通信中常见的噪声问题优化

2023-06-21 理论教育版权反馈

【摘要】：在通信系统的理论分析中常用到的噪声有：白噪声、高斯噪声、高斯白噪声、窄带高斯噪声和正弦信号加窄带高斯噪声。图3-4-2高斯噪声概率密度函数分布示意图3.高斯白噪声我们已经知道，白噪声是指功率谱密度均匀的一类噪声，高斯噪声是指概率密度函数呈正态分布的一类噪声。当高斯噪声通过以fc为中心频率的窄带系统时，就会形成窄带高斯噪声。

在通信系统的理论分析中常用到的噪声有：白噪声、高斯噪声、高斯白噪声、窄带高斯噪声和正弦信号加窄带高斯噪声。

1.白噪声

所谓白噪声，是指它的功率谱密度函数在整个频域内是常数，即服从均匀分布，如图3-4-1所示。之所以称它为“白”噪声，是因为它类似于光学中包括全部可见光频率在内的白光。

图3-4-1　白噪声的功率谱密度函数

2.高斯噪声

所谓高斯噪声，是指它的概率密度函数服从正态分布（也称作高斯分布）的一类噪声，如图 3-4-2 所示。

图3-4-2　高斯噪声概率密度函数分布示意图

3.高斯白噪声

我们已经知道，白噪声是指功率谱密度均匀的一类噪声，高斯噪声是指概率密度函数呈正态分布的一类噪声。所谓高斯白噪声是指噪声同时具备概率密度函数正态分布和功率谱密度函数均匀分布的一类噪声。

热噪声的频率可以高到 1013 Hz，且功率谱密度函数在 0～1013 Hz 基本均匀分布，同时其统计特性服从高斯分布，故常将热噪声称为高斯白噪声。

4.窄带高斯噪声

信道是为携带信息的信号提供一定带宽的通道，其作用一方面是让信号畅通无阻，另一方面是最大限度地抑制带外噪声。所以实际的信道往往是一个带通系统。当高斯噪声通过以fc为中心频率的窄带系统时，就会形成窄带高斯噪声。所谓窄带系统是指系统的频带宽度Δf远远小于其中心频率fc的系统，即Δf<<fc的系统。

窄带高斯噪声的特点是频谱局限在fc附近很窄的频率范围内，其包络和相位都在缓慢随机变化。如用示波器观察其波形，应是一个频率近似为fc，包络和相位随机变化的正弦波。窄带高斯噪声的频谱和波形示意图如图 3-4-3 所示。

图3-4-3　窄带高斯噪声的频谱和波形示意图

通信中常见的噪声问题优化

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