AWGN(Additive White Gaussian Noise, 백색잡음)

오늘은 잡음에 대해 이야기 하려고 합니다. 보통 자유공간으로 전파되는 전자파는 공기 중에 항상 존재하는 잡음을 고려해야 하는데, 그 경우에 일반적으로 사용되는 개념이 AWGN입니다. AWGN은 전 주파수 범위에 통계적으로 랜덤분포하는 잡음으로 실험실이나 시뮬레이션 환경에서 모의실험 등에 응용되고 있습니다.

AWGN(Additive White Gaussian Noise)의 단어를 풀어서 설명하자면

• Additive : 더하는, 더해지는

가산성 잡음으로 원래의 신호에 잡음이 더해짐을 의미합니다.

• White : 백색

전 주파수 대역에 고르게 퍼져 있는 백색잡음을 의미합니다.

• Gaussian : 가우시안

가우스가 만든 정규분포를 따르는 신호로 어느 정도 랜덤하면서도 자연계에서 쉽게 볼 수 있는 분포를 가진 잡음을 의미합니다.

AWGN의 물리적 특성은 다음과 같습니다.

• 전력밀도 스펙트럼이 전 주파수에 일정 

• 신호의 평균전력은 ‘0’ 

• 시간과 무관한 평균전력 및 자기상관 

• 통계적 성질이 시간에 따라 변하지 않는 정상적인 확률과정(Stationary)

• 실제 실현은 불가능한 신호

이와 같은 AWGN 특성을 활용하여 Shannon-Hartley 통신채널, 정합필터, 표본화 이론 등에서 활용되었습니다.

반대로 잡음을 가정하지 않은 나이키스트 통신채널 모델링이 있습니다만 당연히 실제 우리환경과 맞지 않아 이론적 증명으로만 활용되고 있습니다.