comm.AWGNChannel

在输入信号中加入高斯白噪声

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描述

awgnchannel为输入信号添加高斯白噪声。

适用时，如果对象的输入具有可变数量的通道，则EbNo，EsNo，信噪比，BitsPerSymbol，SignalPower，SamplesPerSymbol,方差属性必须是标量。

向输入信号中添加高斯白噪声:

创建comm.AWGNChannel对象并设置其属性。
使用参数调用对象，就像调用函数一样。

有关系统对象如何工作的详细信息，请参见什么是系统对象?

创建

语法

awgnchan = com . awgnchannel

awgnchan = com . awgnchannel(名称，值)

描述

例子

awgnchan= comm.AWGNChannel创建加性高斯白噪声(AWGN)通道系统对象™awgnchan．然后，该对象将高斯白噪声添加到实或复输入信号中。

例子

awgnchan= comm.AWGNChannel (的名字，价值）创建一个AWGN通道对象，awgnchan，使用指定的属性的名字设置为指定的价值．您可以以任意顺序指定额外的名-值对参数，如(Name1，Value1、……以，家）.

属性

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除非另有说明，属性为nontunable，这意味着在调用对象后不能更改它们的值。对象在调用时锁定，而释放功能解锁它们。

如果属性为可调，您可以随时更改其值。

有关更改属性值的详细信息，请参见使用系统对象的MATLAB系统设计．

`NoiseMethod`- - - - - -噪声级法
`信噪比(Eb/No)`(默认)|`信噪比(Es/No)`|`信噪比(SNR)`|`“方差”`

噪声级方法，指定为信噪比(Eb/No)，信噪比(Es/No)，信噪比(SNR),或“方差”．有关更多信息，请参见Eb/No、Es/No与信噪比模式的关系而且直接或间接指定方差．

数据类型:字符

`EbNo`- - - - - -每比特能量与噪声功率谱密度之比
`10`(默认)|标量|行向量

每比特能量与噪声功率谱密度的比值(Eb/No)，单位为分贝，用标量或1 × -表示N_C向量。N_C是通道数。

可调:是的

依赖关系

此属性适用于NoiseMethod设置为信噪比(Eb/No)．

数据类型:双

`EsNo`- - - - - -每个符号能量与噪声功率谱密度之比
`10`(默认)|标量|行向量

每个符号的能量与噪声功率谱密度的比值(Es/No)，单位为分贝，用标量或1 × -表示N_C向量。N_C是通道数。

可调:是的

依赖关系

此属性适用于NoiseMethod设置为信噪比(Es/No)．

数据类型:双

`信噪比`- - - - - -信号功率与噪声功率之比
`10`(默认)|标量|行向量

信号功率与噪声功率之比，以分贝为单位，用标量或1 × -表示N_C向量。N_C是通道数。

可调:是的

依赖关系

此属性适用于NoiseMethod设置为信噪比(SNR)．

数据类型:双

`BitsPerSymbol`- - - - - -每个符号的比特数
`1`(默认)|正整数

每个符号的位数，指定为正整数。

依赖关系

此属性适用于NoiseMethod设置为信噪比(Eb/No)．

数据类型:双

`SignalPower`- - - - - -输入信号功率
`1`(默认)|积极的标量|行向量

输入信号功率，以瓦为单位，指定为正标量或1 × -N_C向量。N_C是通道数。该物体的标称阻抗为1 Ω。

可调:是的

依赖关系

此属性适用于NoiseMethod设置为信噪比(Eb/No)，信噪比(Es/No),或信噪比(SNR)．

数据类型:双

`SamplesPerSymbol`- - - - - -每个符号的样本数
`1`(默认)|正整数|行向量

每个符号的抽样数，指定为正整数或1 × -N_C向量。N_C是通道数。

依赖关系

此属性适用于NoiseMethod设置为信噪比(Eb/No)或信噪比(Es/No)．

数据类型:双

`VarianceSource`- - - - - -噪声方差来源
`“属性”`(默认)|`输入端口的`

噪声方差的来源，指定为“属性”或输入端口的．

集VarianceSource来“属性”方法指定噪声方差值方差财产。
集VarianceSource来输入端口的当将对象作为函数调用时，使用对象的输入指定噪声方差值。

