我正在阅读一篇论文,其中考虑了离散信号

$$ x(n)= s(n)+ w(n)$$

。 $ s(n)$是已知的确定性级数,$ w(n)$是具有零均值的白噪声。作者写道


信号产生的信噪比为20 dB


这是什么意思?


信号能量是什么意思?似乎有几种定义方法,但是本文没有尝试这样做。
20 dB SNR是什么意思?我以为$ 20 = 10 \ log {E_s / E_w} $或$ 20 = 20 \ log {E_s / E_w} $,但对这些概念还不够熟悉。


评论

10⋅log10定义用于功率比。 20⋅log10定义用于振幅或“场量”,例如电压或压力,因为您必须先平方它们才能产生功率比。参见en.wikipedia.org/wiki/Decibel#Definition

如果SNR = 47db,则要转换为正常值,则采用antilog(47/10)

#1 楼

离散信号通常被解释为模拟电压信号。信号x(n)应该被视为具有未知采样频率的x(t)的采样版本。

Q1:假定电压信号是在一个串联有1Ω电阻的电路中获得的,因此v(t)^2/R = P。在许多情况下都使用了信噪比。面积定义为信号和噪声的对数功率比,即SNR = 10*log(Ps/Pw)。另一个SNR = 20*log(Ps/Pw)是不正确的,因为PsPw是功率值。当信号表示为“电压”信号,即SNR = 20*log(s(n)/w(n)) = 10*log(s(n)^2/w(n)^2)时,使用后者。

评论


$ \ begingroup $
没有1欧姆甚至电压的假设。它可能是100 ohm或任何其他电阻(对于电压信号)或任何声阻抗(对于声压信号)或类似的东西,当您计算功率比时,该值将被抵消。
$ \ endgroup $
– Endolith
2012年6月5日14:40

$ \ begingroup $
你是对的。尽管如此,我认为用这种假设更容易理解和解释。如果您要使用给定的采样频率分别计算$ s(n)$和$ w(n)$的能量,那么在您知道实际设置的情况下,更易于扩展。
$ \ endgroup $
– aagaard
2012年6月5日15:04

$ \ begingroup $
对我来说,任意电阻值从何而来毫无意义。
$ \ endgroup $
– Endolith
2012年6月5日15:24

#2 楼

SNR是两个独立信号(一个称为“信号”,另一个称为“噪声”)的(平均)功率之比。

如果确定性信号是周期性的,则其功率定义为每周期$ E_s / T_s $。

SNR通常用dB表示:$ SNR_ {dB} = 10 \ log P_s / P_w $。

在您的特定示例中,20 dB表示信号具有(干扰)噪声功率的100倍。

#3 楼

您第一个问题的直接答案:

序列中的能量$ x [n] = \ sum \ lvert x [n] \ rvert ^ 2 $。根据Parseval定理,它与$ \ frac {\ sum \ lvert X(f)\ rvert ^ 2} {N} $相同,其中$ X(f)$是长度-$的离散傅立叶变换N $序列$ x [n] $。

#4 楼

尽管在DSP领域中定义SNR时几乎普遍使用20 * log(任意数量的比率)形式,但我认为它是不正确的,应该始终使用10 * log(比率)。 dB的定义是10 * log(功率比)。在模拟领域中,功率为V ^ 2 / R,其中V和R分别为电压和该电压两端的阻抗,因此我们的dB = 10 * log((V1 ^ 2 / R1)/(V2 ^ 2 / R2) )= 20 * log(V1 / V2)+ 10 * log(R2 / R1)。特别是在高频(雷达,通信等)下,通常需要匹配阻抗以实现最大功率传输,这意味着R2 = R1。如果真是这样,那么第二项就消失了,我们剩下的dB定义为:20 * log(V1 / V2)。处理模拟电路时完全可以接受。但是,在DSP领域使用软件时,有什么障碍?什么是电压?这些概念没有意义,它们不存在于软件中,它们是硬件概念。一旦将模拟信号转换为数字信号,电压和阻抗的概念就变得毫无意义。因此,我们很难说阻抗匹配(这甚至意味着什么?ADC的电路阻抗与ADC的输入阻抗匹配吗?LUDICROUS !!),这意味着我们没有理由说第二项消失。因此,没有理由将dB定义为20 * log(任意数量的比率)。因此,恢复为dB的定义并使用10 * log(任意数量的比率)形式是最有意义的。

评论


$ \ begingroup $
您的回答有点摇摇欲坠-如果您可以更直接地回答问题,那将是更好的选择(请分节!)
$ \ endgroup $
– PAK-9
13年11月20日在19:21

$ \ begingroup $
好吧,PAK,如何处理(尽管应该从我的第一个答案中就很明显了):作者的平均可能是20dB = 20log(Es / Ew),这意味着Es的功率是Ew的10倍。但是,如果正确使用了SNR的定义(即作者可能不正确地使用了SNR),则其含义应该是20dB = 10log(Es / Ew),这意味着Es的功率比Ew高100倍。尽管这个问题只是很大的冰山一角,但我不再写了,我不想在我的“不破裂的”段落中向您强调。
$ \ endgroup $
– T B
13年20月20日在21:18