- •Формирование и передача сигналов
- •Сигналы и их классификация
- •Виды сигналов:
- •Математическое описание гармонического сигнала
- •Амплитудно-фазовая, квадратурная, комплексная
- •Геометрическая
- •Спектр периодического сигнала
- •Основные этапы формирования сигнала в цифровой системе связи
- •1. Кодирование источника (форматирование)
- •Сжатие данных (этап кодирования источника):
- •2. Кодирование канала:
- •3. Цифровая модуляция (манипуляция)
- •Математические модели детерминированного сигнала
- •Спектр периодической последовательности прямоугольных импульсов (сигнал типа «меандр»)
- •Спектр непериодического сигнала конечной длительности
- •Преобразование Фурье:
- •Спектральные функции видеоимпульсов
- •Динамические характеристики линейного элемента
- •Определение реакции элемента на входной сигнал
- •Передаточная (системная) функция элемента
- •H(s) - передаточная функция элемента,
- •Следствия преобразования Фурье
- •Понятие идеального канала
- •Спектр дискретного сигнала
- •«Естественная» дискретизация (отсчет - прямоугольный импульс)
- •Теорема Котельникова
- •Синусоида как сумма функций Котельникова при двух отсчетах на периоде:
- •Канал Найквиста
- •Характеристики канала Найквиста
- •Требования к частотной характеристике цифрового канала связи
- •Автокорреляционная функция
- •Примеры плотностей распределения вероятностей
- •Понятие белого шума
- •Примеры осциллограмм сигналов и их автокорреляционных функций
- •Импульсная модуляция
- •Импульсно-кодовая модуляция (икм)
- •Примеры кодов канала
- •Коды 4, 5, 6 с возвратом к нулю (rz).
- •Аналоговая амплитудная модуляция
- •Пример реализации квадратурного фильтра
- •Характеристики квадратурного фильтра
- •Угловая модуляция
- •Примеры сигналов с угловой модуляцией
- •Примеры частотных детекторов
- •Квадратурный детектор сигналов с угловой модуляцией
- •Примеры противоположных и ортогональных сигналов
- •Понятие согласованного фильтра
- •Фильтр, согласованный с прямоугольным импульсом
- •Относительное (дифференциальное) кодирование
- •Некогерентная демодуляция в системе с двоичной частотной манипуляцией
- •Частотная манипуляция с минимальным частотным сдвигом
- •Модулятор системы с минимальным частотным сдвигом
- •Когерентная демодуляция сигналов с мчс
- •Оценка частотной полосы сигнала в системах bpsk, qpsk, msk, fsk по ширине первого лепестка спектра
- •Модуляция с минимальным частотным сдвигом и гауссовой фильтрацией (gmsk)
- •Модуляция ofdm (Orthogonal frequency division multiplex –
- •Основные показатели эффективности цифровой системы связи
- •Вероятность битовой ошибки рb
- •Максимальная пропускная способность канала
- •Расширение спектра прямой последовательностью
- •Пример вычисления корреляционных функций псп
- •Методы формирования псп
- •Примеры корреляционных функций m-последовательностей
- •Оценка корректирующей способности кода
- •Перемешивание символов
- •Пример блочного перемешивания
- •Принцип построения кодов Хемминга (с исправлением одиночной ошибки)
- •Порождающая и проверочная матрицы
- •Представление двоичного слова многочленом
- •Порождающая матрица циклического кода:
- •Принципы многоканальной связи
- •Принцип временного уплотнения
- •Временное разделение каналов в проводной системе связи
- •Принципы построения систем связи с подвижными объектами
- •Структура системы
- •Разделение каналов в системе сотовой связи gsm
- •Логические каналы сотовой системы связи gsm
- •Основные типы окон системы сотовой связи gsm
- •Понятие количества информации
- •X1, x2,…, xm – набор знаков (алфавит х объема m),
- •Эффективное кодирование
- •Кодируем блоки из трех знаков
- •Форматирование аналогового сигнала в цифровой системе
- •Компандирование
- •Кодирование звуковых сигналов
- •Кодирование параметров источника сигнала
- •Кодирование спектра сигнала
- •Характеристики каналов связи
- •Основные типы моделей канала
- •Основные проявления замираний
- •Временное рассеяние
- •Временное рассеяние делает ачх неравномерной:
- •Характеристики замираний
- •Средства борьбы с замираниями
- •Выравнивание характеристики многолучевого канала
- •Идентификация характеристик канала
- •Эквалайзер с обратной характеристикой канала
- •Принцип работы эквалайзера Витерби
- •Определение частотной характеристики оптимального фильтра
- •Определение импульсной характеристики оптимального фильтра
- •Выделение полезного сигнала с использованием модели источника сигнала
- •Аналоговые фильтры
- •Оптимальная фильтрация случайного сигнала
- •Математическое описание дискретного сигнала
- •Математическое описание дискретного фильтра
- •Структуры линейных цифровых фильтров
- •Формирование сигналов по стандарту iеее-802.11
- •Историческая справка
- •Перечень слайдов
Передаточная (системная) функция элемента
Линейное дифференциальное уравнение:
Обычная форма
![]()
Операторная форма
![]()

