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简介
这是随机过程刘次华ppt，包括了生活中的噪声，什么是噪声？电路的噪声，通信中的噪声，随机信号与噪声的描述，随机噪声的分类，通信系统中的典型噪声分析，高斯白噪声，白噪声的应用举例，正弦波加窄带高斯噪声，总结等内容，欢迎点击下载。
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随机过程与噪声 Word:于志伟 PPT:刘 耀 主讲:王祥杰 生活中的噪声 交通噪声：主要指机动车辆、飞机、火车和轮船等交通工具在运行时发出的噪声。 工业噪声：主要指工业生产劳动中产生的噪声。主要来自机器和高速运转设备。 建筑施工噪声：主要指建筑施工现场产生的噪声。在施工中要大量使用各种动力机械，要进行挖掘、打洞、搅拌，要频繁地运输材料和构件，从而产生大量噪声。 社会生活噪声：主要指人们在商业交易、体育比赛、游行集会、娱乐场所等各种社会活动中产生的喧闹声，以及收录机、电视机、洗衣机等各种家电的嘈杂声。 什么是噪声？ 影响人们工作学习休息的声音都称为噪声。对噪声的感受因各人的感觉、习惯等而不同，因此噪声有时是一个主观的感受。一般来说人们将影响人的交谈或思考的环境声音称为噪声。 从物理角度看，噪声是发声体做无规则振动时发出的声音。 电路的噪声 对于电子线路中的噪声，可以概括地认为，它是对目的信号以外的所有信号的一个总称。 电路中除目的信号以外的一切信号，不管它对电路是否造成影响，都可称为噪声。例如，电源电压中的纹波或自激振荡，可对电路造成不良影响，使音响装置发出交流声或导致电路误动作，但有时也许并不导致上述后果。对于这种纹波或振荡，都应称为电路的一种噪声。又有某一频率的无线电波信号，对需要接收这种信号的接收机来讲，它是正常的目的信号，而对另一接收机它就是一种非目的信号，即是噪声。 通信中的噪声 在通信系统中，信源发送的信号具有一定的不可预测性，或者说随机性。信号在传输过程中会不可避免地遇到各种噪声和干扰，这些噪声也是不可预测的或随机变化的。电磁波的传播受大气层的变化、地面地形的影响，也使接收的信号随机变化。因此，通信中的信号和噪声都具有一定的随机性，需要借助随机过程的数学方法来描述。 随机信号与噪声的描述 随机过程概念 ：随机过程是一类随时间作随机变化的过程，它不能用确切的时间函数描述。 通信系统中的信号和噪声是具有随机性的，通常称为随机信号，它们均可看作随时间参数t变化的随机过程。 随机噪声的分类 单频噪声 单频噪声是一种连续波的干扰（如外台信号），它可视为一个已调正弦波，但其幅度、频率或相位是事先不能预知的。这种噪声的主要特点是占有极窄的频带，但在频率轴上的位置可以实测。因此，单频噪声并不是在所有通信系统中都存在。 脉冲噪声 脉冲噪声是突发出现的幅度高而持续时间短的离散脉冲。这种噪声的主要特点是其突发的脉冲幅度大，但持续时间短，且相邻突发脉冲之间往往有较长的安静时段。从频谱上看，脉冲噪声通常有较宽的频谱（从甚低频到高频），但频率越高，其频谱强度就越小。脉冲噪声主要来自机电交换机和各种电气干扰，雷电干扰、电火花干扰、电力线感应等。数据传输对脉冲噪声的容限取决于比特速率、调制解调方式以及对差错率的要求。 起伏噪声 起伏噪声是以热噪声、散弹噪声及宇宙噪声为代表的噪声。这些噪声的特点是，无论在时域内还是在频域内他们总是普遍存在和不可避免的。 通信系统中的典型噪声分析 高斯白噪声 低通白噪声 带通白噪声 窄带高斯噪声 正弦波加窄带高斯噪声 白噪声 1、白噪声：在通信系统中，常会遇到这样一类噪声，它的功率谱密度均匀分布在整个频率范围内。 