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[通信技术] 《信号与系统》解读 第1章 信号与系统概述-1:信号与系统的描述和分析方法

网络安全 网络安全 发布于:2021-07-29 20:38 | 阅读数:607 | 评论:0

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1. 什么是广义的信号和系统
2. 什么是狭义的电信号和电系统
3. 两个研究对象:信号+系统
4. 两种分析方法:几何图形法+数学函数法
5. 两个维度与视角:时域+频域
6. 两种坐标:实平面+复平面
7. 目标:模拟信号处理+数字信号处理
1. 什么是广义的信号和系统
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广义信号:是运载消息的工具,是消息的载体。从广义上讲,它包含光信号、电信号、温度、压力、流量,自然界的声音信号等。
广义系统:是由相互作用相互依赖的若干组成部分结合而成的,具有特定功能的有机整体,而且这个有机整体又是它从属的更大系统的组成部分。
2. 什么是狭义的电信号和电系统
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狭义信号:是指随着时间而变化的电压或电流信号。电信号可以通过幅度、频率、相位的变化来表示不同的消息。整个信号与系统就围绕着电信号的幅度、频率、相位来进行的!!

狭义系统: 在《系统与系统》中,把能加工、变换电信号的实体称作“系统”。
3. 两个研究对象:信号+系统
3.1 对象1:信号。包括输入信号、输出信号、噪声信号
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不同的信号,根据其属性不同有不同非分类方法。
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(1)按照在时间上是否连续分:连续时间信号、离散时间信号

  • 连续时间信号
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  • 离散时间信号
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(2)按在时间上是否重复分:周期时间信号、非周期时间信号

  • 周期信号
是周期信号瞬时幅值随时间重复变化的信号:
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  • 非周期信号
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3.2 对象2:系统
(1)系统是对信号进行控制、运算、加工、处理、变换,实现某种功能的实体。
四则运算:加、减、乘。
复杂运算:积分、微分、卷积
变换:采样、滤波、傅里叶变换、拉普拉斯变换、Z变换
(2)系统对处理信号的
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采样:连续信号到离散信号转换ADC
插值:离散信号到连续信号转换DAC
在移动通信系统中:
射频RF就是连续信号系统,也称为模拟信号系统,由模拟器件完成。
BBU就是离散信号系统,也称为基带信号系统,由专用数字处理芯片DSP或FPGA或通用处理器CPU来完成。
(3)多个子系统可以构成更大的系统。
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4. 两种分析方法:几何图形法+数学函数法
(1)几何图形法:直观,容易理解
(2)数学函数法:精确、可计算
一个信号,在数学上,通常就是一个函数。
函数法的最重要的意义是:可以对信号进行各种数学运算、变换等操作。

  • 连续时间信号的表示法
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  • 离散时间信号的表示法
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5. 两个维度与视角:时域+频域
(1)时域:自变量是时间,因变量是电信号参数:幅值
(2)频域:自变量是频率,因变量是电信号参数:幅度(最大幅值)
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6. 两种坐标:实平面+复平面
(1)实平面

横轴x与纵轴y都是实数,表示两个变量之间的函数关系。
(2)复平面
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复数平面即是z=a+bi ,它对应的坐标为(a,b) 。其中,a表示的是复平面内的横坐标,b表示的是复平面内的纵坐标,表示实数a的点都在x轴上,所以x轴又称为“实轴”;表示纯虚数bi的点都在y轴上,所以y轴又称为“虚轴”。y轴上有且仅有一个实点即为原点"0"。
复平面,使用来表达复信号的。
复信号是《信号与系统》中最重要、最难理解的是基本信号!
现代移动通信系统的物理层L1的信号处理由FPGA或DSP完成,而它们处理的电信号基本上都是复信号。
因此理解复信号是理解物理层信号处理的关键与核心!后续会专门深入解读!
7. 目标:模拟信号处理+数字信号处理
就是抽象、模拟现实系统,并用模拟和数字的硬件电子电路与数字计算机软件(数字信号处理)这两种“电子”手段设计一个特定功能的信号与系统,来解决现实的问题!