H(s) - передаточная функция элемента,
s
= d/dt
– оператор дифференцирования, или
– оператор Лапласа, (комплексная
частота).
Преобразование
Лапласа
–
это обобщение преобразования Фурье,
расширяющее класс сигналов, представляемых
в частотной области.
Применяя преобразование Лапласа, находят реакцию y(t) элемента на входное воздействие x(t) вида без решения дифференциального уравнения.

Преобразование Лапласа превращается в преобразование Фурье при σ = 0 (s=jω)
Подстановка s = jω в выражение передаточной функции дает комплексный коэффициент передачи элемента H(j)=K(j).
Следствия преобразования Фурье
С уменьшением длительности сигнала спектр расширяется. Это видно из примера спектра прямоугольного импульса.

Ширину спектра оценивают разными способами:
– по первому нулю спектральной функции, имеющей лепестковый вид;
– по заданному уровню спектральной функции;
– по «эффективной» ширине полосы, содержащей основную часть (например, 90%) энергии или мощности.
Произведение длительности сигнала τ на ширину
его частотной полосы F называют базой сигнала.
База прямоугольного импульса:
по ширине первого лепестка спектра В = τ (1/τ) =1,
по 90% энергии τЭ = 0,9τ, F = 0,81/τ, база В = 0,73.
Спектральная функция δ – импульса постоянна на всех частотах: спектр прямоугольного импульса длительности τ при τ→0 становится равномерным на всех частотах от -∞ до +∞, а сам импульс превращается в δ-функцию.
Комплексный коэффициент передачи элемента является спектром его импульсной характеристики.

Понятие идеального канала
«Идеальный» канал должен передавать сигнал без искажений. В частотной полосе передаваемого сигнала 0…fm АЧХ канала должна быть «прямоугольной», ФЧХ – линейной.

Переменные t и f в преобразованиях Фурье взаимозаменяемы:
![]()
.

(Заменили на рисунке t на f , а f на t)
Прямоугольный спектр соответствует импульсу, начинающемуся при t = – ∞.
Фильтр с прямоугольной частотной характеристикой неосуществим.
Спектр произведения сигналов

Cпектр произведения сигналов x(t) y(t) равен
свертке спектральных функций этих сигналов.
Поясним вид этого спектра, пользуясь тождеством
![]()



Спектр произведения сигналов можно получить, заменив каждую спектральную линию ωi одного сигнала, имеющую амплитуду Аi, спектром другого сигнала, расположенным симметрично относительно частоты ωi и взятым с весовым коэффициентом Аi
Спектр радиоимпульса:

При модуляции высокочастотного гармонического сигнала (несущего колебания) спектр модулирующего сигнала переносится в область высоких частот (в окрестность несущей частоты) с расширением полосы в два раза.
Спектр пачки импульсов:

«Транспонирование» частот при диcкретизации сигнала по времени
Сигнал с частотой 6 Гц, восстановленный по выборкам с частотой 5 Гц, воспринимается как сигнал частоты 1 Гц. Это эффект «транспонирования», или «поглощения», частот.

«Псевдочастота» fpf восстановленного сигнала зависит от соотношения частоты f исходного непрерывного сигнала и частоты дискретизации fd

Высокочастотные составляющие спектра, транспонируясь, суммируются с низкочастотными составляющими, изменяя вид спектра.
