有色噪声
通信术语
有色噪声( coloured noise)是通信术语,指功率谱密度函数不平坦的噪声。大多数的噪声的频谱主要都是非白色频谱,通过信道的白噪声受信道频率的影响而变为有色的。
定义
噪声是一个随机过程,而随机过程有其功率谱密度函数,功率谱密度函数的形状则决定了噪声的“颜色”,类似于电磁波光谱分布。白光包含了所有的颜色,因此白噪声的特点就是包含各种噪声。白噪声定义为在无限频率范围内功率谱密度为常数的信号,这就意味着还存在其它“颜色”的噪声,即其功率谱密度函数不平坦。而且,通过信道的白噪声受信道频率的影响而变为有色的。
常见有色噪声
下面是常见的有色噪声及其定义:
1.粉红噪声。在给定频率波长范围内(不包含直流成分),随着频率的增加,波长的减短,其功率密度每倍波程除以2,即下降3.01dB(等带宽情况下,密度与频率成反比)。但是在对数尺度下,每倍波的功率其实是相同的,但要产生每倍波程除以2(3.01dB)的衰减非常困难,因此,没有纹波的粉红噪声在现实中很难找到。
2.红噪声(物理学概念)。在不包含直流成分的有限频率波长范围内,功率密度随频率的增加,波长的减短,每倍波除以4,即下降6.02dB(等带宽情况下,密度与频率的平方成反比),波长域密度则处处相等。该噪声实际上是布朗运动产生的噪声,它也称为布朗噪声
3.红噪声(海洋学概念)。这是有关海洋环境的一种噪声,由于它是有选择地吸收较高的频率,类似红色物体的性质,因此称之为红噪声。
4.橙噪声。该类噪声是准静态噪声,在整个连续频谱(波谱)范围内,功率谱有限且零功率窄带信号数量也有限。这些零功率的窄带信号集中于任意相关系统的频率中心(波长中心)上。这些剩余频谱(波谱)就称为“橙色”波谱。
5.蓝噪声。在有限频率波长范围内,功率密度随频率的增加,波长的减短,每倍波乘2,即增长3.01dB(密度正比于频率,反比于波长)。对于高频信号(短波信号)来说,它属于良性噪声。
6.紫噪声。在有限频率波长范围内,功率密度随频率的增加,波长的减短,每倍波乘4,即增长6.02dB(密度正比于频率的平方值,反比于波长)。
7.黑噪声(静止噪声)包括:
(1)有源噪声控制系统在消除了一个现有噪声后的输出信号
(2)在1.7cm以下的有限波长范围内,功率密度为常数的噪声,一定程度上它类似于超声波白噪声或紫外线白噪声。这种黑噪声就象“黑光”紫外线一样,由于频率太高、波长太短而使人们无法感知,但它对你和你周围的环境仍然有影响。
(3)具有fβ谱,其中β>2。根据经验可知,该噪声的危害性很大。在信号处理中,我们经常会提及狄拉克(Dirac)函数或单位脉冲,这种脉冲是指具有零宽度和无限高电平的信号。然而,具有无穷低电平和无穷高电平的脉冲是无法找到的,但可根据不同要求,产生带宽可选和功率密度可选的信号,然后将这些信号叠加到试验对象上,这样我们就可以观察到哪部分信号被吸收,或者哪部分信号会产生谐振
参考资料
最新修订时间:2023-12-15 08:48
目录
概述
定义
常见有色噪声
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