1_信号与系统的基本概念与原理.pptx

大连理工大学硕士研究生校管课程信号处理与数据分析Part I信号与系统的基本原理电子信息与电气工程学部邱天爽2015年9月大连理工大学硕士研究生校管课程信号处理与数据分析第1章信号与系统的基本概念与原理电子信息与电气工程学部邱天爽2015年9月大连理工大学 内容概要§1.1 引言§1.2 信号与系统的基本概念§1.3 线性时不变系统时域分析与卷积§1.4 线性时不变系统的基本性质§1.1引言大连理工大学信号与系统是电子信息技术的两个最基本的概念，是电子信息技术的基石本章内容： 系统介绍信号与系统的基本概念； 连续时间信号与系统； 离散时间信号与系统； 我们会看到，信号与系统构成了一个完整的分析体系，包括了描述信号与系统的语言和强有力的分析方法，而这种描述和分析是相互密切关联的。大连理工大学典型的数据通信系统大连理工大学举例：无线通信中的MIMO系统MIMO 表示多输入多输出。在第四代移动通信技术标准中被广泛采用。MIMO 有时被称作空间分集，因为它使用多空间通道传送和接收数据。大连理工大学一个复合系统的例子：脑机接口（BCI）大连理工大学§1.2信号与系统的基本概念大连理工大学1.2.1 信号（Signal）的基本概念信号——信息的载体，常表示为一个数学函数： 。信号举例：语言交流；烽火台；通信信号；交通信号，......在电子信息科学技术领域，最常见的信号形式是电信号形式，即随时间、空间或其他独立变量变化的电压或电流，也可以是电荷、磁通量或电磁波等。大连理工大学信号的表示最常见的表示方式是：数学函数描述方式曲线表示方式举例：正弦信号式中， 为时间变量， 表示信号的幅度， 表示信号的频率， 表示信号的初始相位， 则表示随时间按照正弦规律变化的信号。大连理工大学信号处理与信号分析的概念信号处理（signal processing）是指对信号进行某种加工和变换。主要包括削弱信号中多余的内容，滤除混杂的噪声和干扰，将信号变换成易于分析与识别的形式，估计信号的有关参量等。信号分析（signal analysis）是指研究信号的基本性能，主要包括信号的描述、分解、变换、检测、特征提取以及信号的设计等。大连理工大学1.2.2 信号的分类（1）确定性信号与随机信号若信号可以表示为某一确定时间变量的函数，则称这种信号为确定性信号。若信号具有某种不可预知的不确定性，则这种信号称为不确定性信号或随机信号。大连理工大学（2）连续时间信号与离散时间信号在给定的时间间隔内，除若干不连续点之外，对于任意时间值都可给出确定性的函数值，称为连续时间信号（continuous-time signal），记为 。离散时间信号（discerete-time signal）仅定义在离散的时间点上，即其时间变量仅在一个离散集上取值，记为 。大连理工大学（3）周期信号与非周期信号若信号满足 ，则称为周期信号（periodic signal）。对于离散时间信号，若满足 也称为周期信号。大连理工大学（4）能量信号与功率信号能量为有限值的信号称为能量有限信号，简称为能量信号（energy signal）。满足功率为有限值的信号称为功率有限信号，简称为功率信号（power signal）。满足 ，且通常，有界的有限时宽信号为能量信号，而连续时间正弦信号是功率信号的典型例子。大连理工大学（5）一维信号与多维信号一维信号二维信号大连理工大学（6）时限信号与频限信号时限信号：在有限区域 内有定义，在其外恒为0。频限信号：在频域内占据一定带宽 ，在其外恒为0。（7）物理可实现信号与物理不可实现信号物理可实现信号：即单边信号，因果信号。当 时， 。物理不可实现信号：非单边信号，非因果信号。大连理工大学1.2.3 典型信号及其特性两个问题：指数信号可能是周期性的吗？正弦信号可能是非周期的吗？大连理工大学1.2.3 典型信号及其特性（1）连续时间复指数信号一般形式：其中， 为复数：大连理工大学连续时间复指数信号的两个特例： 实指数信号： 为实数。 波形如下：大连理工大学纯虚指数信号： 则 。可以证明，该信号是周期信号。 证明： 由欧拉公式，有 实部和虚部都是周期的并且周期相等，等于故，上述信号又称为周期性复指数信号。大连理工大学连续时间复指数信号的一般形式： 大连理