通信系统中常用的术语包括噪声、相位噪声、信噪比和噪声系数。尽管从名称上看它们都与噪声有关，但它们之间存在一些区别，并且彼此之间也有联系。
在无线通信系统中，噪声是一种常见的干扰，经常会影响到系统的性能。噪声源于电子的布朗运动，即电子随机的热振荡运动，因此被称为热噪声或白噪声。
理论上，白噪声的功率谱密度是一个常量，这意味着在频域上每个频点的功率值都相等。为什么这样说呢？
首先来了解一下功率谱密度的概念。功率谱密度表示信号在频域上的分布情况，揭示了功率与频率之间的关系，单位为W/Hz或dBm/Hz。
结合噪声的计算公式，我们可以发现白噪声实际上与频率无关，其功率谱密度在任意频率上都是恒定的。然而，随着带宽的增加，其总功率也相应增加。理论上，在带宽无限大的情况下，白噪声的总功率也将趋于无穷大。
此外，还存在一些特殊类型的白噪声，如高斯白噪声，其幅度分布服从高斯分布。我们可以使用Python进行高斯白噪声的仿真。
在任何无线系统中，都存在噪声，它是系统固有的且无法消除的。在频谱分析仪测试时，如果信号过低，噪声往往会淹没信号，导致无法准确测量信号的大小。那么该如何解决这个问题呢？
通常有两种方法可以提高测试的准确性：
使用平均值测试。
减小分辨带宽（RBW）。
除了噪声之外，相位噪声也是通信系统中经常使用的术语。相位噪声与相位相关，它表示系统相位信号的随机变化。相位噪声的定义如下：
相位噪声是噪声功率密度与载波功率之比的对数值（以分贝为单位）。
可能会让人困惑的是，从相位噪声的公式上看不出与相位的关系。因为我们是在频域上进行相位噪声的分析和计算，所以无法直接观察到相位相关的信息。实际上，相位噪声是由于信号的相位抖动引起的，它与抖动是同一现象的不同描述方式。相位噪声用频域的方式描述和测量，而抖动则用时域的方式描述。
例如，在理想连续波（CW）信号中，频谱表现比较平坦，载波附近没有明显的信号增益。但如果在程序中为采样点10~20增加了0.1的相位值，结果与理想的CW信号明显不同。在频域上，信号发生了变化，载波附近出现了明显的信号增益。对于调制信号，还会导致星座图旋转的情况。
噪声在通信系统中是一个重要的概念，它对多个信号通道产生重要的影响，尤其是相位噪声。相位噪声会影响邻近信道的信号质量，降低信号接收的灵敏度，并增加误码率等。
对于衡量信号质量的关键指标之一，信噪比（SNR）表示了传输信号中有用信号和噪声所占的比例。SNR对信道的误码率以及信息数据的有效传输具有重要影响。
在信号经过功放（PA）时，除了信号被放大外，噪声也会被放大，同时放大器本身也会产生噪声。因此，输出端的SNR将小于输入端的SNR，这说明放大器存在局限性，虽然可以放大有用信号，但也缩小了信号的动态范围。
那么，有没有某种指标可以描述这种现象呢？
通常情况下，我们使用噪声系数（NF）来衡量放大器的噪声恶化程度。噪声系数是指输入端信噪比与放大器输出端信噪比的比值。
以一个放大器为例，理想的放大器会同时放大信号和噪声，放大前后的动态范围不会有变化，此时噪声系数为1。然而实际放大器中，由于内部因素的影响，会引入一定程度的噪声，从而降低输出端的信噪比和动态范围，导致噪声系数增大。噪声系数描述了器件或系统内部的噪声特性，对于系统或器件来说，噪声系数越小越好，低噪声放大器就是一个例子。
噪声在通信系统中是一个无法忽视的主题，我们常常需要通过各种方法来降低噪声以提高系统的灵敏度。本文介绍了噪声、相位噪声、信噪比和噪声系数等指标。射频工程属于一个抽象的领域，虽然它存在于我们周围，但我们无法直接感知。仅仅通过公式很难对其有深刻的理解，因此我们需要借助仿真等方法来帮助我们理解。在日常工作中，还需要使用第三方仪器进行测量和测试，以加深对无线通信世界的认识。
