通信原理-----噪声.doc

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1、通信原理-----噪声噪声，从广义上讲是指通信系统中有用信号以外的有害干扰信号，习惯上把周期性的、规律的有害信号称为干扰，而把其他有害的信号称为噪声。噪声可以笼统的称为随机的，不稳定的能量。它分为加性噪声和乘性噪声，乘性噪声随着信号的存在而存在，当信号消失后，乘性噪声也随之消失。在这里我们主要讨论加性噪声。一、信道中加性噪声的来源，一般可以分为三方面：1人为噪声人为噪声来源于无关的其它信号源，例如：外台信号、开关接触噪声、工业的点火辐射等，这些干扰一般可以消除，例如加强屏蔽、滤波和接地措施等2自然噪声自然噪声是指自然界存在的各种电磁波源，例如：闪电、雷击、太阳黑子、大气中

2、的电暴和各种宇宙噪声等，这些噪声所占的频谱范围很宽，并不像无线电干扰那样频率是固定的，所以这种噪声难以消除。3内部噪声内部噪声是系统设备本身产生的各种噪声，例如：电阻中自由电子的热运动和半导体中载流子的起伏变化等。内部噪声是由无数个自由电子做不规则运动形成的，它的波形变化不规则，通常又称起伏噪声。在数学上可以用随即过程来描述这种噪声，因此又称随机噪声。随机噪声的分类常见的随机噪声可分为三类:（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

3、此，单频噪声并不是在所有通信系统中都存在。(2)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。脉冲噪声由于具有较长的安静期，故对模拟话音信号的影响不大,脉冲噪声虽然对模拟话音信号的影响不大，但是在数字通信中，它的影响是不容忽视的。一旦出

4、现突发脉冲，由于它的幅度大，将会导致一连串的误码，对通信造成严重的危害。CCITT关于租用电话线路的脉冲噪声指标是15分钟内，在门限以上的脉冲数不得超过18个。在数字通信中，通常可以通过纠错编码技术来减轻这种危害。(3)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。起伏噪声既不能避免，且始终存在。二、噪声分为以下几种类型：1.热噪声又称白噪声。是由导体中电子的热震动引起的，它存在于所有电子器件和传输介质中。它是温度变化的结果，但不受频率变化的影响。热噪声是在所有频谱中以相同的形态分布，它

5、是不能够消除的，由此对通信系统性能构成了上限。　　或称约翰逊噪声（Johnsonnoise）。噪声的一种。当光电倍增管施加负高压，而无光投射光电阴极时，由于光电极极与倍增极的电子热发射和玻璃外壳与管座的漏电，导致热电子由倍增极放大，所引起的暗电流的波动。在记录仪器上则出现噪声。2.散粒噪声散粒噪声是半导体的载体密度变化引起的噪声。　　散粒效应噪声是Schottky于1918年研究此类噪声时,用子弹射入靶子时所产生的噪声命名的。因此,它又称为散弹噪声或颗粒噪声。在电化学研究中,当电流流过被测体系时,如果被测体系的局部平衡仍没有被破坏,此时被测体系的散粒效应噪声可以忽略不计。

6、　　散粒噪声是由形成电流的载流子的分散性造成的，在大多数半导体器件中，它是主要的噪声来源。在低频和中频下，散粒噪声与频率无关（白噪声），高频时，散粒噪声谱变得与频率有关。　　散粒噪声有白噪声的特性，其电流均方值与电子电荷量q、总的直流电流Idc和带宽delt(f)成正比关系：I^2=2*q*Idc*delt(f)。3.闪烁噪声闪烁噪声又称为1/f噪声。a一般为1、2、4,也有取6或更大值的情况。与散粒噪声一样。它同样与流过被测体系的电流有关、与腐蚀电极的局部阴阳极反应有关；所不同的是引起散粒噪声的局部阴阳极反应所产生的能量耗散掉了,且E外测表现为零或稳定值2,而对应于闪烁

7、噪声的E外测则表现为具有各种瞬态过程的变量。局部腐蚀(如点蚀)能显著地改变腐蚀电极上局部微区的阳极反应电阻值,从而导致E外测的剧烈变化。因此,当电极发生局部腐蚀时,如果在开路电位下测定腐蚀电极的电化学噪声。则电极电位会发生负移,之后伴随着电极局部腐蚀部位的修复而正移；如果在恒压情况下测定,则在电流-时间曲线上有一个正的脉冲尖蜂。三、白噪声在通信系统中，经常碰到的噪声之一就是白噪声。所谓白噪声是指它的功率谱密度函数在整个频域内是常数，即服从均匀分布。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