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法律研究什麼是功率譜密度及其優勢？
複合訊號由多個頻率分量組成。每個頻率分量對應一個訊號。不同頻率的訊號組合在一起形成複合訊號。訊號中存在的不同訊號頻率對通道噪聲條件的響應不同。功率譜密度指定訊號中存在的頻率分量的功率水平。簡稱PSD。PSD 指定訊號中存在的各種頻率的功率，我們可以確定訊號頻率執行的功率範圍。本質上，PSD 曲線是功率與頻率的曲線圖。
該圖顯示了不同頻率（X 軸）下單位頻率的歸一化功率分佈（每赫茲的功率）。
功率譜密度的單位
PSD 給出訊號中所有頻率分量的功率水平。因此，可以獲得感興趣的整個頻率範圍（稱為頻寬）的功率曲線。
PSD 指定為 W/Hz
其中，W = 瓦特（功率）
Hz = 赫茲，頻率單位
解釋功率譜密度
讓我們任意假設一個頻寬為 4 MHz 的訊號，它由四個頻率分量組成——10 MHz、11 MHz、12 MHz 和 13 MHz。讓我們假設這些頻率測得的功率水平分別為 4W、5W、6W 和 7W。
對於 11 MHz 頻率分量，功率水平為 5W。因此，每兆赫茲的功率為 5/11 W，每單位赫茲的功率為 5/11 μW/Hz。因此，PSD 通常表示為每赫茲頻率的功率水平。
Signal frequency component: 11 MHz, Power level is 5 MHz Power per Mega Hertz: 5/11 W Power per unit Hertz: 5/11 µW = 0.454 μW
功率譜密度曲線的優勢
使用 PSD 曲線，我們可以識別在給定的感興趣頻率範圍內具有相對較弱功率水平的頻率分量。
接收到的測試訊號（控制訊號）使用頻譜分析儀進行研究。研究 PSD 曲線，並將其與測試訊號在透過通道之前其 PSD 進行比較。
透過研究 PSD 曲線，我們可以確定由於通道噪聲而功率水平降低的頻率分量。與訊號中存在的其他頻率分量相比，這些頻率分量相對更容易受到噪聲的影響。
因此，我們可以調整要傳輸的訊號的功率水平以克服通道噪聲的影響。
如何使用功率譜密度對噪聲進行分類？
白噪聲——常見於無線通訊
無線通訊系統中最常用的噪聲模型是“白”噪聲模型。白噪聲的 PSD 曲線在頻率範圍內是平坦的。因此，白噪聲的 PSD 是均勻的，並且與訊號頻率分量無關。白噪聲 PSD 在 PSD 圖中表示為平行於頻率軸的直線。
粉紅噪聲或閃爍噪聲
粉紅噪聲也稱為“閃爍”噪聲。在這個噪聲模型中，噪聲功率與頻率成反比。因此，對於較高的訊號頻率分量，噪聲功率水平較低。由於功率和頻率之間存在這種反比關係，因此閃爍噪聲也稱為“1/f”噪聲。
布朗噪聲，也稱為爆米花噪聲。
布朗噪聲被稱為“1/f2”噪聲。隨著訊號頻率的增加，噪聲功率的下降速度高於粉紅噪聲模型。布朗噪聲也稱為爆米花噪聲或雪崩噪聲。
紫色噪聲
紫色噪聲被稱為“f2”噪聲。噪聲功率與訊號頻率分量呈二次關係。
藍色噪聲
噪聲功率與訊號頻率分量呈線性關係，這被稱為“f”噪聲。
Y 軸：功率/Hz，X 軸：頻率
白噪聲的 PSD
粉紅噪聲的 PSD
布朗噪聲的 PSD。
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