ノイズレベル(1)

昨日の話の続きでもないがノイズレベル以下の信号を受信すると題された記事があった。
EME(月面反射通信)など、きわめて微弱な電波を受信する手法としてだ。

ノイズレベル以下の信号は受信しようが無く、以前にこの記事を読んだ時には理屈が理解できなかった。
というか原理そのものが明確に説明されていなかった。
最近同じような方式で他の記事を見ると、冗長な符号化などによって信号強度を上げていく方法らしい事が分かった。

カメラで暗所を撮影する場合にはシャッタ速度を遅くする。
あるいは複数枚の画像を処理して1枚の絵として重ね合わせる。
ノイズは規則性がないが、画像は決まった物なので合成効果が出る。
これと同じように同じ符号の信号を何度も送って足し合わせていくとそのエネルギが加算される。

平均化によって平均雑音レベルを下げる手法もある。
上の画像はアベレージング無し、下は100回の平均を取っている。
平均化は繰り返し信号でなければ有効ではないが、こうして平均雑音レベルを10dB下げる事が出来る。
平均化回数を増やせばノイズレベルがどんどん下がるかと言えばそうではない。

帯域制限によってもノイズレベルは下がるが、これはその帯域を通過するノイズの量が減るためだ。
受信帯域を1/10にすれば平均ノイズレベルは10dB下がるが、帯域を狭くしてしまうとそこにあるべき情報の量も減ってしまう。