《通信概论》课件 任务2 信号的基础知识

任务2信号的基础知识信号的概念一信号的时域概念二学习内容通信概论信号的频域概念三模拟信号如何转变为数字信号四信号的概念一通信概论信号的分类对信号的分类方法很多，信号按数学关系、取值特征、处理分析、所具有的时间函数特性、取值是否为周期等，可以分为确定性信号和非确定性信号（又称随机信号）、连续信号和离散信号（即模拟信号和数字信号）、时域信号和频域信号、周期信号和非周期信号等。按照分析域划分时域信号和频域信号从自变量的角度区分连续信号离散信号从因变量的调度区分模拟信号数字信号信号是否重复区分周期信号非周期信号确定性信号非确定性信号（随机信号）是否可以预知划分信号的时域概念二通信概论时域是描述数学函数或物理信号对时间的关系。例如，一个信号的时域波形可以表达信号随着时间的变化。信号的时域模拟信号是指信息参数在给定范围内表现为连续的信号。是指用连续变化的物理量所表达的信息，如温度、湿度、压力、长度、电流、电压等等，我们通常又把模拟信号称为连续信号，它在一定的时间范围内可以有无限多个不同的取值。模拟信号数字信号指自变量是离散的，因变量也是离散的信号，这种信号的自变量用整数表示，因变量用有限数字中的一个数字来表示。数字信号1抗干扰能力强2便于加密处理3便于存储、处理和交换5便于构成综合数字网4设备便于集成化、微型化数字信号的特点周期信号每隔一定时间T(称为周期〕重复变化，周而复始且无始无终的信号。f(t)=f(t+nT)其中:n为整数，满足此关系式的最小T值称为信号的周期。非周期信号时间上不具有周而复始的特性，即无周期性。f(t+nT)≠f(t)也可看作为一个周期T趋于无穷大时的周期信号。信号的频域概念三通信概论频域是描述信号在频率方面特性时用到的一种坐标系。信号的频域信号的频域

自变量是频率，即横轴是频率，纵轴是该频率信号的幅度，也就是通常说的频谱图。频潜图描述了信号的频率结构及频率与该频率信号幅度的关系。

信号频域分析是以输入信号的频率为变量，在频率域，研究系统的结构参数与性能的关系，揭示了信号内在的频率特性以及信号时间特性与其频率特性之间的密切关系，从而导出了信号的频谱、带宽以及滤波、调制和频分复用等重要概念。f(t)=a1sin(ft)+a3sin(3ft)+a5sin(5ft)+a7sin(7ft)模拟信号如何转变为数字信号四通信概论举例说明声音信号如何转换成比特流转换

量化

编码采样转换步骤举例说明采样

通过抽样得到一系列在时间上离散的幅值序列称为样值序列，这些样值序列的包络线仍与原模拟信号波形相似，我们把它称之为脉冲幅度调制信号。模拟信号数字化的第一步是在时间上对信号进行离散化处理，即将时间上连续的信号处理成时间上离散的信号，这一过程称之为抽样。从时间轴上等间隔取N个时间点，然后取N个值。使连续信号f(t)变成了离散的f(t0)、f(t1)、f(t2)、……量化

分类分为均匀量化和非均勾量化。均勾量化:量化间隔是均匀的。非均匀量化:量化间隔是不均匀的。概念量化就是把信号在幅度域上连续的样值序列用近似的办法将其变换成幅度离散的样值序列。方法将幅度域连续取值的信号在幅度域上划分为若干个分层〔量化间隔），在每一个分层范围内的信号值攻某一个固定的值来表示。目的是提高系统的抗干扰能力，比如纠错码、卷积码。将信源产生的消息变换为数字序列的过程。从功能上可以分为3类，仅具有发现差错功能的检错码，如循环冗余校验码、自动请求重传ARQ等；具有自动纠正差错功能的纠错码,如Turbo码；既能检错又能纠错功能的信道编码，最典型的是混合ARQ。信道编码编码分为信源编码和信道编码。信源编码〔提高有效性)，模拟信号数字化，提高信源的效率﹑去除冗余度。信道编码{提高可靠性)，将信号变换为适合信道传输的信号，增加纠错能力，减少差错。分类针对信源输出符号序列的统计特性来寻找某种方法，把信源输出符号序列变换为最短的码字序列，使后者的各码元所载荷的平均信息量最大，同时又能保证无失真地恢复原来的符号序列。追求的是相同的信息量用最少