什么是高斯白噪声

什么是高斯白噪声

高斯白噪声是一种在通信系统理论分析中广泛应用的噪声模型。它结合了高斯噪声和白噪声的特性，即其幅度的统计规律服从高斯分布，而其功率谱密度则呈均匀分布。这种噪声模型能够比较真实地反映信道噪声的特性，并且可以用具体的数学表达式表示，便于分析和计算系统的抗噪声性能。

高斯噪声和白噪声的区别

高斯噪声指的是其概率密度函数服从正态分布的噪声。在通信信道中，一般噪声的均值为0，这意味着噪声的平均功率等于其方差。

白噪声则是指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，即功率频谱密度为常数的随机信号或随机过程。理想的白噪声具有无限的带宽，但实际中通常将有限带宽内的平坦信号视为白噪声。

高斯白噪声的特性

高斯白噪声的特性可以通过以下两个条件来判断：

概率分布：瞬时值的概率分布服从高斯分布。

功率谱密度：在所作用系统的带宽内，其功率谱密度基本为一常数，即在该带宽中功率是均匀分布的。

这两个条件使得高斯白噪声成为分析信道加性噪声的理想模型，尤其是在模拟通信中的主要噪声源——热噪声，就属于高斯白噪声的范畴。由于热噪声是由大量自由电子的运动产生的，其统计特性服从高斯分布，因此常将热噪声称为高斯白噪声。

高斯白噪声应用场景

在实际应用中，高斯白噪声常用于模拟和评估通信系统的性能，如在雷达和通信系统的仿真中。由于其数学模型的明确性，高斯白噪声使得系统分析和性能计算变得更加简便和准确。