浅谈学习信号与系统的重要性
摘要
信号与系统是一门理论性和技术性都比较强的专业基础课，覆盖面广，实用性强。信号与系统不仅是电气工程及其自动化专业教学中一门非常重要的基础课程，而且也成为电气工程及其自动化专业学生在所修课程中最有得益而又引人入胜和最有用处的一门课。该课程与通信系统、图象处理、微波技术等许多专业课有很密切的联系.它以高等数学和电路分析为基础，还涉及到线性徽分方程、积分变换、复变函数等多门数学课程的内容，又是数字信号处理、通信原理、自动控制原理等课程的先修课程。在教学环节中起着承上启下的作用，其重要性是其它课程不可替代的。
关键字：通信系统采样信号与系统
引言
通信系统的发展带动了经济的快速增长。随着通信技术在全世界的快速发展,世界对信息的需求快速增长,信息产品和信息服务无处不在不可缺少。通信技术已成为当今社会经济生活的主要支撑点。主要表现在信息技术推出的互联网行业对传统行业造成了深远影响,并衍生了网络经济,以互联网的电子商务模式,代替传统商务模式,企业和消费者之间、企业和政府之间也可以通过互联网进行更多的互动。电子商务对企业生产、研发、营销、管理、财算等方面都产生了巨大影响。各行各业在网上提供各种服务,除了通过建立企业网站进行产品展示、企业宣传、客户服务等之外,网上书店、网上银行等都是传统行业与互联网结合的产物。通信技术已经成为推动社会经济发展的重要因素。而图像是人类获取和交换信息的主要来源，因此，图像处理的应用领域必然涉及到人类生活和工作的方方面面。随着科学技术的不断发展，图像处理技术的应用领域也将随之不断扩大。但是不管是通信技术的迅速发展还是图像处理技术的不断扩大都离不开信号与系统课程理论的支持，也不能掩盖信号与系统这门课程的重要性。下面是信号与系统这门课的发展趋势：
1.通信系统中的应用
在当今社会中，通信系统在人、系统和计算机之间的信息传递上都起着至关重要的作用。一般而言，在所有通信系统中，源信息都要首先被某一发射装置或调制器所处理，以便将它变化到在通信信道上最适合传输的形式，而在接收端则通过适当的处理将信号予以恢复。有各种理由要求进行这样的处理。特别是，任何特定的通信信道都有一个与其相关的频率范圉，在该范围内最适合传输某一类信号，而在该范围以外，通信将严重受阻，甚至根本不可能传输信号。例如，在大气层，音频范围（10HZ 到20kHZ)的信号传输将急剧衰减，而较高频率范围的信号将能传播到很远的距离。因此，要想在通过大气层进行传播的通信信道上传输像语言或音乐这样的音频信号，就必须首先在发射机中通过适当的处理把这些信号嵌入另一个较高频率的信号中。
将某一个载有信息的信号嵌入另一个信号中的过程一般称为调制（ modulation);而将这个载有信息的信号提取出来的过程称为解调（demodulation)。将会看到，调制技术不仅能够将信息嵌人可以有效传输的信号中，而且还能够把频谱重叠的多个信号通过称为复用（multiplexing)的概念在同一信道上同时传输。
在实际中应用的有各种不同的调制方法，这里只讨论其中几种最重要的方法。有一大类调制方法建立在幅度调制（amplitude modulation, AM)概念的基础上，在其中待传输的信号用来调制另一个信号的振幅。幅度调制中最通常的形式是正弦幅度调制（ sinusoidal amplitude modulation) ，另外一类重要的幅度调制系统涉及一个脉冲信号的幅度调制，还要讨论一种不同形式的调制，即正弦频率调制（ sinusoidal frequency modulation) ，用其中载有信息的信号用来改变正弦信号的频率。而信号与系统中的许多方法和概念在通信系统的设计和分析中起着核心的作用。
1.1复指数载波的幅度调制
很多通信系统都建立在正弦幅度调制的基础上，在这里一个正弦信号c(t)的振幅被载有信息的信号x(t)相乘(或调制）。信号x(t)一般称为调制信号(modulating signal) ，而信号c(t)称为载波信号（carrier signal) ,已调信号y(t)就是这两个信号的乘积，即 y(t)=x(t)c(t)
调制的重要目的就是产生一个信号，该信号的频率范围适合于在所用的通信信道上传输，即频率转移。
正弦幅度调制有两种调制方式，其中一种是载波信号为复指数形式：
(w t )(t)c c i c e θ+=
第二种是正弦的：(t)cos(w t )c c c θ=+
在两种情况下w 都称为载波频率。为了方便，选o=0，这样已调信号y （t ）为：
y(t)x(t)c iw t e =
根据相乘性质，并把x （t ），y （t ）和c （t ）的傅里叶变换记为X(jw)，Y(jw)和C(jw),则有 1(jw)(j )(j(w ))2Y X C d θθθπ
+∞-∞=-⎰
当c （t ）是复指数信号时
(jw)2c C π=δ(ω-ω) 因此有
(jw)X(jw jw )c Y =-
由此可见，已调输入y 的频谱就是输入的谱，只是在频率轴上移了一个等于载波频率w 的量。例如，若X(jw)带限与最高频率为w （m ）那么输出的谱如图所示：
由图可见，x （t ）能够从已调信号y （t ）中恢复过来，只要将y （t ）乘以复指数
c iw t e ，即
(t)y(t)c iw t
x e =
在频域，这就等于把已调信号的频谱在频率轴上往回挪到调制信号原先所在的频谱位置上。就能把原始信号恢复出来—解调。
正弦载波的幅度调制更简单一些，分析方法也和上面类似，载波信号频谱是：
(jw)[]c c C =πδ(ω-ω)+δ(ω+ω)
1
(jw)[X(jw jw )X(jw jw )]2
c c Y =-+- 若X （jw ）如图a 所示，则y （t ）频谱如图c 所示。可以看出，以+wc 和-wc 为中心都有一个原始信号频谱形状的重复。结果只要wc>wm ，就能从y （t ）中恢复出x （t ）；否则，这两个重复的频谱将会重叠。
1.2信号的解调
