通信原理第01讲

1 1教学形式 课堂讲授 论文讨论2参考教材 数字信号处理 理论 算法与实现3考核形式 闭卷考试 可带一本参考资料 4最终成绩 卷面成绩 平时成绩 数字信号处理 2 1引言2离散时间系统的基本概念3LSI系统的输入输出关系4LSI系统的频率响应5确定信号的相关函数 第1讲离散时间信号和离散时间系统 3 1引言 信号 信号是一个或多个独立变量的函数 该函数含有物理系统的信息或表示物理系统状态或行为 独立变量 时间 距离 速度 位置 温度和压力 信号分类 1 按独立变量 自变量 分 2 按信号取值定义值域 因变量 分 按独立变量个数可分成 1 dimensional 1 D 2 D toM D 按独立变量定义域和信号值域可分成 续时间信号 模拟信号 离散时间信号和数字信号 CTS AS DTS和DSContinuous TimeSignals AnalogSignals Discrete TimeSignals DigitalSignals 1 1信号概述 4 1 2信号类型 按独立变量个数分 1 D信号 单个独立变量的一维函数 e g 语音信号 2 D信号 两个独立变量的二维函数 e g 图象信号 M D信号 多个独立变量的多维函数 e g 彩色视频信号 RGB 波形 信号幅度随独立变量变化的函数 通常1 D信号的独立变量为时间 按独立变量连续性分 连续时间信号 CTS 独立时间变量连续有定义 e g x t 离散时间信号 DTS 独立时间变量在离散时间点有定义 x nT 模拟信号 AS 独立时间变量连续有定义 且信号幅值连续有定义 数字信号 DS 独立时间变量在离散时间点有定义 信号幅值仅取离散值 且通常用二进制编码表示 1引言 5 1 3信号举例 1 连续时间信号 CTS ContinuousTimeSignal AnalogSignal x t 2 离散时间信号DTS DiscreteTimeSignal Sequence x n 1引言 6 1 4信号处理 信号处理 主要讨论信号及所含信息的表示 变换和处理 representation transformation andmanipulation DT系统两种实现方式 软件算法和DSP硬件 信号表示 时域和频域表示 信号变换 离散时间Fourier变换 DTFT 离散Fourier变换 DFT 和z变换 以及变换的快速算法 FFT 信号处理 滤波 压缩 调制及解调和信号分析 信号运算 延迟 加 减 乘和卷积 1引言 7 1 5为什么要研究离散时间信号处理 关系 ContinuousTimeSignal CTS 采样DiscreteTimeSignal DTS 量化DigitalSignal DS 理由 1 目前最常用功能最强的信号处理器件是数字形式的 目前信号处理的通常形式是对连续信号的离散处理 1引言 8 1 5为什么要研究离散时间信号处理 1引言 9 1 6为什么要研究离散时间信号处理 优点 1 Robustness 鲁捧性 抗噪性强 2 便于存储 3 便于调节和数字自适应处理 4 便于相互联接 没负载问题 5 便于与计算机接口 实现智能化处理 6 器件容易共享 7 便于批量生产 缺点 1 增加复杂性 e g A D和D A 2 工作频率受限 1引言 10 2离散时间系统的基本概念 2 1典型离散信号 11 2离散时间系统的基本概念 2 1典型离散信号 12 2离散时间系统的基本概念 2 2离散信号的运算 13 2离散时间系统的基本概念 2 2离散时间系统定义 离散时间系统是将输入序列映射成另一输出序列的变换或算子 例如 14 2离散时间系统的基本概念 2 2离散时间系统定义 15 2离散时间系统的基本概念 2 3离散系统的性质 16 3LSI系统的输入输出关系 3 1线性卷积 1 17 3LSI系统的输入输出关系 3 1线性卷积 2 18 3LSI系统的输入输出关系 3 2线性卷积计算 19 3LSI系统的输入输出关系 3 3线性系统与联接 因果性 h n 0 n 0 稳定性 h n FIR IIR 视h n 长度有限与否 注 FIR系统总是稳定的 串联 Cascade 并联 Parallel h n h1 n h2 n h n h1 n h2 n 通常LTI系统具有因果性和稳定性 按大类可分成FIR和IIR 20 3LSI系统的输入输出关系 3 4LSI系统的差分方程表示 21 4LSI系统的频率响应 4 1LSI系统的频率表示 22 4LSI系统的频率响应 4 2离散时间Fourier变换 1 离散时间Fourier变换 i e DTFT 23 4LSI系统的频率响应 4 2离散时间Fourier变换 2 24 4LSI系统的频率响应 4 3DTFT和LSI系统 25 注意 X Y的顺序 5确定信号的相关函数 5 1相关函数的定义 1 2