信号传输系统
模拟信号数字无线传输系统的设计
目录摘要..。
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1 关键词....。
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1Abstract 。
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1 K e y words .。
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2 1前言.。
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.2 1.1选题的目的与意义。
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.21。
2简述模拟信号与数字信号.。
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.22设计任务与要求。
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1设计任务。
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......22.2基本要求..。
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有线电视网络传输GSM移动信号覆盖系统(CATV项目)
移动通信信号CATV电缆传输系统说明——广东分公司市场部1项目背景移动通信GSM网络经过多年的工程建设，网络规模和服务基本形成，同时配合大量网优项目的开展，使得过去存在盲点的区域，如村庄、高速公路、桥梁、隧道、城市写字楼等基本都已得到良好覆盖，整个网络指标得到明显优化。
在广东，重要交通干线基本达到100%的连续覆盖，重要话务场所的覆盖也达到了99%。
近两年进行的室内覆盖项目使得网络覆盖有了新的目标。
网络质量的改善也使得客户对话音的要求越来越高，尤其是居民区的信号质量尤为关注。
对于大型住宅小区，虽然大部分已经建设了室内覆盖系统，但由于各种原因不方便铺设专用射频电缆入户进行覆盖，故信号差的问题不能得到有效解决，尤其体现在高层的无线信号覆盖上。
网络问题集中表现为由于建筑物阻挡造成的低覆盖、低场强、低接通率、低质量、高掉话率等。
而有线电视网络(CATV)目前已基本覆盖了每个家庭住户，因此我们提出利用CATV网传送移动通信信号进行无线信号覆盖的需求,本项目就是研究利用已有的有线电视网络(CATV)进行GSM移动通信信号覆盖的实现方法。
该覆盖方式目前在国内尚未发现有相同或类似的报道，在国外，通信专业门户网站（网址：）和慧聪网广电行业频道（网址：）分别在2002-9-9和2003-06-14报道：“以色列手机运营商伙伴通信(Partner Communications)公司和Cellcom公司宣布正在实验使用有线电视基础设施传送电话信号。
这两家公司称，用户的家中或者办公场所只要接有有线电视，就可以通过这项技术享受高质量的手机通信和其它任何方式都无法提供的新型服务。
Cellcom在声明中说，这个系统发射手机信号所需功率较小，可以大量减少移动通信公司安装的天线数量。
报道说有200个家庭正参与这项实验。
这些家庭用安装在电视上的一个设备接入手机网络。
Cellcom说，当手机用户回到家时，在手机显示屏上会出现一条消息，说他们现在是通过有线电视系统连接到手机网络的。
数字通信原理-数字基带传输系统
信道信号 形成器
GT( )
信道 C( )
接收 滤波器
GR( )
同步 提取
抽样 判决器
信道信号形成器用来产生适合于信道传输的基带信号； 信道是允许基带信号通过的媒质； 接收滤波器是用来接收信号和尽可能排除信道噪声和其他干扰的； 抽样判决器则是在噪声背景下用来判定与再生基带信号。
信道信号形成器
把原始基带信号变换成适合于信道传输的基带信号，这种 变换主要是通过码型变换和波形变换来实现的，其目的是 与信道匹配，便于传输，减小码间串扰，利于同步提取和 抽样判决。
