20 dB 的信噪比是什么意思?

信息处理 离散信号 信噪比
2022-01-13 07:49:01

我正在阅读一篇论文,其中离散信号

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

被认为。s(n)是一个已知的确定性序列,并且w(n)是零均值的白噪声。作者写道

以 20 dB 的 SNR 生成信号

这是什么意思?

  • 信号能量是什么意思?似乎有几种定义方法,但本文没有尝试这样做。
  • 20 dB SNR 是什么意思?我想要么20=10logEs/Ew, 要么20=20logEs/Ew,但对这些概念还不够熟悉,无法确定。
4个回答

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

Q1

因此,当我们谈论信号的能量时,假设电压信号是在串联一个 1Ω 电阻的电路中获得的,因此v(t)^2/R = P.

Q2

信噪比用于许多领域,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)正确,因为PsPw幂值。当信号表示为“电压”信号时使用后者,即SNR = 20*log(s(n)/w(n)) = 10*log(s(n)^2/w(n)^2)

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

如果确定性信号是周期性的,则其功率定义为每个周期的能量Es/Ts.

SNR 通常以 dB 表示:SNRdB=10logPs/Pw.

在您的特定示例中,20 dB 意味着信号具有(干扰)噪声功率的 100 倍。

直接回答您的第一个问题:

能量序列x[n]=|x[n]|2. 根据 Parseval 定理,这与|X(f)|2N, 在哪里X(f)是长度的离散傅里叶变换-N顺序x[n].

尽管在 DSP 领域定义 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,功率为 V^2/R,其中 V 和 R 分别是该电压上的电压和阻抗,因此我们有 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。如果是这种情况,那么第二项就消失了,我们只剩下 dB 的定义:20*log(V1/V2)。在处理模拟电路时完全可以接受。但是在 DSP 领域使用软件时,什么是障碍?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。一旦我们将模拟信号转换为数字信号,电压和阻抗的概念就毫无意义。所以我们很难说阻抗匹配(这意味着什么?为 ADC 提供源的电路的阻抗与 ADC 的输入阻抗匹配?荒谬!!),这意味着我们没有理由说第二项消失了,并且因此没有将 dB 定义为 20*log(任意数量的比率)的依据。因此,恢复到 dB 的定义并使用 10*log(任意数量的比率)形式是最有意义的。电压和阻抗的概念毫无意义。所以我们很难说阻抗匹配(这意味着什么?为 ADC 提供源的电路的阻抗与 ADC 的输入阻抗匹配?荒谬!!),这意味着我们没有理由说第二项消失了,并且因此没有将 dB 定义为 20*log(任意数量的比率)的依据。因此,恢复到 dB 的定义并使用 10*log(任意数量的比率)形式是最有意义的。电压和阻抗的概念毫无意义。所以我们很难说阻抗匹配(这意味着什么?为 ADC 提供源的电路的阻抗与 ADC 的输入阻抗匹配?荒谬!!),这意味着我们没有理由说第二项消失了,并且因此没有将 dB 定义为 20*log(任意数量的比率)的依据。因此,恢复到 dB 的定义并使用 10*log(任意数量的比率)形式是最有意义的。