高斯白雜訊

2021-09-29 19:03:29 字數 1645 閱讀 7238

白雜訊序列,是指白雜訊過程的樣本實稱,簡稱白雜訊。白雜訊是在較寬的頻率範圍內,各等頻寬的頻帶所含的雜訊能量相等的雜訊,是一種功率頻譜密度為常數的隨機訊號或隨機過程,也就是說,此訊號在各個頻段上的功率是一樣的。

對於乙個隨機變數x(t

)(t=

1,2,

3,⋅⋅

⋅)

x(t)(t=1,2,3,\cdot \cdot \cdot)

x(t)(t

=1,2

,3,⋅

⋅⋅),如果是由乙個不相關的隨機變數的序列構成的,即對於所有s不等於t,隨機變數x(t)和x(s)的協方差為零,則稱其為純隨機過程。對於乙個純隨機過程來說,若其期望為0,方差為常數,則稱之為白雜訊過程。

理想的白雜訊具有無限的頻寬,因而其能量無限大,這是不可能實際存在的,所以,我們把有限頻寬內的平整訊號視為白雜訊,以便我們實際應用當中的分析。一般情況下,若乙個雜訊過程所具有的頻譜寬度遠遠大於它所作用系統的頻寬,並且在該頻寬中其功率譜密度基本為一常數,那麼就能夠把其作為白雜訊來對待。

白雜訊的功率密度函式恆定,為:

p n(

t)=n

02(−

∞<

f<+∞

)(w/

hz)p

n(t)

=n0(

0<

f<+∞

)(w/

hz

)p_n(t)=\frac(-\inftypn

​(t)

=2n0

​​(−

∞<

f<+∞

)(w/

hz)p

n​(t

)=n0

​(0<

f<+∞

)(w/

hz)其中n

0n_0

n0​為常數。

高斯雜訊指的是它的概率密度函式服從正態分佈的雜訊。高斯分布,記為n(u

,σ2)

n (u,\sigma^2)

n(u,σ2

),其中u

uu為高斯分布的均值(數學期望),σ

2\sigma^2

σ2為高斯分布的方差,當u=0

,σ2=

1u=0,\sigma^2=1

u=0,σ2

=1時,該分布稱為標準正態分佈。高斯分布的一維概率密度可表示為式:

p (x

)=12

πσex

p(−(

x−u)

22σ2

)p(x)=\frac\sigma}exp(-\frac)

p(x)=2

π​σ1

​exp

(−2σ

2(x−

u)2​

)在通訊通道中,一般雜訊的均值μ=0

μ=0μ=

0。,那麼可以得知當雜訊的均值是零的時候,雜訊的平均功率等於其方差。

高斯白雜訊的高斯指的是概率分布為正態分佈,白雜訊指的是其二階矩不相關一階矩為常數。故把瞬時值的概率分布服從高斯分布,功率譜密度服從均勻分布的雜訊稱為高斯白雜訊。這兩個條件是判斷高斯白雜訊效能的標準。

由於高斯白雜訊能夠反映實際通訊通道中的雜訊情況,能夠比較真實的反映通道雜訊的一些特性,並且可以用具體的數學表示式表示,適合分析、計算系統的抗雜訊效能,所以廣泛應用於通訊系統的理論分析。

高斯白雜訊

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