第五章
数字信号基带传输
第一节 数字基带传输系统
数字信号 传输方式
数字基带 传输方式
数字频带 传输方式
数字基带传输
• 数字基带传输：具有低通特性的有线信道中，特别是传输 距离不太远的情况下，数字基带信号可以直接传输。直接 传输数字基带信号的方式即数字基带传输。
基带脉冲输入
信道
基带脉冲输出
干扰
数字基带传输系统示意图
数字信号频带传输
数字频带传输：大多数带通型信道，如各种无线信道和光纤信道， 数中传 输。包括调制和解调过程的传输方式称为数字频带传输。
基带脉冲输入
调制器
信道
基带脉冲输出
解调器
干扰
数字频带传输系统示意图
数字基带传输系统组成模型
n(t)
数字 基带信号
信道
• 信道是允许基带信号通过的媒质，通常为有线信道。 • 信道的传输特性通常不满足无失真传输条件，甚至是随
机变化的，信道还会引入噪声。 • 在通信系统的分析中，常常把噪声n(t)等效，集中在信
道中引入。
接收滤波器
• 滤除带外噪声，对信道特性均衡，使输出的基带波形有 利于抽样判决。
第5章 数字信号的基带传输系统
HDB3码： －1000 －V ＋1000 ＋V －1 ＋1 －B00 －V ＋1 —1
虽然HDB3码的编码规则比较复杂，但译码比较简单。从上述 原理看出，每一个破坏符号V总是与前一非“0”符号同极性（包括
B符号在内），故从收到的符号序列中可以容易地找到破坏点V，
从而断定V符号及其前面的3个符号必是连“0”符号，然后恢复4个
一、单极性不归0二进制脉冲序列的功率谱密度数字 基带信号单个波形的频谱：
（设“1”、“0”码等概率出现，码元宽度）。
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天津电子信息职业技术学院
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天津电子信息职业技术学院
二、单极性归零二进制码序列的功率谱密度：
g1(t)
g2 (t )
A
Ts 2 Ts
2Ts 3Ts t
(a) 单极性归0二进制序列
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天津电子信息职业技术学院
占空比指的是脉冲宽度τ与码元宽度Tb之比τ/Tb。单极性RZ码 的占空比为50％。
4．双极性归零（RZ）码 双极性归零码的构成原理与单极性归零码相同，如图5-1d）。 每一个码元被分成两个相等的间隔，“1”码是在前一个间隔为正 电平而后一个间隔回到零电平，而“0”码则是在前一个间隔内为 负电平而后一个间隔回到零电平。
1
1…
AMI码： ＋100 —1 ＋1000 －1 ＋1 －1 …
无线通信系统组成与信号传输
散射传播
无线电波在传播过程中遇 到较大障碍物时，会向各 个方向散射，形成散射波。
无线信号调制方式
调频（FM）
通过改变无线电波的频率来传递信息，具有抗干 扰能力强、信噪比高等优点。
调相（PM）ห้องสมุดไป่ตู้
通过改变无线电波的相位来传递信息，具有抗干 扰能力强、信噪比高等优点。
调相调频混合调制
将调相和调频技术结合使用，以获得更好的传输 性能和可靠性。
发射器性能指标
发射器的性能指标主要包括发射功率、调制方式 和频谱效率等，这些指标直接影响着无线通信系 统的传输质量和效率。
信道
01
信道的作用
信道是无线通信系统中信息传输的媒介，负责传输由发射器发送的电磁
波信号。
02
信道的类型
信道可以分为空间信道、地面信道和卫星信道等类型，不同类型的信道
具有不同的传播特性和传输效果。
传输质量
总结词
传输质量是指无线通信系统在传输过程中数据的完整性和准确性。
详细描述
传输质量是评估无线通信系统可靠性的关键指标。高质量的传输可以确保数据在传输过程中不会出现 丢失、延迟或错误，从而提供更好的用户体验。为了提高传输质量，可以采用差错控制技术、信道编 码技术等手段来降低误码率，增强数据的可靠性。
频技术等手段来减少干扰信号的影响，确保无线通信的稳定性和可靠性。
THANKS
感谢观看
接收器的性能指标
接收器的性能指标主要包括灵敏度、抗干扰能力和噪声抑制能力等，这些指标直接影响着 无线通信系统的接收质量和可靠性。
