В чем отличие линейной и нелинейной фильтрации сигнала при передаче данных?

Основное отличие линейной и нелинейной фильтрации сигнала при передаче данных заключается в характере преобразований. 1

Линейная фильтрация предполагает преобразования, которые не расширяют частотный спектральный состав исходных сигналов и помех. 1 Например, сумма сигнала и помехи является линейным преобразованием, так как в частотном спектре этой суммы есть только спектральные составляющие исходных сигнала и помехи, а новых частот нет. 1

Нелинейная фильтрация, в свою очередь, подразумевает преобразования, которые расширяют частотный спектральный состав исходных сигналов и помех. 1 Например, ограничение сигнала является ярко выраженным нелинейным эффектом, так как добавляет в сигнал комбинационные частотные составляющие, которых не было в исходном сигнале. 1

Некоторые другие отличия:

• Математическая основа: линейные фильтры основаны на линейной алгебре и свёртке, нелинейные — на сложных математических функциях. 2
• Предсказуемость результатов: линейные фильтры предсказуемы и просты в анализе, нелинейные — менее предсказуемы, требуют сложного анализа. 2
• Снижение уровня шума: линейные фильтры обеспечивают умеренное шумоподавление, могут привести к размыванию краёв, нелинейные — эффективно снижают уровень шума, сохраняют границы. 2
• Адаптивное поведение: линейные фильтры статичны, не адаптируются к входным характеристикам, нелинейные — могут адаптироваться к местным входным характеристикам. 2
• Импульсный отклик: у линейных фильтров есть определённая импульсная характеристика, у нелинейных — её нет. 2

Выбор метода фильтрации зависит от решаемой задачи. 2