高斯白噪声的方差

信息处理 噪音 功率谱密度 随机过程
2022-01-16 22:33:53

这似乎是一个简单的问题,毫无疑问,但我试图计算高斯白噪声的方差而没有任何结果。

加性高斯白噪声 (AWGN) 的功率谱密度 (PSD) 为N02而自相关是N02δ(τ),所以方差是无限的?

3个回答

连续时间情况下的高斯白噪声不是所谓的二阶过程(意思是E[X2(t)]是有限的),所以,是的,方差是无限的。幸运的是,我们永远无法观察到自然界中的白噪声过程(无论是否为高斯过程);它只能通过某种设备观察到,例如具有传递函数的(BIBO 稳定)线性滤波器H(f)在这种情况下,您得到的是具有功率谱密度的平稳高斯过程N02|H(f)|2和有限方差

σ2=N02|H(f)|2df.

更多关于高斯白噪声的知识可以在我的本讲义的附录中找到 。

假设我们有一个离散时间序列x[t]这是平稳的,零均值,具有方差的白噪声σ2. 那么自相关x是:

Rxx[τ]=E[x[t]x[t+τ]]={E[x[t]2],if τ=00,otherwise=σ2δ[τ]
在哪里δ[τ]是克罗内克三角洲。

所以,这意味着σ2=N02.

是的:除非你考虑到在这些后大爆炸时代很难获得无限的力量。实际上,所有白噪声过程都以具有电容的物理实现方式结束,因此限制了有效带宽。考虑导致 Johnson R 噪声的(合理的)论点:它们会产生无限的能量;除了在实现中总是存在带宽限制。类似的情况适用于另一端:1/F 噪声。是的,有些过程在很长一段时间内都非常适合 1/f 噪声;我已经测量过了。但最终你会受到物理定律的约束。