在建模噪声时,它们如何决定是加法还是乘法?

信息处理 噪音
2021-12-24 10:53:28

如何决定噪声是加法还是乘法?

2个回答

这将取决于您在系统中建模的内容。考虑一个有源雷达系统。既有加性噪声分量,也有乘性噪声分量。在这种情况下,它们的区别是:

  1. 如果我将发射脉冲功率增加一倍K并且 SNR 提高了一个因子K那么噪声是相加的
  2. 如果我将发射脉冲功率增加一倍K并且 SNR 没有改变,那么噪声是相乘的

举一些例子来澄清:

  1. ADC 输入端的热噪声通常是附加的 - 噪声水平通常不随接收信号的功率而变化,因此 SNR 将随发射/接收功率而变化。
  2. ADC 中的削波(失真)是非线性的——它的乘法性大于加法性。增加接收功率不会影响 SNR(假设仍然发生削波)。
  3. ADC 中的相位噪声(时序误差)是相乘的
  4. 散斑噪声 - 雷达分辨率单元中存在大量随机散射通常被建模为乘法 - 增加发射功率不会降低散斑效应。

另一个常见的例子是主动声纳。在近距离范围内会有很多混响(音量混响),但随着传输的脉冲远离声纳,混响会下降,系统性能会受到环境噪声的限制。在这两种情况下,声纳分别在混响限制模式和噪声限制模式下运行。

  1. 混响 - 相乘 - 增加发射功率不会改善 SNR。
  2. 噪声限制 - 附加噪声 - 增加发射功率可提高 SNR。

这假设了一个非常简单的水下声音传播模型。您将获得其他波传播效果,主要是由于声速分布(表面/底部的混响、声音通道、会聚区等)。

因此,在一个系统中,您可以同时拥有两者。在哪种操作模式下将决定哪种类型的噪声占主导地位。还应注意,噪声可能不是完全相乘的或完全相加的。你可以有包含两者元素的噪音。在这种情况下,您将获得一些 SNR 改善,但它可能与发射功率的增加不呈线性关系。

这真的取决于应用程序。一种思考方式是:您可以测量的内容与您想知道的内容之间的关系是什么?

如果您想知道的与您可以测量的几乎相同,但是在“真相”周围存在虚假的波峰或波谷,那么您应该选择加性噪声。

更一般地说,如果值和测量值之间存在线性(或仿射)关系,则可能存在加性噪声。

如果您想知道的内容与您可以通过测量中的能量测量的内容有关,那么您可能需要选择乘性噪声。

更一般地,如果值和测量值之间存在(高度)非线性关系,则可能会出现乘性噪声。