《通信概論》課件 任務(wù)2 信號(hào)的基礎(chǔ)知識(shí)

任務(wù)2信號(hào)的基礎(chǔ)知識(shí)信號(hào)的概念一信號(hào)的時(shí)域概念二學(xué)習(xí)內(nèi)容通信概論信號(hào)的頻域概念三模擬信號(hào)如何轉(zhuǎn)變?yōu)閿?shù)字信號(hào)四信號(hào)的概念一通信概論信號(hào)的分類對(duì)信號(hào)的分類方法很多，信號(hào)按數(shù)學(xué)關(guān)系、取值特征、處理分析、所具有的時(shí)間函數(shù)特性、取值是否為周期等，可以分為確定性信號(hào)和非確定性信號(hào)（又稱隨機(jī)信號(hào)）、連續(xù)信號(hào)和離散信號(hào)（即模擬信號(hào)和數(shù)字信號(hào)）、時(shí)域信號(hào)和頻域信號(hào)、周期信號(hào)和非周期信號(hào)等。按照分析域劃分時(shí)域信號(hào)和頻域信號(hào)從自變量的角度區(qū)分連續(xù)信號(hào)離散信號(hào)從因變量的調(diào)度區(qū)分模擬信號(hào)數(shù)字信號(hào)信號(hào)是否重復(fù)區(qū)分周期信號(hào)非周期信號(hào)確定性信號(hào)非確定性信號(hào)（隨機(jī)信號(hào)）是否可以預(yù)知?jiǎng)澐中盘?hào)的時(shí)域概念二通信概論時(shí)域是描述數(shù)學(xué)函數(shù)或物理信號(hào)對(duì)時(shí)間的關(guān)系。例如，一個(gè)信號(hào)的時(shí)域波形可以表達(dá)信號(hào)隨著時(shí)間的變化。信號(hào)的時(shí)域模擬信號(hào)是指信息參數(shù)在給定范圍內(nèi)表現(xiàn)為連續(xù)的信號(hào)。是指用連續(xù)變化的物理量所表達(dá)的信息，如溫度、濕度、壓力、長(zhǎng)度、電流、電壓等等，我們通常又把模擬信號(hào)稱為連續(xù)信號(hào)，它在一定的時(shí)間范圍內(nèi)可以有無限多個(gè)不同的取值。模擬信號(hào)數(shù)字信號(hào)指自變量是離散的，因變量也是離散的信號(hào)，這種信號(hào)的自變量用整數(shù)表示，因變量用有限數(shù)字中的一個(gè)數(shù)字來表示。數(shù)字信號(hào)1抗干擾能力強(qiáng)2便于加密處理3便于存儲(chǔ)、處理和交換5便于構(gòu)成綜合數(shù)字網(wǎng)4設(shè)備便于集成化、微型化數(shù)字信號(hào)的特點(diǎn)周期信號(hào)每隔一定時(shí)間T(稱為周期〕重復(fù)變化，周而復(fù)始且無始無終的信號(hào)。f(t)=f(t+nT)其中:n為整數(shù)，滿足此關(guān)系式的最小T值稱為信號(hào)的周期。非周期信號(hào)時(shí)間上不具有周而復(fù)始的特性，即無周期性。f(t+nT)≠f(t)也可看作為一個(gè)周期T趨于無窮大時(shí)的周期信號(hào)。信號(hào)的頻域概念三通信概論頻域是描述信號(hào)在頻率方面特性時(shí)用到的一種坐標(biāo)系。信號(hào)的頻域信號(hào)的頻域

自變量是頻率，即橫軸是頻率，縱軸是該頻率信號(hào)的幅度，也就是通常說的頻譜圖。頻潛圖描述了信號(hào)的頻率結(jié)構(gòu)及頻率與該頻率信號(hào)幅度的關(guān)系。

信號(hào)頻域分析是以輸入信號(hào)的頻率為變量，在頻率域，研究系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)參數(shù)與性能的關(guān)系，揭示了信號(hào)內(nèi)在的頻率特性以及信號(hào)時(shí)間特性與其頻率特性之間的密切關(guān)系，從而導(dǎo)出了信號(hào)的頻譜、帶寬以及濾波、調(diào)制和頻分復(fù)用等重要概念。f(t)=a1sin(ft)+a3sin(3ft)+a5sin(5ft)+a7sin(7ft)模擬信號(hào)如何轉(zhuǎn)變?yōu)閿?shù)字信號(hào)四通信概論舉例說明聲音信號(hào)如何轉(zhuǎn)換成比特流轉(zhuǎn)換

量化

編碼采樣轉(zhuǎn)換步驟舉例說明采樣

通過抽樣得到一系列在時(shí)間上離散的幅值序列稱為樣值序列，這些樣值序列的包絡(luò)線仍與原模擬信號(hào)波形相似，我們把它稱之為脈沖幅度調(diào)制信號(hào)。模擬信號(hào)數(shù)字化的第一步是在時(shí)間上對(duì)信號(hào)進(jìn)行離散化處理，即將時(shí)間上連續(xù)的信號(hào)處理成時(shí)間上離散的信號(hào)，這一過程稱之為抽樣。從時(shí)間軸上等間隔取N個(gè)時(shí)間點(diǎn)，然后取N個(gè)值。使連續(xù)信號(hào)f(t)變成了離散的f(t0)、f(t1)、f(t2)、……量化

分類分為均勻量化和非均勾量化。均勾量化:量化間隔是均勻的。非均勻量化:量化間隔是不均勻的。概念量化就是把信號(hào)在幅度域上連續(xù)的樣值序列用近似的辦法將其變換成幅度離散的樣值序列。方法將幅度域連續(xù)取值的信號(hào)在幅度域上劃分為若干個(gè)分層〔量化間隔），在每一個(gè)分層范圍內(nèi)的信號(hào)值攻某一個(gè)固定的值來表示。目的是提高系統(tǒng)的抗干擾能力，比如糾錯(cuò)碼、卷積碼。將信源產(chǎn)生的消息變換為數(shù)字序列的過程。從功能上可以分為3類，僅具有發(fā)現(xiàn)差錯(cuò)功能的檢錯(cuò)碼，如循環(huán)冗余校驗(yàn)碼、自動(dòng)請(qǐng)求重傳ARQ等；具有自動(dòng)糾正差錯(cuò)功能的糾錯(cuò)碼,如Turbo碼；既能檢錯(cuò)又能糾錯(cuò)功能的信道編碼，最典型的是混合ARQ。信道編碼編碼分為信源編碼和信道編碼。信源編碼〔提高有效性)，模擬信號(hào)數(shù)字化，提高信源的效率﹑去除冗余度。信道編碼{提高可靠性)，將信號(hào)變換為適合信道傳輸?shù)男盘?hào)，增加糾錯(cuò)能力，減少差錯(cuò)。分類針對(duì)信源輸出符號(hào)序列的統(tǒng)計(jì)特性來尋找某種方法，把信源輸出符號(hào)序列變換為最短的碼字序列，使后者的各碼元所載荷的平均信息量最大，同時(shí)又能保證無失真地恢復(fù)原來的符號(hào)序列。追求的是相同的信息量用最少