(2.2)--2 确知信号通信原理.pdf

第二章确知信号

本章主要内容

确知信号的类型

确知信号的频域分析，掌握功率信号的频谱和功率谱密

度、能量信号的频谱密度和能量谱密度

确知信号的时域分析，掌握功率信号和能量信号自相关

函数的定义及性质

2.1确知信号的类型

1.确知信号和随机信号

确知信号：预先就可确定在定义域内任一时刻取值的信

号，通常可以用数学解析式表示。例如振幅、频率和相位

都是确定的一段正弦波。

随机信号：无法预先确定其中某时刻取值的信号，其在

某时刻的取值是一个随机变量，不能用数学解析式表示。

如通信系统中的噪声。

2.周期信号和非周期信号

按照信号是否具有周期性重复，确知信号又可分为周期信

号和非周期信号。

周期信号：若一个信号s(t)满足

s(t)s(tT),tT0

00

1

则称此信号为周期信号。T称为信号的周期，称为f

00

T

该信号的基频。0

非周期信号：不满足上式的信号称为非周期信号。

3.能量信号和功率信号

按照信号能量是否有限区分，信号可以分为能量信号和功

率信号。

能量信号：若信号s(t)的能量是一个有限正值，即



2

0Es(t)dt



则称此信号为能量信号。如数字信号的一个码元，任何

时间有限的信号都是能量信号。

功率信号：若信号s(t)的平均功率是一个有限正值，即

1T/22

PlimT/2s(t)dt

TT

则称此信号为功率信号，周期信号都是功率信号。

在实际的通信系统中，信号都是有限功率和有限的持续时

间，因而具有有限的能量，实际信号都是功率信号。

能量信号和功率信号的特点

能量信号的能量有限，但其平均功率为零；功率信号的平

均功率为有限正值，但能量无穷大。

思考：是否所有信号都是能量信号或功率信号？

f(t)t2

t

2.2确知信号的频域分析

确知信号的频率特性是指信号的各频率分量沿频域分布的

情况，是信号最重要的性质之一，和信号占用频带宽度以

及信号的抗噪声能力密切相关。

2.2.1功率信号的频谱

若确定信号s(t)的周期为T，且满足狄里赫利条件，则可以

展开成傅里叶级数形式，常用的有三角函数形式和复指数

形式。

1.傅里叶级数的复指数形式



j2nt/Tj2nft

s(t)Ce0Ce0

nn

nn

1T/2

0j2nft

式中系数CC(nf)s(t)e0dt

n0T/2

T0

0

Tf1/T