研究报告

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【复试】2025年南京邮电大学085400电子信息(物联网技术)《复试通信原

第一章信号与系统基本概念

1.1信号的分类与描述

(1)信号是信息传递的载体，根据不同的特性，信号可以分为多种类型。其中，根据信号随时间变化的连续性，信号可分为连续时间信号和离散时间信号。连续时间信号是指信号在任意时刻都有确定的值，如语音信号、模拟电视信号等。而离散时间信号是指信号只在特定时刻有确定的值，如数字通信中的数字信号。在实际应用中，连续时间信号通常通过采样和量化过程转换为离散时间信号进行处理。

(2)根据信号能量的分布，信号可分为能量信号和功率信号。能量信号是指信号在整个时间域内的能量有限，如正弦波信号。功率信号是指信号在单位时间内的平均功率有限，如白噪声信号。能量信号在通信系统中常用于传输信息，而功率信号则常用于描述噪声和干扰。例如，在无线通信中，发射信号的能量必须足够大，以确保信号能够被接收端正确接收。

(3)根据信号波形是否具有周期性，信号可分为周期信号和非周期信号。周期信号是指信号在时间域内具有重复出现的波形，如正弦波、余弦波等。非周期信号是指信号在时间域内不具有重复出现的波形，如矩形脉冲信号、三角波信号等。周期信号在傅里叶分析中具有较好的性质，可以将其分解为不同频率的正弦波和余弦波，便于分析和处理。例如，在数字信号处理中，正弦波和余弦波常用于表示信号的频率成分。

1.2系统的基本特性

(1)系统的基本特性包括线性、时不变性和因果性。线性特性是指系统对信号的响应可以表示为输入信号各分量响应的叠加。例如，在通信系统中，一个放大器可以将多个信号同时放大，而不影响它们之间的相对关系。时不变性意味着系统的特性不随时间变化，如一个理想低通滤波器，其截止频率在一定时间内保持不变。在实际应用中，时不变性有助于分析和预测系统行为。因果性表示系统在任何时刻的输出仅取决于该时刻及之前时刻的输入，而不受未来时刻输入的影响。

(2)系统的传递函数是描述系统线性特性的关键工具。传递函数是一个复变量函数，它表示了系统对输入信号的响应。例如，一个简单的RC滤波器，其传递函数为1/(1+jωRC)，其中ω为角频率，R为电阻，C为电容。通过分析传递函数，可以了解系统的频率响应、相位响应等特性。在实际的通信系统中，如调制解调器、信道编码器等，传递函数的确定对于信号处理和系统设计至关重要。

(3)系统的稳定性和噪声容忍度也是其基本特性之一。稳定性意味着系统对于有界输入信号产生有界输出信号，即系统不会出现发散现象。例如，一个稳定的滤波器可以保证在输入信号有界的情况下，输出信号也保持有界。噪声容忍度则是指系统在存在噪声的情况下，仍然能够正确处理信号的能力。在实际的数字通信系统中，如移动通信、卫星通信等，系统的噪声容忍度直接影响通信质量和可靠性。例如，一个具有良好噪声容忍度的调制解调器可以在高噪声环境下实现稳定的信号传输。

1.3信号的时域与频域分析

(1)信号的时域分析关注信号随时间的变化规律，是通信系统设计中最基本的分析方法之一。例如，在数字通信中，信号的采样、保持和量化等过程都是基于时域分析的。以数字音频信号为例，通过采样频率为44.1kHz的采样器对模拟音频信号进行采样，可以得到一个离散的时域信号序列。这个序列可以用于数字音频播放器，通过数字到模拟转换（DAC）恢复出与原始音频信号相似的波形。

(2)频域分析则是将信号分解为不同频率成分的过程，有助于理解信号的频率特性。傅里叶变换是频域分析的核心工具，它可以将时域信号转换为其对应的频域表示。例如，一个典型的电视信号由多个不同的频率分量组成，通过频谱分析，可以识别出图像和声音的频率成分。在实际应用中，频谱分析仪可以测量和显示信号的频谱，这对于评估信号的带宽和干扰程度至关重要。

(3)信号的时域与频域分析在通信系统中的应用非常广泛。例如，在调制解调过程中，信号的频谱展宽是提高传输效率的关键。在无线通信中，通过频谱分析仪可以监测信号的频谱特性，以确保信号在传输过程中不会对其他频道造成干扰。此外，在信号处理领域，如图像压缩、语音识别等，时域和频域分析也发挥着重要作用。通过这些分析，可以优化信号处理算法，提高系统的性能和效率。

第二章连续时间信号与系统

2.1连续时间信号的分类

(1)连续时间信号根据其波形和特性可以分为多种类型，其中最基本的分类包括周期信号和非周期信号。周期信号具有周期性，即信号波形在时间轴上重复出现，如正弦波和余弦波。以正弦波为例，其频率通常以赫兹（Hz）为单位，例如一个100Hz的正弦波在1秒钟内振动100次。在通信系统中，正弦波常用于载波信号的产生。

(2)非周期信号则没有重复出现的波形，其特性通常较为复杂。例如，矩形脉冲信号在