最近十几天, 我晚上睡觉总是被室友1发出的某种音频信号攻击, 最近几天, 室友3也发现了这个问题。这说明, 这不是我一个人的问题, 所以现在把这个问题记录下来。
事实上, 最近由于未知原因, 室友1睡觉开始打呼噜, 呼噜声把我们睡着的惊醒, 没睡着的弄得睡不着。
我之前也听说过打呼噜会严重影响附近的人睡觉, 但那个时候不能理解, 觉得只要足够困就可以睡着了。那么为什么呼噜声的威力如此大呢?
一方面, 呼噜声和普通的噪声有显著差别: 普通的噪声是持续的, 而呼噜声是脉冲式的, 类似于方波。普通噪声可以让人听得昏昏欲睡。然而, 呼噜声由于其脉冲的特点, 会使得接收者刚要睡着的时候又接收到一个脉冲导致惊醒。假设呼噜声周期为T, 占空比τ, 我睡着所需时间为Ts, 那么只需要满足如下关系, 我即可睡着:
$$ (1-\tau)T \geq T_s $$
若占空比τ是固定的, 那么可以减小睡着所需时间Ts或者增大呼噜声周期T。然而Ts约为分钟量级, 而T为秒量级, 有Ts >> T。这种办法是行不通的, 后面将详细介绍各种解决办法。
另一方面, 室友1打呼噜的频率不但合适, 而且能量(振幅)巨大。事实上, 若振幅小于等于我睡着能承受的大小, 也是没有问题的。
总之, 呼噜声是一种低频脉冲式高能量的具有强攻击性的音频信号。
中学物理学习知道, 解决噪声问题有三个办法: 发射者、传播途径以及接收者。
解决传播途径就是把宿舍抽真空, 显然这个办法不好实现且会有副作用。
接收者能做的, 就是购买高级耳罩、耳塞, 室友3选择了这样的方案, 具体效果还需时间来检验。然而, 在接收者方面解决这个问题的可扩展性不好, 因为每多一个接收者, 就需要准备一套耳罩、耳塞, 从渐进的意义上来讲, 是O(n)代价的。
于是, 我们就需要设法从发射者的角度来解决问题, 解决一个人打鼾问题的文献很多, 这里就不详细讨论了。不过, 从渐进的意义上来讲, 解决一个发射者的问题, 是常数( O(1) )代价的。
然而, 考虑到呼噜声近似方波的特殊性, 上面已针对性地提出了两种解决方法, 但这两种办法被证明是不太可行的。这里再提供一些方法。
考虑提升占空比τ为100%, 这样呼噜声变为普通的持续的噪音。显然, 这不是一个发射者能做到的, 所以我们可以使得所有室友都开始打呼噜, 这些呼噜声合成为一个占空比τ为100%的方波信号。注意, 这需要相位匹配的非常好。
考虑增加背景噪声, 由于没有可靠的供电(宿舍晚上要停电), 这种办法比较难以实现。
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