03
无线信号传输原理
无线电波传播方式
01
02
03
直线传播
无线电波在自由空间中沿 直线传播，遇到障碍物时 会发生反射、折射和衍射 现象。
信号系统运行中常见问题及解决思路
信号系统运行中常见问题及解决思路在2023年的今天，信号系统已经成为我们日常生活中不可或缺的一部分。
不管是电视、电话还是互联网，我们都离不开信号传输。
但是在信号系统运行中，也会遇到一些常见问题。
下面将介绍这些问题以及解决思路。
一、信号干扰的问题在信号传输过程中，信号可能会受到很多干扰。
比如说，电子产品的电磁波辐射、大型机器设备的电流噪声、天气影响以及人为因素等等。
这些干扰会导致信号质量下降，进而影响我们的音频、视频、网络传输等使用效果。
为了解决这个问题，我们可以采用以下措施：1、使用全向天线或者定向天线。
在使用定向天线时，应选择性能优良、设备先进、精度高的天线。
还应特别注意天线方向的调整和摆放。
2、减少外部噪声和干扰。
最好在使用信号系统时，远离电子设备和大型机器设备。
3、使用隔离器。
隔离器可以减轻信号干扰，距离越远，效果越明显。
4、选择信号传输系统。
我们可以选择性能良好、技术更为先进的信号传输系统，能够在传输过程中自动进行干扰抵消，提高信号传输质量。
二、信号延迟的问题在视频会议和语音通话等时候，我们经常会遇到信号延迟的问题，这个延迟会导致对话或视频无法同步，严重影响使用效果。
解决这个问题有以下方法：1、网络带宽升级。
增加网络带宽，可以解决网络传输的延迟问题。
2、硬件升级。
使用延迟更低的设备，如高速网络、高速CPU等硬件升级，能有效减少信号延迟。
3、优化系统设置。
根据使用需求对系统设置进行优化，可以大大减少信号的延迟。
三、信号质量不稳定的问题在使用信号系统时，信号质量不稳定也是一个比较普遍的问题。
这种情况通常会出现在信号传输距离较远的情况下。
为了解决这个问题，我们可以采用以下措施：1、使用信号放大器。
信号放大器可以将信号放大，解决因距离太远而引起的信号质量下降。
2、使用信号衰减器。
如果距离太近而导致的信号质量不稳定，可以使用信号衰减器来降低信号强度，保证信号质量稳定。
3、使用信号优化器。
信号优化器可以自动监测信号的质量，对于信号质量不稳定的情况，它可以及时调整信号质量，以保证信号传输的连续性和稳定性。
实验四-模拟信号光纤传输系统实验
实验四模拟信号光纤传输系统实验一、实验目的1、了解发送光端机的发光管特性；2、掌握如何在光纤信道中高性能传输模拟信号；3、掌握发送光端机中传输模拟信号驱动电路的设计；4、了解光检测器的原理；5、光接收机的组成；二、预备知识1、光端机发光管特性；2、信道的非线性；3、光电转换特性；4、弱信号检测；三、实验仪器1、Z H5002(II)型“光纤发送模块”、“光纤接收模块”一套；2、20MHz示波器一台；3、低频信号源一台；4、光功率计一台；四、实验原理1、模拟光纤传输系统的主要技术指标：模拟光纤传输系统有两个关键性的质量指标：（1）信噪比S/N（2）信道线性度（非线性失真度）信噪比S/N与信道线性度分别表达噪声大小和线性好坏，这两个指标的数值依据传输的实际用途而定。
一般地说高质量的电视传输（例如演播室图象传输）要求信噪比S/N达到56dB，差分增益ΔG=0.3dB（差分增益是用于表示在不同输入信号电平上所引起增益的差值，即通道的线性度）。
对于数字载波传输系统（模拟信号传输），所需信噪比S/N和通道线性度一般比这要求低，可根据实际系统指标的分配决定。
2、模拟光纤传输系统的噪声来源噪声问题是模拟光纤系统最重要的问题之一，系统的任何组成部分包括有源部件和无源部件都可产生噪声，并叠加在传输信号之上。
在模拟传输系统中，主要由光发射机、传输光纤、光接收机和各类连接器所组成。
在光接收机中光检测器又由光检二极管和前置放大器组成。
模拟光纤传输链路中的噪声主要来源于以下几个方面：（1）光发射机中激光器光强的涨落,即相对强度噪声。
在模拟光纤系统中，激光器的直流偏置点是置于线性范围的中间，即在高于激光器阀值电流I th的某一电流I处。
相对强度噪声随着激光器的偏置不同而变化，在阀值附近，其达到最大，随着偏置增加，•即激光器输出功率增加，其会下降。
