現(xiàn)代通信原理(02-1)詳述

現(xiàn)代通信原理信源、信道和信宿是通信系統(tǒng)不可缺少的三個組成部分。通信的目的是將信源產(chǎn)生的信息傳遞給信宿，然而，在存在干擾的實際信道中傳輸時，其最高信息傳輸率受到限制。香農(nóng)(SHANNON)信息論的信道容量公式從理論比三者之間的關系，這正是通信系統(tǒng)研究和設(1)離散信源和連續(xù)信源的統(tǒng)計描述；(2)離散信源的信息量、條件信息量、互信息量和平均信息量(熵)的定義和物理意義；連續(xù)信源的平均信息量、平均互信息量信息量的單位——比特，比特率與波特(5)有擾信道的信息傳輸過程；(6)信道容量的定義，有擾信道的(7)在掌握上述基本概念基礎上，要求熟記香農(nóng)信道容量公式，理解它的物理意義及其對通信系統(tǒng)研究與發(fā)展的通信系統(tǒng)需要研究的三個主要問題：(3)信號通過系統(tǒng)傳輸時，影響信號的噪聲特性。系統(tǒng)傳遞函數(shù)(o)和沖擊響應h(t要搞清楚的三個問題1、數(shù)學上，確知信號可表示為一個或多個變量的函數(shù)。2、不同的信號分類確知信號/隨機信號周期信號/非周期信號模擬信號/數(shù)字信號能量信號/功率信號并對其性質(zhì)及其對系統(tǒng)的作用進行分析研究。頻域分析法：正弦信號作為基本信號；時域分析法：沖擊函數(shù)δ(t)作為基本信號。二.離散頻譜和連續(xù)頻譜1.連續(xù)周期信號的傅里葉級數(shù)傅里葉級數(shù)其中離散頻譜周期性矩形脈沖序列信號及其頻譜連續(xù)的周期信號具有離散頻譜------傅氏級數(shù)Qjko'dtjko'dt1PFk=-00若時域周期為TP,連續(xù)的非周期的周期的離散的 2.連續(xù)非周期信號的傅里葉變換0其它連續(xù)的非周期信號具有連續(xù)的頻譜--傅氏變換x(t)x(D)e-idtS時域信號頻域信號連續(xù)的非周期的非周期的連續(xù)的3.離散的非周期信號具有連續(xù)的頻譜--序列的傅氏變換T02,=T*耐域抽樣間隔為T,頻域的周期為時域信號頻域信號離散的周期的非周期的連續(xù)的4、離散的周期信號具有離散頻譜-序列的傅式級數(shù)(DFT)x(nT)=x(n)Tp=Tp=NTTp=FI1IkNk012021/4/19由上述分析可知，要想在時域和頻域都是離散的，那么兩域必須是周期的。時域信號離散的周期的周期的離散的*時域是周期為T,函數(shù)，頻域的離散間隔為時域的離散間隔為T,頻域的周期為三.能量譜密度和功率譜密度規(guī)一化能量(電阻值1W)2.功率譜密度具有無窮大能量，但平均功率為有限值。分析時，先用截短函數(shù)將其截為能量信號。功率譜密度(瓦特/赫茲)雙邊功率譜密度定義在(-o,+)單邊功率譜密度定義在(0,+o)例：試求功率信號為周期性信號時的功率譜密度解：取截短周期T=NT?周期信號的功率與信號譜能量信號(1)實函數(shù)的自相關函數(shù)是實偶函數(shù)，即R(-T)=R(T)(2)信號的自相關函數(shù)與其能量譜密度/功率譜密度構(gòu)成傅氏變換與反變換的關系。(③)信號的自相關函數(shù)在原點的值等于信號的能量/功率。(4)自相關函數(shù)的最大值出現(xiàn)在原點，即R(t)≤R(0)例：求周期信號fu的自相關函數(shù)周期信號的自相關函數(shù)是其功率譜密度函數(shù)的一.卷積定理線性系統(tǒng)二.無失真系統(tǒng)和理想低通濾波器1.無失真系統(tǒng)幅頻和相頻特性確知信號通過無失真系統(tǒng)，不同的頻率分量具有相同的幅度增益和不同的相移。 理想低通濾波器的傳遞函數(shù)和沖擊響應3.系統(tǒng)帶寬：保持在給指一個系統(tǒng)的幅頻特性|H(o)保持在給定數(shù)值范圍內(nèi)的那段正頻率區(qū)間。LPF:B=fm要能完整地傳送一個信號，信號帶寬必須要小于系統(tǒng)帶寬。實際頻譜與有效頻譜(有效帶寬)有了以上的概念，我們現(xiàn)在可以定義信號的半功帶寬，這是通用的帶寬定義。半功率帶寬是信號f(t)一個頻率區(qū)間，在該區(qū)間內(nèi)的頻率分量對f(t)功率的貢獻是整個信號功率的一半。信號的帶寬和傳輸信號的系統(tǒng)的帶寬(或者說信道帶寬)是有區(qū)別的。系統(tǒng)的帶寬通常是指系統(tǒng)的頻率響應(幅度特性)曲線的幅度保持的頻率區(qū)間，該頻率區(qū)間寬度是最高分量頻率與最低分量頻率之差。為了減小系統(tǒng)失真，要求系統(tǒng)有足夠的帶寬，而且信號帶寬越寬，系統(tǒng)的帶寬相應地也要越