湘潭大学移动通信实验报告实验3-白噪声信道模拟实验.pdfVIP

实验三、白噪声信道模拟实验 实验三、白噪声信道模拟实验 一、实验 目的 一、实验 目的 1、了解白噪声产生原因。 1、了解白噪声产生原因。 2、了解多径干扰对信号的影响。 2、了解多径干扰对信号的影响。 二、实验 内容 二、实验 内容 观察白噪声对信号的干扰。 观察白噪声对信号的干扰。 三 、基 本原理 三 、基 本原理 在移动通信中，严重影响移动通信性能的主要噪声与干扰大致可 在移动通信中，严重影响移动通信性能的主要噪声与干扰大致可 分为3类：加性正态白噪声、多径干扰和多址干扰。 分为3类：加性正态白噪声、多径干扰和多址干扰。 这里加性是指噪声与信号之间的关系服从叠加原理的线性关系，正 这里加性是指噪声与信号之间的关系服从叠加原理的线性关系，正 态则是指噪声分布遵从正态（高斯）分布，而白则是指频谱是平坦的， 态则是指噪声分布遵从正态（高斯）分布，而白则是指频谱是平坦的， 仅含有这类噪声的信道一般文献上称为AWGN信道。这类噪声是最基本的 仅含有这类噪声的信道一般文献上称为AWGN信道。这类噪声是最基本的 噪声，非移动信道所特有，一般简称这类噪声为白噪声。这类噪声以热 噪声，非移动信道所特有，一般简称这类噪声为白噪声。这类噪声以热 噪声、散弹噪声及宇宙噪声为代表，其特点是，无论在时域内还是在频 噪声、散弹噪声及宇宙噪声为代表，其特点是，无论在时域内还是在频 域内它们总是普遍存在和不可避免的。 域内它们总是普遍存在和不可避免的。 热噪声是在电阻一类导体中，自由电子的布朗运动引起的噪声。导 热噪声是在电阻一类导体中，自由电子的布朗运动引起的噪声。导 体中的每一个自由电子由于其热能而运动。电子运动的途径，由于和其 体中的每一个自由电子由于其热能而运动。电子运动的途径，由于和其 他粒子碰撞，是随机的和曲折的，即呈现布朗运动。所有电子运动的总 他粒子碰撞，是随机的和曲折的，即呈现布朗运动。所有电子运动的总 结果形成通过导体的电流。电流的方向是随机的，因而其平均值为零。 结果形成通过导体的电流。电流的方向是随机的，因而其平均值为零。 然而，电子的这种随机运动还会产生一个交流电流成分。这个交流成分 然而，电子的这种随机运动还会产生一个交流电流成分。这个交流成分 称为热噪声。 称为热噪声。 散弹噪声是由真空电子管和半导体器件中电子发射的不均匀性引起 散弹噪声是由真空电子管和半导体器件中电子发射的不均匀性引起 的。散弹噪声的物理性质可由平行板二极管的热阴极电子发射来说明。 的。散弹噪声的物理性质可由平行板二极管的热阴极电子发射来说明。 在给定的温度下，二极管热阴极每秒发射的电子平均数目是常数，不过 在给定的温度下，二极管热阴极每秒发射的电子平均数目是常数，不过 电子发射的实际数目随时间是变化的和不能预测的。这就是说，如果我 电子发射的实际数目随时间是变化的和不能预测的。这就是说，如果我 们将时间轴分为许多等间隔的小区间，则每一小区间内电子发射数目不 们将时间轴分为许多等间隔的小区间，则每一小区间内电子发射数目不 是常量而是随机变量。因此，发射电子所形成的电流并不是固定不变 是常量而是随机变量。因此，发射电子所形成的电流并不是固定不变 的，而是在一个平均值上起伏变化。总电流实际上是许多单个电子单独 的，而是在一个平均值上起伏变化。总电流实际上是许多单个电子单独 作用的总结果。由于从阴极发射的每一个电子可认为是独立出现的，且 作用的总结果。由于从阴极发射的每一个电子可认为是独立出现的，且 观察表明，每1安培多平均电流相当于在1秒钟内通过约6×1018个电 观察表明，每1安培多平均电流相当于在1秒钟内通过约6×1018个电 子，所以总电流便是相当多的独立小电流之和。于是，根据中心极限定 子，所以总电流便是相当多的独立小电流之和。于是，根据中心极限定 理可知，总电流是一个高斯随机过程。也就是说散弹噪声是一个高斯随 理可知，总电流是一个高斯随机过程。也就是说散弹噪声是一个高斯随 机过程。 机过程。 宇宙噪声是指天体辐射波对接收机形成的噪声。它在整个空间的分 宇宙噪声是指天体辐射波对接收机形成的噪声。它在整个空间的分 布是不均匀的，最强的来自银河系的中部，其强度与季节、频率等因素 布是不均匀的，最强的来自银河系的中部，其强度与季节、频率等因素 有关。实测表明，在20～300MHz的频率范围内，它的强度与频率的三次 有关。实测表明，在20～300M