PPT课件下载推荐.ppt

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,时域的唯一描述和频域的唯一描述是经傅立叶变换进行相互转换,所以信号可以在频域表示，也可以在时域表示。

例:

矩形函数的频域描述,7,7,通常傅立叶变换得到的G（f）是频率f的复函数,所以可表示为,是幅度频谱,（f）是相位,对于实函数g（t）,则有,*表示共轭,并且,对于实函数幅度频谱是频率域的偶函数。

即幅频函数关于纵轴对称。

2.相频函数是频率域的奇函数。

即相频函数关于原点对称。

信号的时频关系,8,T=1秒,T=0.5秒,9,9,频域有限信号对应的时域信号持续时间为无限长。

例如：

频谱是理想矩形，则其对应的时域信号就从负无穷持续到正无穷。

时域有限信号，其对应频谱为无限宽。

时域的脉冲信号所对应的频谱占满整个频带。

时域信号越窄，对应频谱越宽,由此得出几点需要牢记的性质：

10,数字通信与时/频特性,传输信号具有一定的时间长度，即占有了一定的时间资源占有一定时间资源的信号必定占有一定的频谱资源占有长度时间资源的信号一般来讲占有窄的频率资源通信系统的设计原则是保证系统特性的前提下尽可能减少时间/频率资源的占用,时间与频率资源的问题,问题：

1可否采用压缩时间达到少占用资源的目的？

2可否采用减小信号带宽达到少占用资源的目的？

问题：

对于一个通信系统而言，如何确定T值？

11,时间与频率资源的概念,f2/T1/T1/2TT/2T2Tt关于时频资源问题：

1占有一定时间资源的信号必定占有一定的频率资源2时间短的信号（时间资源占有少），频域占有的带宽大3如果将时间/频率资源画作一个平面的话，则如上图所示,12,13,13,符号速率与比特速率,数字通信中的“调制”使用符号（或时域函数）携带信息比特的方法调制所研究的内容研究使用该函数的什么参数携带信息研究一个符号能够携带多少信息研究这些函数的抗噪声特性解调所研究的内容如何准确的得到该函数如何正确的恢复出原始信息,14,14,符号速率与系统带宽,符号传输速率每个符号所占时间长度为T，则每秒钟可以传输1/T个符号，记为符号速率为R=1/TT值越小，每个符号所占时间长度越短，因此每个符号所占的系统带宽越大。

系统所占用的带宽值为B=1/T,15,15,每次传输一个符号携带一比特信息：

例：

待传序列为：

0010111001,1比特/符号,T,10T,t,符号速率与比特速率,16,16,2比特/符号,T,5T,t,每次传输一个符号携带2比特信息：

0010111001,符号速率与比特速率,17,17,符号速率与系统带宽,每个符号可以携带k比特信息传输同样长度的比特所需时间为原来的1/k比特速率为k倍的符号速率，即Rb=kR对于k=1，比特速率=符号速率“等效比特时间间隔”定义：

一个符号如果携带k比特信息，符号占用时间为T，则等效的每个比特所占时间为Tb=T/k注意这里只是等效时间的概念，系统带宽仍然为1/T,18,18,发射信号时域波形的考虑,为了能够在接收端进行正确协调，系统对发射信号的时域、频域特性都有要求。

接收接对时域信号发射波形的要求：

每个符号占有（或等效占有）确定的时间长度T所有符号之间不能够互相干扰,19,每个系统只能在分配的频带内工作，不能影响到其他系统的工作,频率轴,系统1,系统6,。

Hz,发射信号频域特性的考虑,20,20,发射信号波形的设计原则,时域信号之间不相互干扰至少有一些特殊时间点符合上述要求信号的带内与带外频域特性的考虑信号能量要尽可能的限定在给定频带内时域信号易于实现硬件易于实现，产品费用低系统效率尽可能高充分利用给定的频带资源,21,21,假设脉冲波为传输波形，满足时域要求,例：

0010111001,t,T,2T,3T,1,3,T：

一个波形占有的时间,时域波形满足要求，但是频域特性差,t,H（f）,f,发射时域信号为脉冲,22,23,23,假设矩形波为传输波形,例：

一个波形占有的时间,24,24,发射时域信号为矩形波,时域波形满足要求，频域特性有改善,25,25,例：

发射信号为sinc（x）波型,频域特性满足要求时域波形占用（-,）区间在特殊的时间点上满足没有符号间干扰的要求,26,26,信号为1,-1,-1符号之间存在相互交叠只有在某些特定的时刻信号相互干扰为零,假设发射时域信号为sinc函数,因此，通信系统一般选择这类函数作为时域信号坡形,27,27,模拟信号的量化,28,数字通信系统的构成（点到点）,信源编码,信道编码,调制,低通滤波,载波调制,通道,载波解调,低通滤波,解调,信道解码,同步,均衡,信宿,发射天线,接收天线,29,模拟语音信号,电压值V,时间t,30,模拟语音信号,电压值V,时间t,接收信号,发射信号,31,数字通信系统,采样：

需满足定理,电压值V,时间t,发射信号经采样后，得到时间上离散的时间序列,T,2T,nT,32,语音信号的量化,3.5v,01100011,10010011,4.7v,时间t,T,2T,nT,电压值V,量化：

将任意数值用0、1表示,发射信号经量化后，得到幅度值为0/1的时间序列,33,量化,量化的意义：

在数字通信系统中，模拟信号必须转成数字信号才能够处理量化的比特数直接影响系统的精度以及复杂度量化方法：

均匀量化非均匀量化量化的结果：

优点：

用有限的信号集表示无限的信号集缺点：

引入量化噪声,34,量化方法,1比特量化：

一个判决门限,2比特量化：

三个判决门限,0,1,1,3,0,2,01,11,00,10,多进制表示,二进制表示,35,三种量化方法,最大值表示（ceil）,中间值表示（round）,最小值表示（floor）,ceil,round,floor,常用的、比较简单的方法为floor方法,36,不同量化方法的噪声,floor,ceil,round,37,不同量化比特数的噪声分析2比特量化,floor,量化噪声,38,不同量化比特数的噪声分析3比特量化,floor,量化噪声,信噪比的定义,信噪比定义为信号平均能量与噪声平均能量的比值在量化过程中，量化过程增加了信号噪声在信号幅度一定情况下，量化比特数越多，量化噪声越小通信系统中，要在保持一定的系统特性的条件下尽可能的减小量化比特数,39,40,信源编码是将信息转换成二进制数据，而后进行适当的压缩。

语音编码。

信源解码过程是这个过程的逆过程。

信源编码/信源解码,模拟信号,数字信号,采样,模拟/数字,信源编码,数字信号,作业,画出如下信号的波形，并对y（n）进行4比特量化y（n）=sin（2n/100）+0.5cos（2n/200）+2sin（2n/300），n=0,1,2000计算采用round（）,ceil（）,floor（）函数情况下信号的量化信噪比画出使用分别使用round（）和floor（）函数，量化比特为2-8比特情况下的量化信噪比的仿真曲线,41,作业,如果量化噪声为20dB，那么它对工作在信噪比为5dB的通信系统和工作在30dB的通信系统哪个的影响更大？

42,43,谢谢！