信号是物理系统中产生的可测量量。这些可以用数字获得的图形来表示。

信号的分类可以在不同的镜头下进行。它可以在连续性（连续性与离散性）、周期性（周期性与非周期性）、概率性（确定性与随机性）、平稳性（平稳性与非平稳性）等方面进行。

一个信号也可以被视为一个观察或一个事件的记录。平稳性是描述信号产生过程特征的一种方法，它进一步给我们提供了两种分类。

固定的(stationary) vs. 非平稳信号(n***tationary signals)

平稳信号和非平稳信号的区别在于平稳过程信号的性质不随时间变化，而非平稳过程信号的性质与时间不一致。

语音可以看作是一种非平稳信号。信号的其他合成形式有三角形、波浪形等。人们已经设计了不同的方法来理解语音信号。

平稳与非平稳信号比较表（表格形式）

什么是静止信号(stationary signals)？

平稳信号是通过保持时间周期和频谱含量值恒定而产生的信号波。平稳信号可以通过软件或函数发生器生成正弦波。

这种信号的特征是频率始终保持不变。

平稳性从信号的频率和时间关系出发，基本上解释了信号波的行为。这里，如果正弦波的频率发生变化，就会设计出一个全新的波，因此它将不再保持静止。

然而，如果频率保持不变，多音正弦波也可以保持平稳性。因此，单频和多频定频正弦波都是平稳信号的例子。两者都可以用两个不同的方程来表示。

重要的是要注意，即使在多音正弦波中有不同数量的频率成分。如果所述分量的频率不随时间变化，则信号是平稳的。

静止信号的其他示例包括：；

1. 白噪声–在白噪声的情况下，任何信号值相对于间隔开的参考点处的任何其他信号值发生的可能性相同。
2. 温度-在短时间内，它可以被认为是一个静止的单体。

什么是非平稳信号(non-stationary signals)？

简单地说，非平稳信号是指定义平稳信号的基本假设不再有效的情况下的信号。这意味着非平稳信号是指时间周期、频率不是恒定的而是可变的信号。

因此，非平稳方程的正弦波表示是不断变化的。这种信号的光谱成分也不是恒定的。因此，非平稳波的特征是频率，它在间隔之间不断变化。

语音信号是自然界中非平稳的自然信号，但它们比非平稳的多音正弦波复杂得多，而且稍有不同。

首先，在语音信号的情况下，在给定的时间间隔内可能有多个频率分量。

其次，与250毫秒相比，间隔本身可能非常短，小于10-30毫秒。

因此，在语音信号的情况下，将存在多组频率内容，并且这些内容可能随时间动态地改变。

因此，在非平稳信号的情况下，统计参数是可变的。

平稳信号与非平稳信号的主要区别

• 平稳信号由一个具有恒定时间周期的正弦波方程表示，而非平稳信号则具有一个具有不断变化的时间周期的正弦波。
• 正弦波方程的频率保持不变，而非平稳信号的频率随时间而变化。
• 正弦波方程中平稳信号的谱含量是恒定的，而非平稳信号的谱含量是随时间变化的。
• 傅立叶变换对平稳信号有很好的效果，而对非平稳信号则不是很好的表示。
• 平稳信号的例子包括白噪声、恒定频率的单音正弦波和恒定频率的多音正弦波，而非平稳信号的例子包括语音信号和不同频率的多音正弦波。

结论

信号系统可以根据各种标准进行分类。平稳性用时间周期函数来解释信号波的行为。平稳信号和非平稳信号之间的主要区别可以用正弦波方程来表示。平稳信号具有时间周期、频率和频谱含量常数，而在非平稳信号中这些基本假设都是无效的。

这两类信号系统都是通过傅立叶分析设计的，然而，人们注意到这种方法有其自身的局限性，理解非平稳信号的处理需要更具体的工具。

参考文献

• https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/s0888327004001517
• https://royalsocietypublishing.org/doi/abs/10.1098/rspa.2006.1761