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第二章 信号处理技术21系统和信号带宽：在通信系统中，发送端要对原始信息进行处理（基带信号处理技术），以适合特定传输信道的要求。调制技术在接收端也要进行一系列处理，以获序列最大信噪比，并解调出信息。本章主要内容有线性系统分析（脉冲响应、Transfer Function）、随机过程通过线性系统、窄带高斯噪声、调制信号的滤波、非线性处理（高频、限幅、平方律检波）、最佳滤波（Wiener,Mafched）、模拟信号的数字化。只讲非线性中的典型情况。所使用的处理技术是多种多样的，比发端一般要复杂。这一章主要讨论一些基本的处理技术：线性处理、非线性处理。线性处理系统：如果变量间的关系是用线性微分方程组来描述的。如果变量是在工作点附近小范围内变化，也可近似认为系统是线性的。线性系统的分析方法；脉冲响应法和传输函数法。随机过程通过线性系统已讲。为了预测通信系统的性能，或是要选什么样的处理手段来达到对信号一定的处理要求，就需要计算什么样的系统时，通过它的信号产生多大的影响。211系统和信号带宽：一、系统带宽：在通信系统中，所传输的信号总是有一定带宽（占用一定的频带资源），为了达到对信号进行一定处理的目的，系统的带宽是一个主要性能参数，也就是系统可提供的频带资源。如何定义系统带宽？ 用等效噪声带宽定义：假定一个系统的传输函数为H(f)，则等效噪声带宽 其中H是H(f)的最大幅度。 如：对低通滤波器：等效噪声带宽Wn如图所示。 |H(f)|2 |H(f)max|2 Wn 等效噪声带宽Wn的含义是，白噪声通过Wn的平均功率=白噪声通过实际滤波器功率。 对带通滤波器，如图所示，为中心频率，等效噪声带宽Bn的含义：白噪声通过Bn的平均功率=白噪声通过实际滤波器功率。 |H(f)|2 fc f 用功率传输函数的半功率点来定义半功率点带宽或称为3dB带宽。 对低通滤波器，在半功率点W1/2的功率传输函数 对带通滤波器，在半功率点B1/2的功率传输函数 |H(f)|2 (dB) |H(f)|2 (dB) W1/2 f Bn f 用通过的总能量的百分比来定义系统带宽Be，如对带通滤波器 f0-Be/2 f0+Be/2 在此种情况中，也是用功率下降多少来定带宽，但不是下降3dB，而是任意选定的数，如1dB带宽、2dB带宽等。 对某些低通滤波器，如环路滤波器常使用等效噪声带宽定义；对带通滤波器常使用3dB带宽定义或能量百分比来定义。二、 信号带宽 上面讲可用功率传输函数下降一定百分比（dB）定义系统带宽，也可把此概念用于定义信号带宽，只要用信号的付氏变换代替即可。对于随机信号，平均功率用谱密度替换。同样可有信号的1dB带宽、2dB带宽、3dB带宽。90%功率（能量）带宽、95%功率（能量）带宽。 对信号带宽还有一种定义，称为rms带宽，定义： Sx(f)信号功率谱如：高斯型 系统带宽和信号带宽之间的关系。（车与路）主瓣带宽是信号带宽对系统带宽提要求。比如，要用BPSK方式传32Kbps语音信号，一般要求信号带宽64KHz。另一种是系统带宽限制传输信号的带宽。比如，在一般的数字语音信道不能传输数字彩色信号。一个14KHz带宽的系统，可传216Kbp的语音信号。基带信号通过数字成形滤波器：3595，1.2288MHz fG0 740KHz22窄带高斯噪声（总结一下重要结论） 在大多数通信系统中，接收机本身的噪声成为总噪声的主要贡献者。这种噪声来自接收机的输入级。这噪声通过接收机和RF滤波器、IF滤波器后，就叫作窄带高斯噪声，因为滤波器的带宽B相对于其中心距离常是很高的。通过付氏级数展开和三角函数（？）得出： n(t)=nc(t)cos(ct)- ns(t)sin(ct) 均值：Enc(t)= Ens(t)= En(t)=0 均方值=方差： nct与nst 相互独立。换成极坐标：包络：，0rnt1,则SNR0=0.5SNRI,下降3dBSNRi=1(0dB),则SNR0=1/3,下降4.7dBSNRi=0.5(-3dB),则SNR0=1/8,下降9dBSNRi=0.25(-9dB),则SNR0=1/64,下降13.7dB 可见,SNRi越小,平方率检波器的损失越大在平方率检波器前使用合适的滤波器使SNRi尽可能大2728待添加的隐藏文字内容2|H(f)max|2Bn 0dB-3dB0dB-3dB对幅频特性曲线则为0.71噪声余弦分布同相分布正弦分布正交分布1 2 3 4 5
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