有关更多信息，请参见直接或间接指定方差．

依赖关系

此属性适用于NoiseMethod是“方差”．

数据类型:字符

`方差`- - - - - -白高斯噪声方差
`1`(默认)|积极的标量|行向量

白高斯噪声方差，用正标量或1 × -表示N_C向量。N_C是通道数。

可调:是的

依赖关系

此属性适用于NoiseMethod设置为“方差”而且VarianceSource设置为“属性”．

数据类型:双

`RandomStream`- - - - - -随机数流的源
`“全球流”`(默认)|`“mt19937ar with seed”`

随机数流的来源，指定为“全球流”或“mt19937ar with seed”．

当你设置RandomStream来“全球流”，该对象使用MATLAB^®默认随机流生成随机数。要使用此对象生成可重复的数字，可以重置MATLAB默认随机流。例如重置(RandStream.getGlobalStream)．有关更多信息，请参见RandStream．
当你设置RandomStream来“mt19937ar with seed”，对象采用mt19937ar算法生成正态分布随机数。在这个场景中，当您调用重置函数时，对象将随机数流重新初始化为种子财产。您可以通过重置对象来生成可重复的数字。

对于一个复杂的输入信号，对象会创建如下的随机数据:

噪音＝randn（N_年代，N_C) + 1 (randn（N_年代，N_C）)

N _年代是样品的数量和N _C是通道数。

依赖关系

此属性适用于NoiseMethod设置为“方差”．

数据类型:字符

`种子`- - - - - -最初的种子
`67`(默认)|非负整数

mt19937ar随机数流的初始种子，指定为非负整数。的每次调用重置函数时，对象重新初始化mt19937ar随机数流到种子价值。

依赖关系

此属性适用于RandomStream设置为“mt19937ar with seed”．

数据类型:双

使用

语法

Outsignal = awgnchan(insignal)

Outsignal = awgnchan(insignal,var)

描述

例子

outsignal= awgnchan (insignal）添加高斯白噪声，如所指定awgnchan，到输入信号。返回结果outsignal．

例子

outsignal= awgnchan (insignal，var）为高斯白噪声的方差。属性时应用此语法NoiseMethod来“方差”而且VarianceSource来输入端口的．

例如:

awgnchan = com . awgnchannel ('NoiseMethod'，'方差'，…“VarianceSource”、“输入端口的);Var = 12;．.．Outsignal = awgnchan(insignal,var);

输入参数

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`insignal`- - - - - -输入信号
标量|向量|矩阵

输入信号，指定为标量N_年代-element vector或anN_年代——- - - - - -N_C矩阵。N_年代是样品的数量和N_C是通道数。

数据类型:双
复数支持:金宝app是的

`var`- - - - - -加性高斯白噪声的方差
积极的标量|行向量

加性高斯白噪声的方差，用正标量或1 × -表示N_C向量。N_C是通道数，由输入信号矩阵中的列数决定。

输出参数

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`outsignal`-输出信号
矩阵

输出信号，以相同的尺寸返回insignal．

对象的功能

要使用对象函数，请将System对象指定为第一个输入参数。例如，释放system对象的系统资源obj，使用这种语法:

发行版(obj)

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所有系统对象通用

`一步`	运行系统对象算法
`释放`	释放资源并允许更改系统对象属性值和输入特征
`重置`	重置的内部状态系统对象

例子

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创建缺省AWGN信道系统对象

打开实时脚本

使用默认配置创建一个AWGN通道系统对象。通过该通道传递信号数据。

创建一个AWGN通道对象和信号数据。

awgnchan = com . awgnchannel;Insignal = randi([0 1]，100,1);

通过通道发送输入信号。

Outsignal = awgnchan(insignal);

