【Signal系列】基础知识：白噪声和高斯白噪声

DATE: 2019-5-28

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转载自：https://blog.csdn.net/z_sweet1996/article/details/79183255

一、白噪声

白噪声序列，是指白噪声过程的样本实称，简称白噪声。白噪声是在较宽的频率范围内，各等带宽的频带所含的噪声能量相等的噪声，是一种功率频谱密度为常数的随机信号或随机过程，也就是说，此信号在各个频段上的功率是一样的。

对于一个随机变量X(t)（t=1，2，3……），如果是由一个不相关的随机变量的序列构成的，即对于所有s不等于t，随机变量X(t)和X(s)的协方差为零，则称其为纯随机过程。对于一个纯随机过程来说，若其期望为0，方差为常数，则称之为白噪声过程。

理想的白噪声具有无限的带宽，因而其能量无限大，这是不可能实际存在的，所以，我们把有限带宽内的平整讯号视为白噪声，以便我们实际应用当中的分析。一般情况下，若一个噪声过程所具有的频谱宽度远远大于它所作用系统的带宽，并且在该带宽中其功率谱密度基本为一常数，那么就能够把其作为白噪声来对待。

白噪声的功率密度函数恒定，为：

其中n0为常数。

二、高斯白噪声

高斯噪声指的是它的概率密度函数服从正态分布的噪声。高斯分布，记为N (μ,σ2)，其中μ为高斯分布的均值（数学期望），σ2为高斯分布的方差，当μ=0，σ2=1时，该分布称为标准正态分布。高斯分布的一维概率密度可表示为式：

在通信信道中，一般噪声的均值μ=0。，那么可以得知当噪声的均值是零的时候，噪声的平均功率等于其方差。

高斯白噪声的高斯指的是概率分布为正态分布，白噪声指的是其二阶矩不相关一阶矩为常数。故把瞬时值的概率分布服从高斯分布，功率谱密度服从均匀分布的噪声称为高斯白噪声。这两个条件是判断高斯白噪声性能的标准。

由于高斯白噪声能够反映实际通信信道中的噪声情况，能够比较真实的反映信道噪声的一些特性，并且可以用具体的数学表达式表示，适合分析、计算系统的抗噪声性能，所以广泛应用于通信系统的理论分析。

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