白噪声，是一种功率频谱密度为常数的随机信号。换句话说，此信号在各个频段上的功率是一样的，由于白光是由各种频率（颜色）的单色光混合而成，因而此信号的这种具有平坦功率谱的性质被称作是“白色的”，此信号也因此被称作白噪声。相对的，其他不具有这一性质的噪声信号被称为有色噪声。 白噪声 应当指出，真正“白”的噪声是不存在的，它只是构造的一种理想化的噪声形式，目的是为了使问题的分析大大简化。在实际中，只要噪声的功率谱是均匀分布的，频率范围远远大于通信系统的工作频带，就可以把它视为白噪声。 高斯白噪声 高斯过程也称为正态随机过程，在实践中观测到的大多数噪声都属于高斯过程，在信道的建模中经常用到高斯模型。 在实际信道中，另一种常见噪声是高斯白噪声。所谓高斯白噪声是指它的概率密度函数服从高斯分布（即正态分布）的一类白噪声。 通常，通信信道中噪声的均值为零。由此，我们可得到一个重要的结论：在噪声均值为零时，噪声的平均功率等于噪声的方差。 高斯白噪声 高斯白噪声在任意两个不同时刻上的取值之间，不仅是互不相关的，而且还是统计独立的。 在通信系统的理论分析中，特别是在分析、计算系统抗噪声性能时，经常假定系统中信道噪声为高斯型白噪声。其原因在于，一是高斯型白噪声可用具体的数学表达式表述确定；二是高斯型白噪声确实反映了实际信道中的加性噪声情况，比较真实地代表了信道噪声的特性。 低通白噪声 如果白噪声通过理想矩形的低通滤波器或理想低通信道，则输出的噪声称为低通白噪声。 带通白噪声 如果白噪声通过理想矩形的带通滤波器或理想带通信道，则输出的噪声称为带通白噪声。 通信的目的在于传递信息，通信系统的组成往往是为携带信息的信号提供一定带宽的通道，其作用在于一方面让信号畅通无阻，同时最大限度的抑制带外噪声。所以实际通信系统往往是一个带通系统。 白噪声的应用举例 一些紧急车辆的警报器使用白噪声，因为白噪声能够穿过如城市中交通噪声这样的背景噪声并且不会引起反射，所以更加容易引起人们的注意。 白噪声也用来产生冲击响应。为了在一个演出地点保证音乐会或者其它演出的均衡效果，系统发出一个瞬间的白噪声，并且在不同的地方监测噪声信号，这样工程师就能够建筑物的声学效应能够自动地放大或者削减某些频率，从而就可以调整总体的均衡效果以得到一个平衡的和声。 窄带高斯噪声 当高斯噪声通过以ωc为中心角频率的窄带系统时，就可形成窄带高斯噪声。所谓窄带随机过程，是指它的频谱密度集中在中心频率ωc 附近相对窄的频带范围内，频谱宽度△f远远小于其中心频率的系统。 大多数通信系统都是窄带带通型的，通过窄带系统的信号或噪声必然是窄带随机过程。 窄带高斯噪声 窄带高斯噪声统计特性 设窄带随机过程是平稳高斯窄带过程，且均值为零，方差为 。现在分析 ，或 ， 的统计特性。 （1） 和 的统计特性 正弦波加窄带高斯噪声 在通信系统中，传输的信号是用一个正弦波作为载波的已调信号，信号经过信道传输时总会受到加性噪声的影响。为了减小噪声的影响，通常在接收机前端加一个带通滤波器，以滤除信号频带以外的噪声。因此，带通滤波器的输出是正弦波已调信号与窄带高斯噪声的混合波形，这是通信系统中常会遇到的一种情形。 设正弦波加窄带高斯噪声的混合信号为 总结 通信中的信号和噪声都可看作是随时间变化的随机过程。随机过程具有随机变量和时间的特点. 了解单频、脉冲、起伏噪声的特性以及通信系统中的常用典型噪声分析。 高斯白噪声是分析信道加性噪声的理想模型，它在任意两个不同时刻上的取值之间互不相关，且统计独立的。 白噪声通过带限系统后，其输出的是带限噪声。分析中常见的有低通白噪声和带通白噪声。 THANK YOU
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