西安电子科技大学：《现代通信原理与技术》课程电子教案（PPT课件讲稿）第二章 信号与噪声

2.0引言 ·通信过程是有用信号通过通信系统的过程， 在这一过程中常伴有噪声的传输。分析与研 究通信系统，离不开对信号和噪声的分析。 通信系统中的信号通常具有某种随机性。他 们的某个或几个参数不能预知或不能完全预 知。如果能预知，通信就失去了意义。 《通信原理课件》

《通信原理课件》 •2.0 引言 • 通信过程是有用信号通过通信系统的过程, 在这一过程中常伴有噪声的传输。分析与研 究通信系统，离不开对信号和噪声的分析。 通信系统中的信号通常具有某种随机性。他 们的某个或几个参数不能预知或不能完全预 知。如果能预知，通信就失去了意义

第二章：信号与噪声 2.1信号的分类 2.2确知信号的分析 2.3随机变量的统计特征 2.4随机过程的一般表述 2.5平稳随机过程 2.6高斯随机过程 2.7随机过程通过系统的分析 2.8窄带高斯噪声 2.9周期平稳随机过程 《通信原理课件》

《通信原理课件》 第二章：信号与噪声 2.1 信号的分类 2.2 确知信号的分析 2.3 随机变量的统计特征 2.4 随机过程的一般表述 2.5 平稳随机过程 2.6 高斯随机过程 2.7 随机过程通过系统的分析 2.8 窄带高斯噪声 2.9 周期平稳随机过程

2.1信号的分类 信号的分类方法有很多，可以从不同的角度对信号进 行分类。例如，信号可以分为确知信号与随机信号、周期 信号与非周期信号、能量信号与功率信号等。下面简要介 绍这些信号的概念。 《通信原理课件》

《通信原理课件》 2.1信号的分类

2.1.1确知信号与随机信号 确知信号是指能够以确定的时间函数表示的信号，它 在定义域内任意时刻都有确定的函数值。例如电路中的正 弦信号和各种形状的周期信号等。 在事件发生之前无法预知信号的取值，即写不出明确 的数学表达式，通常只知道它取某一数值的概率，这种具 有随机性的信号称为随机信号。例如，半导体载流子随机 运动所产生的噪声和从目标反射回来的雷达信号（其出现 的时间与强度是随机的)等都是随机信号。所有的实际信 号在一定程度上都是随机信号。 《通信原理课件》

《通信原理课件》 2.1.1确知信号与随机信号 确知信号是指能够以确定的时间函数表示的信号，它 在定义域内任意时刻都有确定的函数值。例如电路中的正 弦信号和各种形状的周期信号等。 在事件发生之前无法预知信号的取值，即写不出明确 的数学表达式，通常只知道它取某一数值的概率，这种具 有随机性的信号称为随机信号。例如，半导体载流子随机 运动所产生的噪声和从目标反射回来的雷达信号（其出现 的时间与强度是随机的）等都是随机信号。所有的实际信 号在一定程度上都是随机信号

2.1.2周期信号与非周期信号 周期信号是每隔一个固定的时间间隔重复变化的信号。 周期信号满足下列条件 f(t)=f(t+nT),n=0,±1，t2.±3，…， -00<t<00 (2.1-1) 式中，为的周期，是满足式（2.1-1)条件的最小时 段。非周期信号是不具有重复性的信号。 《通信原理课件》

《通信原理课件》 2.1.2周期信号与非周期信号 周期信号是每隔一个固定的时间间隔重复变化的信号。 周期信号满足下列条件 f t f t nT n t ( ) ( ), 0, 1, 2. 3, , = + =    −    （2.1-1） 式中，为的周期，是满足式（2.1-1）条件的最小时 段。非周期信号是不具有重复性的信号

2.1.3功率信号与能量信号 如果一个信号在整个时间域(-0，+0)内都存在，因 此它具有无限大的能量，但其平均功率是有限的，我们称 这种信号为功率信号。 设信号f(t)为时间的实函数，通常把∫()信号看作是 随时间变化的电压或电流，则测当信号f(t)通过12电阻 时，其瞬时功率为f(t),而平均功率定义为 (2.1-2) 般地，平均功率（在整个时间轴上平均）等于0，但其 能量有限的信号我们称为能量信号。 《通信原理课件》

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设能量信号为时间的实函数，通常把能量信号的归 一化能量（简称能量)定义为由电压加于单位电阻上所 消耗的能量，即为 E=[(tdt (2.1-3)

设能量信号为时间的实函数，通常把能量信号的归 一化能量（简称能量）定义为由电压加于单位电阻上所 消耗的能量，即为 2 E f t dt ( )  − =  （2.1-3）

2.2确知信号的分析 确知信号的性质可以从频域和时域两方面进行分析。 频域分析常采用傅里叶分析法，时域分析主要包括卷积和 相关函数。本节我们将概括性地介绍傅里叶分析法，重点 介绍相关函数、功率谱密度和能量谱密度等概念。 《通信原理课件》

《通信原理课件》 2.2确知信号的分析 确知信号的性质可以从频域和时域两方面进行分析。 频域分析常采用傅里叶分析法，时域分析主要包括卷积和 相关函数。本节我们将概括性地介绍傅里叶分析法，重点 介绍相关函数、功率谱密度和能量谱密度等概念

2.2.1周期信号的傅里叶级数 1、三角形式的傅里叶级数 任何一个周期为T的周期信号，只要满足狄里赫利条 件，则可展开为傅里叶级数 f0）-2+[a.oa+b.myo. 00 (2.2-1) n= 《通信原理课件》

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其中，⊙，=2π/T为基波角频率； 受」f0出心的均雅（直流分）22) a-10snat f(t)的第n次余弦波的振幅(2.2-3) 6.=子：f0smma 2T12 f(t)的第n次正弦波的振幅(2.2-4) 《通信原理课件》

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