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法律研究什么是功率谱密度及其优势？
复合信号由多个频率分量组成。每个频率分量对应一个信号。不同频率的信号组合在一起形成复合信号。信号中存在的不同信号频率对信道噪声条件的响应不同。功率谱密度指定信号中存在的频率分量的功率水平。简称PSD。PSD 指定信号中存在的各种频率的功率，我们可以确定信号频率运行的功率范围。本质上，PSD 曲线是功率与频率的曲线图。
该图显示了不同频率（X 轴）下单位频率的归一化功率分布（每赫兹的功率）。
功率谱密度的单位
PSD 给出信号中所有频率分量的功率水平。因此，可以获得感兴趣的整个频率范围（称为带宽）的功率曲线。
PSD 指定为 W/Hz
其中，W = 瓦特（功率）
Hz = 赫兹，频率单位
解释功率谱密度
让我们任意假设一个带宽为 4 MHz 的信号，它由四个频率分量组成——10 MHz、11 MHz、12 MHz 和 13 MHz。让我们假设这些频率测得的功率水平分别为 4W、5W、6W 和 7W。
对于 11 MHz 频率分量，功率水平为 5W。因此，每兆赫兹的功率为 5/11 W，每单位赫兹的功率为 5/11 μW/Hz。因此，PSD 通常表示为每赫兹频率的功率水平。
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
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功率谱密度曲线的优势
使用 PSD 曲线，我们可以识别在给定的感兴趣频率范围内具有相对较弱功率水平的频率分量。
接收到的测试信号（控制信号）使用频谱分析仪进行研究。研究 PSD 曲线，并将其与测试信号在通过信道之前其 PSD 进行比较。
通过研究 PSD 曲线，我们可以确定由于信道噪声而功率水平降低的频率分量。与信号中存在的其他频率分量相比，这些频率分量相对更容易受到噪声的影响。
因此，我们可以调整要传输的信号的功率水平以克服信道噪声的影响。
如何使用功率谱密度对噪声进行分类？
白噪声——常见于无线通信
无线通信系统中最常用的噪声模型是“白”噪声模型。白噪声的 PSD 曲线在频率范围内是平坦的。因此，白噪声的 PSD 是均匀的，并且与信号频率分量无关。白噪声 PSD 在 PSD 图中表示为平行于频率轴的直线。
粉红噪声或闪烁噪声
粉红噪声也称为“闪烁”噪声。在这个噪声模型中，噪声功率与频率成反比。因此，对于较高的信号频率分量，噪声功率水平较低。由于功率和频率之间存在这种反比关系，因此闪烁噪声也称为“1/f”噪声。
布朗噪声，也称为爆米花噪声。
布朗噪声被称为“1/f2”噪声。随着信号频率的增加，噪声功率的下降速度高于粉红噪声模型。布朗噪声也称为爆米花噪声或雪崩噪声。
紫色噪声
紫色噪声被称为“f2”噪声。噪声功率与信号频率分量呈二次关系。
蓝色噪声
噪声功率与信号频率分量呈线性关系，这被称为“f”噪声。
Y 轴：功率/Hz，X 轴：频率
白噪声的 PSD
粉红噪声的 PSD
布朗噪声的 PSD。
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