相对强度噪声和激光器的工作频率亦有关系，一般在低频时较小，而在高频时相对强度噪声则明显增加。
有线电视的传输系统
有线电视的传输系统有线电视传输系统是一种将电视信号通过有线网络传送到用户家中的技术。
该传输系统包括了多个部分，如信号接收器、信号调节器、信号传输线路、信号放大器和用户接收设备。
首先，信号接收器是有线电视传输系统中的重要组成部分。
它的作用是接收从卫星、有线网络或地面发射塔发出的电视信号。
接收器会将接收到的信号转换为数字信号，并进行初步处理，如清晰度和音频调节等。
接下来，信号调节器是用来调整信号强度和频率的装置。
由于信号在传输过程中可能会受到干扰或衰减，因此调节器可以根据传输距离和环境条件来改变信号的属性。
它可以提高信号质量，确保用户在接收过程中得到清晰的图像和声音。
信号传输线路是将处理过的电视信号传输到用户家中的途径。
这些线路包括电缆、光纤以及其他传输介质。
传输线路应具备高带宽、低损耗和抗干扰的特性，以保证传输的质量和稳定性。
为了确保信号在传输过程中不会有太大的损失，信号放大器会被安装在传输线路中适当的位置上。
它的作用是增加信号的强度，以弥补线路损耗和传输距离带来的信号衰减。
通过放大器的作用，用户可以在家中接收到高质量的电视信号。
最后，用户接收设备是用来接收和解码传输信号的设备。
用户可以通过电视机、机顶盒或其他接收设备来接收和解码信号。
这些设备可以将数字信号转换为可视化媒体，以便用户观看。
有线电视传输系统为用户提供了丰富的电视节目和媒体资源。
它不仅提供了高质量的画面和声音，还可以同时接收多个频道的信号。
除了传统的电视节目，用户还可以通过有线电视传输系统获取在线视频流媒体和点播服务。
因此，有线电视传输系统在现代家庭中扮演着重要的角色。
有线电视传输系统是一种通过有线网络将电视信号传输到用户家中的技术。
它的发展对于用户的家庭娱乐体验起到了重要作用。
本文将继续探讨有线电视传输系统的一些相关内容，包括技术进步、节目选择、用户体验和未来发展。
首先，随着技术的不断进步，有线电视传输系统的质量和功能也在不断提高。
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§1-1 信号传输系统本节将结合信号传输系统，对“信号与系统”课程的的一些应用背景和相关概念作简要介绍。
一、一、信息的传输与处理●●在人类社会的发展过程中，信息的传递一直是一个非常重要的任务。
从古代的号角，烽火台，到今天的卫星通信，人类历史的发展与通信的发展有着至关重要的联系。
●●信号的传输与处理技术最早开始于利用电磁波传输信息的无线电通信，以后逐步扩大并发展成为现在的通信、自动控制、电子器件、计算机等学科。
●●随着科技的不断发展，信息传输技术也不断得到更新，信息传输的速度越来越快，信息传输量也越来越大，传输的内容语言文字信息扩展到图片、视频等各种方式，传输的方式也有点对点传输发展到点对多点以及网络传输。
通信与人们生活的有着非常紧密的关系。
●●从广义上看，很多现实生活中的系统，都可以看成是广义的信息传输系统。
二、二、信息传输的任务信息传输的任务，就是将带有信息的信号，通过某种系统由发送者传送给接收者；●●要完成这样的任务，必然要将将带有信息的信号，通过某种系统，进行适当的处理和变换。
●用某种物理方式表达转换客观存在(事件)——>信息———————>消息(约定的符号)——>便于传输的信号客观存在（事件），是人们要传输的对象。
例如，战场上敌方的兵力；某日某处的气温等等；这些客观存在必须转换成人们能够读懂的消息，例如，语言，文字等；消息本身可能并不适于处理，必须转换成为便于处理的信号，例如，转换为电信号，光信号，旗语，…………在实际应用中，为了满足某些需要（例如，为了能够用无线电同时传输多个电台的信号），还要对信号进行进一步处理；…………●●所以，在通信中会遇到大量的信号转换和处理工作，这些工作都是用一些具有特定结构的意义的设备组成，这些设备都是系统。
●●不同的设备构成了不同的系统。
