現(xiàn)代通信理論與技術(shù)-資料下載頁
2025-08-05 09:55本頁面
【正文】 相互轉(zhuǎn)換。在實際應(yīng)用中常常將各種物理量，非電信號轉(zhuǎn)換成電信號以利于傳輸，經(jīng)傳輸后在接收端再將電信號還原為人們所需要的信號形式。*音頻（電）信號：頻率范圍：20~20000Hz視頻（電）信號：頻率范圍：0~6MHz*基帶信號：信源發(fā)出的消息經(jīng)過非電／電變換獲得的電信號通常具有低通型頻譜，頻譜從零頻（直流）附近開始（也可能包括零頻）到幾兆赫茲。*帶通信號：基帶信號經(jīng)過調(diào)制，其頻譜將變換到某個載波頻率附近。數(shù)學(xué)上可描述為：：載波角頻率，：載頻，a(t)：帶通信號的振幅、振幅調(diào)制分量，：帶通信號的相位、相位調(diào)制分量。如果信號帶寬遠(yuǎn)小于載波角頻率，則該帶通信號稱為窄帶帶通信號。*信息信號：在通信系統(tǒng)中，一般將攜帶了待傳遞信息的電信號稱之為信息信號，它包括經(jīng)非電/電變換而得到的基帶信息信號，也包括基帶信號經(jīng)調(diào)制而得到的帶通信息信號。信息信號作為待傳遞信息的表現(xiàn)形式，是運載信息的工具。 信號分析基礎(chǔ) 信號的描述與分析方法（1）信號的時間函數(shù)和波形：s(t)、s(x,y,t)。（2）信號的頻譜分析：S( f )或S（ω）、S（U,V,f）。ω=2πf。 信號的頻譜分析（1）周期信號的傅里葉級數(shù)表示和離散頻譜。（2）信號的傅里葉變換和頻譜：信號的傅里葉正變換：；傅里葉反變換：信號s(t)的傅立葉變換S(ω)稱為信號s(t)的連續(xù)頻譜密度函數(shù)，也常簡稱為頻譜密度、頻譜函數(shù)或連續(xù)頻譜。信號的時間函數(shù)與頻譜密度函數(shù)的關(guān)系：信號的時間函數(shù)與頻譜密度函數(shù)是一對傅立葉變換對。（3）傅里葉變換的基本性質(zhì)和常用信號的傅里葉變換。 信號的能量密度譜和功率密度譜（1）Energy spectral density ：，（2）Power spectral density：（3）信號的帶寬：信號的（正）頻率范圍稱為信號的帶寬。沒有統(tǒng)一的帶寬定義。Why?? 帶寬嚴(yán)格受限信號其時間持續(xù)期是無限的，因而不可實現(xiàn)；? 而持續(xù)時間有限的信號其絕對帶寬又是無限的，如果要無失真?zhèn)鬏?，則要求傳帶寬無限寬，也是不可實現(xiàn)的。實信號的數(shù)學(xué)描述不可能既是持續(xù)時間有限又是頻率帶寬有限，因此其數(shù)學(xué)模型是抽象的，也就因此沒有統(tǒng)一的帶寬定義了。① 3dB bandwidth or halfpower bandwidth信號的能量密度譜或功率密度譜保持在其零頻（對于基帶信號）或中心頻率（對于帶通信號）（即3dB內(nèi)或半功率點內(nèi)）的頻率區(qū)間。②Equivalent rectangular bandwidth：對于基帶信號, 對于帶通信號, ③零點到零點帶寬：也稱為主瓣帶寬。只適于有波瓣形式的譜密度的帶寬定義。④部分能量或功率保留帶寬：根據(jù)占總能量或功率的百分?jǐn)?shù)，如90％、95％或99％等來定義信號的帶寬。⑤有界功率譜密度：指在確定帶寬之外的任意頻率處，譜密度值比帶寬中心點的值低一個確定數(shù)，典型的衰減電平值為35dB或40dB。⑥絕對帶寬：指在該帶寬之外的頻譜全為零的頻率范圍。該定義理論上有用，但實際中對于可實現(xiàn)信號，絕對帶寬為無窮大。（4）帶限和時限信號持續(xù)時間與其頻率范圍之間存在著反比關(guān)系，函數(shù)作較快速的時間變化對應(yīng)于較寬的頻率擺動，在較高頻率中的能量將相對地增加。反之，如果頻率增加，則時間函數(shù)作較快的變化。