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訊號 (資訊理論)

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通訊系統訊號處理或者電子工程等技術領域中,訊號是「傳遞有關一些現象的行為或屬性的資訊的函數。」[1] 在現實世界中,任何隨時間或者空間變化的量(如影像)都是潛在的訊號,它們可能會提供一個物理系統的狀態資訊,或在不同觀察者之間傳達消息等。《IEEE訊號處理彙刊》闡述「訊號」一詞如下:[2]

術語「訊號」包括音訊、視像、語音、圖像、通訊、地球物理、聲納、雷達、醫療和音樂訊號等。

訊號的其他例子如傳遞溫度資訊的熱電偶輸出,傳遞酸度資訊的pH計輸出。[1] 一般來說,訊號通常由傳感器提供,而且通常用換能器將能量從原始形式轉換為其他形式。例如,麥克風的聲學訊號轉換為電壓波形,而一個揚聲器做相反的事情。[1]

定義

資訊理論中,訊號是一種資訊流。我們感興趣的大部分訊號都可表述為時間位置函數。任何攜帶資訊的物理量皆可以作為訊號。訊號本身所攜帶的資訊是我們的目的,從中提取有需要有用的訊號,抑制干擾部分是訊號處理的目標。

連續與離散

按照訊號時間向量的不同,可以分為:連續時間訊號(Continuous-Time)和離散時間訊號(Discrete-Time)。連續訊號是時間的連續函數,而離散訊號是時間的離散函數。

模擬與數碼

所有維度上均連續的訊號是模擬訊號,所有維度上均離散的訊號則是數碼訊號。數碼訊號是通過對模擬訊號時間、振幅維度上離散化產生的。

一些訊號的例子

頻率分析

頻域

無論對於連續訊號還是離散訊號,分析訊號的頻譜都是一種非常有效的方法。例如一個訊號通過線性時不變系統,則系統輸出頻譜即為訊號頻譜與系統頻率響應之積。

訊號的另一重要特性便是

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參考文獻

  1. ^ 1.0 1.1 1.2 Roland Priemer. Introductory Signal Processing. World Scientific. 1991: 1 [2015-03-13]. ISBN 9971509199. (原始內容存檔於2020-10-18). 
  2. ^ Aims and scope. IEEE Transactions on Signal Processing (IEEE). [2015-03-13]. (原始內容存檔於2012-04-17).