三、通讯系统的组成输入信号输出信号图1-1 通信系统的组成原始的消息（例如语言），经过某种特定的转换器（例如麦克风），转换成为便于处理的电信号；原始信息直接转换成的信号，可能未必适于直接传输，必须通过发射机，转换成为适合于传输的大功率射频信号（例如广播电台发射的中波信号）；发射信号通过信道，进行长距离的传输，到达接收端；接收端通过接收机，接收到发射机发射信号，然后转换成电信号；通过某种转换器（例如扬声器），将电信号转换成原始的消息（语言信号），传达到接收者；● ● 在传输过程中，会遇到各种各样的系统（例如上图中的转换器、发射机、信道、接收机等）。
● ● “信号与系统”课程的主要内容，就是研究：这些系统将对信号产生怎样的影响？满足某些需要的系统应该具有怎样的特性？为了达到某种目的，应该设计怎样的系统？………● ● 这些工作对于通信系统有着非常重要的意义。
● ● 系统并不局限于通讯系统，“信号与系统”的研究对象也不止是通信系统。
本课程中的很多理论和方法，也同时可以用于对其他系统的研究。
§1-2 信号的概念一、 定义：要给“信号”下一个非常严格的定义非常困难。
在我们的课程中给出了一个简单的定义：信号是随时间变化的物理量。
例如：声音，交流电，广播电台信号，电视信号等在这个定义中：● ● 信号必须是一个物理量，这样才能够传输和处理；● ● 信号必须是一个变化量，否则就没有必要传输；但是在上面的定义中，还是有一些局限性：● ● 随着信号与系统应用范围的不断扩大，很多非物理系统也可以用信号与系统理论研究，从而信号也未必是物理量，例如，人口，股票指数等都是信号。
● ● 信号也未必是一个随时间变化的量，也可以是随空间等其它变量变化的量。
例如，图象信号随空间位置变化。
● ● 按上面的定义，信号是一个随时间变化的一维函数。
但是在实际应用中信号往往可能是随时间、空间等多为因素变化的多维函数。
例如，视频信号就是随时间和（二维）空间变化的三维函数。
只不过在传输中，一定要设法转换为一个随时间变化的一维信号；在本课程中，采用上面的这个定义，是为了便于读者理解相关物理概念，同时也便于理解和叙述。
实际上，再学习完本课程以后，可以完全不受这个定义的限制。
二、 二、 信号的描述1、 1、 时域法：将信号表示成时间的函数)(t f例如：正弦信号：)100sin()(t t f● ● 信号具有一些时间特性，例如：变化快慢，周期长短，……2、 2、 频域（变换域）：通过正交变换，将信号表示成其它变量的函数。
一般常用的是傅里叶变换。
相关的内容在第三章中介绍。
● ● 信号的频域特性：频带的宽窄……● ● 信号的频域特性与时域特性之间有密切关系，在后面的内容中我们将仔细讨论。
三、 三、 信号的分类按照特性的不同，信号有不同的分类方法。
1、 1、 确定性信号：信号可以用一个确定的时间函数加以确定；例如：)cos(1)(t t f ω+= 随机信号：信号不可以用一个确定的时间函数加以确定，只能用统计特性加以描述。
● ● 随机信号在本教材第十二章、第十三章中描述。
本课程中主要研究确定性信号。
2、 2、 连续信号：除若干不连续的时间点外，每个时间点t 上都有对应的信号值。
例如：)cos(1)(0t t f ω+= 离散信号：信号只在某些不连续的时间点上有信号值，其它时间点上信号没有定义。
● ● 离散信号将在第七章中详细介绍。
3、 3、 周期信号：存在T ，使得等式)()(T t f t f +=对于任意时间t 都成立。
例如：t t f sin )(=；周期：π2=T 非周期信号：不满足上面定义的信号。
例如：⎩⎨⎧>>=其他0011)(t t f ● ● 在实际应用中，绝对的周期信号是不存在的，一般只要在很长的时间内信号满足周期性就可以了。
4、 4、 能量信号：总能量有限的信号。
功率信号：平均功率有限且非零的信号。
定义：信号的总能量：⎰+-∞→=T T T dt t f )(lim 2 信号的平均功率：T dt t f T T T 2)(lim 2⎰+-∞→= 例如： ⎩⎨⎧>>=其他0011)(t t f 是能量信号，其总能量为1；)sin(21)(t t f = 是功率信号，其平均功率为22A ；5、 5、 奇信号：满足等式)()(t f t f --=的信号。
偶信号：满足等式)()(t f t f -=的信号。
例如：奇信号：)sin()(t t f =偶信号：)cos()(t t f =§1-3 信号的简单处理本节将介绍的信号的简单处理。
