MATLAB 中序列周期性扩展的功效

Power of Periodic Extension of a Sequence in MATLAB

我有一个序列 x[n],它不仅对 n = [1:3] 不为零,否则为零。我计算它的能量为

Ex = sum(abs(x).^2)

及其威力为

Px = Ex/length(n)

现在我有一个序列 y[n],它是 x[n] 周期 N = 7 的周期性扩展。那样的话,y[n]的能量就是

Ey = infinity

我的问题如下:我计算它的幂为

Py = Ex/N

我不确定我的看法是否正确。令我困惑的是,由于它的无限长度,我无法在 Matlab 中真正定义这个序列 y[n],作为一个周期性序列,但我认为我使用了正确的公式。

如果有人能给我一些回应,那就太好了。谢谢。

为了清楚起见,这张幻灯片给出了信号能量和功率的定义:

如您所见,信号能量只是平方信号下的总面积,所以您使用的公式E = sum(abs(x).^2)是正确的。由于周期性信号将始终具有 non-zero 值,因此周期性信号的能量是无限的。

然而,信号power被定义为积分的极限。在周期信号的特殊情况下,这个限制最终成为一个周期的平均平方信号下的面积——换句话说,一个周期的平均能量。在这种特殊情况下,公式 P = E_period/period_length 成立。
如果信号的有限域为 non-zero,则功率将等于零,因为积分在大 T.

的极限内消失

以上性质自然导致两类信号:

  • 能量信号 有一个有限域,其中信号非零。因此,它们的能量有限,功率为零。
  • 功率信号具有有限的功率和无限的能量。所有 non-zero 个周期信号都是功率信号。
  • 还有 "third" 类具有无限能量和无限功率的信号。 n.^2 是一个例子。

所以澄清一下,x[n] 的功率是 Px = 0,因为它是一个能量信号,而不是 Px = Ex/length(n)(周期信号的功率)。

如果x[n]在两个方向上周期性地无限延伸,那么它的能量和功率等于P = Ex/length_of_period