信号的概念

一路上

前言

信号是信息的载体，通常是以某种物理量表现出来的。通信技术不同，采用的传输信号形式就不同。信号的特性:信号必须是可变化、可观测和可实现的某种物理量。

一、什么是信号

1. 信号：信息传递的媒介。

2. 信息：人类对现实事物的存在方式和运动状态的某种认知

3. 数据：描述事物的某些属性的具体量值

二、信号的分类

1. 模拟信号：电磁波，可以在不同的频率在不同的媒体上进行传输，是一个变化的量

2. 数字信号：不连续的物理量，且信号参数不会发生变化

三、信号的应用

信号是随着时间（或其他独立变量）变化的任何可测量的量。如果你把你说的话录制在计算机内存中并以时间为横轴绘制图表，就能得到一个语音信号。例如，下图展示了在计算机中记录的“Hello Wireless”一词所形成的信号。

一些我们日常生活中熟悉的信号有：

• 温度或压力的读数，
• 用于确定车辆位置的GPS信号，
• 来自大脑和心脏的电活动记录，如EEG和ECG等生物信号，
  

从数学的角度来说，信号是一个随着独立变量而变化的函数。例如，函数可以看作是随时间呈二次变化的信号。

我们将专注于由一个自变量和一个因变量组成的信号。通常情况下，x轴上的自变量被标记为时间，而在每个时间点上的信号值称为振幅。有了这些技术上的定义，我们可以扩展我们对信号的认识，它几乎涵盖了我们宇宙中的一切。

人类活动也在连续不断地产生信号，例如我们的呼吸模式，通过眼睛传入大脑的光学信号，甚至是高峰时间里的驾驶模式。即使是简单的思维行为也会产生新的信号。一些源自社会互动的其他信号也引起了我们的兴趣，例如运动员在比赛中的表现（用数字表示），银行对账单和财务数据。我认为未来的科学家也将能够将爱映射到某种信号上。这是因为数学是宇宙的语言，从恒星中的猛烈风暴到我们由于激素变化而产生的情绪波动，几乎所有现象都可以用数字来描述。

有了这些数字，数字信号处理（DSP）只是处理这些数字序列的一种技能或工具包。它包括各种工具和技术，使我们能够通过不同的视角查看相同的数字模式，并使用高效的算法对其进行操作。甚至机器学习也是一种利用高级数学技术来操作和利用数据集的数字信号处理方法。

结语

所有运动或震动都会产生信号；每个信号都可以用数字来表示；所有数字序列都可以通过算法来操作。如果数学是宇宙的语言，那么算法就是这种语言中的歌曲。