4信道的加性噪声

模块4 信道的加性噪声（ZY3200102004）

【模块描述】本模块介绍了信道的加性噪声的基本概念，包含加性噪声的来源、几种类型的随机噪声和起伏噪声。通过概念介绍、分类讲解，熟悉加性噪声的来源以及几种随机噪声和起伏噪声的产生机理及其对信号传输的影响。

【正文】

信道的加性噪声独立于有用信号，它始终干扰着有用信号，因此不可避免地对信道造成危害。

一、加性噪声的来源

信道中的加性噪声的来源有三个方面：人为噪声、自然噪声和内部噪声。人为噪声是指由于人类活动造成的其他信号源带来的干扰。如：外台信号、开关接触噪声等。自然噪声是指由于自然界存在的各种电磁波源带来的干扰。如：闪电等各种宇宙噪声。内部噪声是指由于系统设备本身产生的各种噪声。如电阻内自由电子的热运动（称为热噪声）、真空管中电子的起伏发射和半导体中载流子的起伏变化（称为散弹噪声）、电源噪声等。

二、加性噪声的分类

某些类型的噪声是确知的，如自激振荡、电源哼声等，从原理上讲是可以消除或基本消除这类噪声的。另一类噪声则不能准确预测它的波形，称为随机噪声。常见的随机噪声分为单频噪声、脉冲噪声和起伏噪声三类。

1.单频噪声

单频噪声是一种连续波的干扰（如外台信号），它通常是一个已调正弦波，但其幅度、频率、相位往往是事先无法预知的。这种噪声占有极窄的频带，它不是在所有通信系统中都存在，而且也比较容易防止。

2.脉冲噪声

脉冲噪声是在时间上无规则地突发的短促噪声。如工业上点火辐射、闪电等。这种噪声突发的脉冲幅度大，但其持续时间短，相邻突发脉冲之间往往有较长的时间间隔。从频谱上看，脉冲噪声通常有较宽的频谱，但频率越高，其频谱强度就越小。它对模拟话音信号的影响不大，但在数字通信系统中，一旦出现突发脉冲，将会导致一连串的误码，危害很大。在数字通信中通常采用纠错编码技术来减轻这种危害。

3.起伏噪声

起伏噪声包括热噪声、散弹噪声及宇宙噪声。这些噪声总是普遍存在，并且是不可避免的，因此它是影响通信质量的主要因素之一。

(1)热噪声

热噪声是在电阻类导体中由于自由电子的布朗运动引起的噪声。电子的这种随机运动会产生一个交流电流成分。这个交流成分称为热噪声。热噪声服从高斯分布，且具有均匀的功率谱密度。

(2)散弹噪声

散弹噪声是由于真空电子管和半导体器件中电子发射的不均匀性引起的。在给定的温度下，每秒发射的电子平均数目是常数，但实际数目随时间是变化的和不可预测的，因此发射电子所形成的电流并不是固定的，而是在一个平均值上下起伏变化的。散弹噪声也服从高斯分布。

(3)宇宙噪声

宇宙噪声是指天体辐射波对接收机形成的噪声。实测表明，在20～300MHz的频率范围内，它的强度与频率的三次方成反比。宇宙噪声服从高斯分布；具有平坦的功率谱密度。

起伏噪声是通信系统中最基本的噪声来源。到达解调器输入端的噪声并不是起伏噪声的本身，而是它的某种变换形式—带通型噪声。因为起伏噪声到达解调器之前需经过接收转换器，而

接收转换器的作用之一是滤出有用信号并部分地滤除噪声。它的输出噪声是带通型噪声，又称为窄带噪声。带通滤波器通常是一种线性网络，其输入端的噪声是高斯白噪声，所以它的输出窄带噪声应是窄带高斯噪声。

【思考与练习】

1．什么是信道的加性噪声？它主要来源于哪几方面？

2．常见的随机噪声分为哪几类？