7. Векторное представление колебаний
Прежде чем перейти к шуму, необходимо вывести еще один результат теории дискретного представления. Пусть
пара колебаний, ограниченных полосой частот
Эти колебания могут быть действительными или комплексными. По теореме о дискретном представлении имеем
Применяя условие ортогональности
и сокращенную запись
получим
Если и
действительны, это выражение есть скалярное произведение двух многомерных векторов
с компонентами
Если
комплексны, это — эрмитово произведение. Оно может быть записано так:
Наконец, положив
получим
Таким образом, квадрат длины вектора, проведенного в пространстве колебаний из начала координат в изображающую точку, пропорционален полной энергии колебания. Это геометрическое представление было весьма эффективно использовано Шэнноном в одной из его работ [6] о передаче сигналов в присутствии шума.