● ● 这里之所以要强调 “简单处理”，是为了与后面将要介绍的信号的卷积、相关等复杂的处理方法相区别。
1、 1、 加（减）：)()()(21t f t f t f +=例1－3－1例1－3－1 下图就是两个信号相加的一个例子。
分析：两个信号的相加即为两个信号的时间函数相加，反映在波形上则是将相同时刻对应的函数值相加。
2、 2、 乘：)()()(21t f t f t f ⋅=例1－3－2例1－3－2 绘出抽样函数()sin t Sa t t =的波形 分析:()Sa t 可视为t t 1sin 与两信号相乘所得的结果，将图1-7中两信号x t 1sin 与相应波形对应时间点上函数值相乘，并考虑到在原点处， ()Sa t 为0与∞的乘积，运用罗比塔法则 ()000(s i n )l i m c o s 1t t t t S a t t t ==→'==='解：()Sa t 的波形如图1-7所示(a)1t 的波形 (b)sin t 的波形 (c)sin ()t Sa t t =的波形 图1-7 信号相乘的例子3、 延时或平移：)()(0t t f t f -→00>t ：右移； 00>t ：左移； 3、 4、 反褶：)()(t f t f -→4、 5、 尺度变换: )()(at f t f → ● ● 1>a ：尺度缩小； 1<a ：尺度放大；● ● 当0<a 时,还必须包含反褶;例1－3－3例1－3－3 信号f(t)的波形如图所示,画出信号f(-2t+4)的波形.1 尺度变换f(t) ---f(2t)另一种方法：1 平移f(t)—f(t+4)2 尺度变换f(t+4)--f(2t+4)5、 6、 标量乘法: )()(t f a t f6、 7、 混合运算：将上面的运算混合实现。
§1-4 系统的概念一、 一、 定义：系统是由若干相互联系的单元组成的、具有某种功能、用以达到某种目的的有机整体。
● ● 这个定义中有多层含义：系统总是有很多个单元（或者子系统组成的）；各个子系统相互连接，构成一个统一的整体；系统总是用于某种目的，是为了达到某种功能而设计的；● 系统可以按照其工作特性，分类为：理的电路、设备和仪器……~，生态~，经济，生产管理…………● ● 在上面的所有系统中，电系统简单，直观，便于观测，具有一般性和可比拟性。
所以在本课程中，“系统”主要特指电系统。
但是相关的理论和方法也可以推广到其它系统。
二、系统描述描述系统的方法有很多，这里暂且介绍常用的几种：1、 1、 输入输出方程：将系统的输入与输出之间的关系用一个数学方程表示出来。
{}),...0('),0(),()(r r t e f t r = 或：{}0)(),(=t r t e f例如：)()(5)('3)(''t e t r t r t r =++● ● 在教材或者文献中，如果用输入输出方程表示系统，一般用)(t r 或者)(t y 表示系统的输出，用)(t e 或者)(t x 表示输入信号（或者称为激励信号）。
2、 2、 框图模型：通过基本的功能部件的联结来表示复杂系统——框图。
有关这部分内容，将在第五章中详细介绍。
● ● 基本的功能部件包括：标量乘法器，乘法器，加法器，积分（差分）器，微分器……● ● 复杂系统可以用简单系统的组合实现。
● ● 任何一个复杂系统同时也可以看成一个更加复杂的系统的一个部件——所以“基本功能”或“简单系统”是相对的。
● ● 数学模型和物理模型可以相互转换。
三、 三、 系统的分类按照系统特征的不同，系统可以有多种分类方法：1、 1、 线性系统：符合齐次性和叠加性的系统。
非线性系统：不符合齐次性和叠加性的系统。
● ● 这个定义中提到了“齐次性”和“叠加性”，这两个特性是按照系统在激励作用下所表现出的特点定义的，具体定义为：齐次性：假设系统在)()(t r t e →，同时在)()(t r k t e k ⋅→⋅，则称系统满足齐次性；叠加性：假设系统)()(11t r t e →，在)()(22t r t e →，同时在)()()()(2121t r t r t e t e +→+，则称系统满足叠加性；——这里用)()(t r t e →简单表示“系统在激励信号)(t e 作用下的响应为)(t r ”。