持續(xù)時間有限的信號其頻譜不可能是絕對帶限的。信號的等效持續(xù)時間與其頻譜函數(shù)的等效帶寬之間互成反比, 即： 信號的卷積和相關(guān)（1）卷積：，（2）相關(guān)：自相關(guān)：能量型信號：功率型信號：互相關(guān)：能量型信號：相關(guān)系數(shù)： 信號在線性系統(tǒng)中傳輸 系統(tǒng)的沖激響應(yīng)和傳輸函數(shù)線性時不變系統(tǒng)，沖激響應(yīng)：h(t)，變換函數(shù)：H(w) 系統(tǒng)對任意輸入信號的響應(yīng) 線性系統(tǒng)的濾波特性和無失真?zhèn)鬏敆l件（1）系統(tǒng)的濾波特性：從時域來看，當(dāng)輸入信號f(t)作用于給定系統(tǒng)的輸入端，它會在系統(tǒng)的輸出端產(chǎn)生一響應(yīng)信號y(t)=f(t) * h(t)，系統(tǒng)改變了輸入信號的波形；從頻域來看，若輸入信號的頻譜函數(shù)為F(ω)，則響應(yīng)信號的頻譜函數(shù)是Y(ω)=F(ω)H(ω)，系統(tǒng)按照其傳輸函數(shù)H(ω)的特性從幅度和相位上改變了輸入信號的頻譜。信號通過系統(tǒng)傳輸之后，無論從時域還是從頻域觀察，系統(tǒng)使輸入信號的波形和頻譜都發(fā)生了變化。系統(tǒng)的作用相當(dāng)于一個變換器或一個濾波器。（2）無失真?zhèn)鬏數(shù)臈l件：所謂無失真是指輸出信號與輸入信號相比，只是幅度大小和信號出現(xiàn)時間的不同，而信號波形保持不變，這就要求輸出信號和輸入信號必須滿足： 窄帶帶通信號 窄帶帶通信號的表示法（1）帶通信號：頻譜集中在某個高頻ωc 附近的有限頻帶內(nèi)的信號。載頻① 帶通信號在時域的數(shù)學(xué)表示：a(t)：振幅調(diào)制分量，：相位調(diào)制分量，：同向調(diào)制分量，：正交調(diào)制分量*帶通信號的等效低通復(fù)信號：復(fù)帶通信號：調(diào)制傳輸：在消息的調(diào)制傳輸過程中，往往用帶通信號的振幅調(diào)制分量和相位調(diào)制分量或者同相調(diào)制分量和正交調(diào)制分量來攜帶消息。在現(xiàn)代通信系統(tǒng)中，常采用正交調(diào)制器產(chǎn)生帶通信號，用正交接收機處理帶通信號。（2）窄帶帶通信號如果帶通信號的頻譜帶寬比載波頻率小很多，滿足條件：。*復(fù)包絡(luò)：如果帶通信號滿足窄帶條件，則稱為s(t)的復(fù)包絡(luò)。復(fù)包絡(luò)的模，是窄帶帶通信號s(t)的包絡(luò)或振幅調(diào)制分量，它是包絡(luò)檢測器的低頻響應(yīng)。復(fù)包絡(luò)的相位，是窄帶帶通信號s(t)的相位調(diào)制分量，它是工作在載頻的相位檢測器的低頻響應(yīng)。 希爾伯特變換和解析信號（1）希爾伯特變換：實信號f(t) 的希爾伯特變換 定義為：希爾伯特變換的逆變換為：希爾伯特變換的傅里葉變換為：在時域，希爾伯特變換相當(dāng)于輸入信號為f(t)，沖激響應(yīng)為的系統(tǒng)的輸出響應(yīng)。在頻域，希爾伯特變換相當(dāng)于一個寬帶移相器。（2）解析信號：解析信號是復(fù)信號，它的虛部是實部的希爾伯特變換，即：它的傅里葉變換為： 復(fù)帶通信號與解析信號的關(guān)系（1）希爾伯特變換的一個重要性質(zhì)：若，則（2）任意實帶通信號：可以表示為復(fù)帶通信號：（3）實窄帶帶通信號的解析信號為： 帶通信號的運算（1）求和：若具有相同載頻的兩個帶通信號為：則它們的和信號仍然是一個具有相同載頻的帶通信號，即：（2）乘積：
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