为8-PSK信号添加高斯白噪声

打开实时脚本

调制一个8-PSK信号，添加高斯白噪声，并绘制信号以可视化噪声的效果。

创建M-PSK调制器系统对象™。对象的默认调制顺序是8。

pskModulator = com . pskModulator;

调制信号。

modData = pskModulator(randi([0 7]，2000,1));

通过使信号通过加性高斯白噪声(AWGN)通道，将高斯白噪声添加到调制信号中。

通道= com . awgnchannel (“EbNo”, 20岁,“BitsPerSymbol”3);

通过AWGN信道发送信号。

channelOutput = channel(modData);

通过使用散点图绘制无噪声和有噪声的数据，以可视化噪声的影响。

散点图(modData)

图散点图包含一个轴对象。标题为Scatter plot的axes对象包含一个类型为line的对象。该对象表示通道1。

散点图(channelOutput)

图散点图包含一个轴对象。标题为Scatter plot的axes对象包含一个类型为line的对象。该对象表示通道1。

改变EbNo属性为10分贝，以增加噪音。

通道。EbNo＝10;

将调制后的数据通过AWGN通道传递。

channelOutput = channel(modData);

绘制通道输出。你可以看到噪音增加的影响。

散点图(channelOutput)

图散点图包含一个轴对象。标题为Scatter plot的axes对象包含一个类型为line的对象。该对象表示通道1。

当通道数改变时处理信号

打开实时脚本

通过AWGN通道系统对象™传递单通道和多通道信号。

创建一个AWGN通道系统对象，为单个通道输入设置Eb/No比值。在这种情况下，EbNo属性是标量。

通道= com . awgnchannel (“EbNo”15);

生成随机数据，应用QPSK调制。

数据= randi([0 3]，1000,1);modData = pskmod(data,4,pi/4);

将调制后的数据通过AWGN通道传递。

rxSig = channel(modData);

画出吵闹的星座。

散点图(rxSig)

图散点图包含一个轴对象。标题为Scatter plot的axes对象包含一个类型为line的对象。该对象表示通道1。

生成双通道输入数据，应用QPSK调制。

数据= randi([0 3]，2000,2);modData = pskmod(data,4,pi/4);

将调制后的数据通过AWGN通道传递。

rxSig = channel(modData);

画出吵闹的星座。中的单个列表示每个通道rxSig．图几乎相同，因为相同的Eb/No值应用于两个通道。

散点图(rxSig(: 1)标题(“第一频道”）

图散点图包含一个轴对象。标题为First Channel的axes对象包含一个类型为line的对象。该对象表示通道1。

散点图(rxSig(: 2)标题(“第二频道”）

图散点图包含一个轴对象。标题为Second Channel的axes对象包含一个类型为line的对象。该对象表示通道1。

修改AWGN通道对象，为每个通道应用不同的Eb/No值。要应用不同的值，请设置EbNo属性转换为1 × 2向量。的维数更改时EbNo属性，则必须释放AWGN通道对象。

释放通道(通道)。EbNo = [10 20];

通过AWGN通道传递数据。

rxSig = channel(modData);

画出吵闹的星座。第一个信道由于其较低的Eb/No值而具有更大的噪声。

散点图(rxSig(: 1)标题(“第一频道”）

图散点图包含一个轴对象。标题为First Channel的axes对象包含一个类型为line的对象。该对象表示通道1。

散点图(rxSig(: 2)标题(“第二频道”）

图散点图包含一个轴对象。标题为Second Channel的axes对象包含一个类型为line的对象。该对象表示通道1。

使用噪声方差输入端口添加AWGN

打开实时脚本

将噪声方差输入应用为标量或行向量，长度等于当前信号输入的通道数。

属性创建一个AWGN通道系统对象™NoiseMethod属性设置为'方差的和VarianceSource属性设置为'输入端口的．

通道= com . awgnchannel (“NoiseMethod”，“方差”，.．.“VarianceSource”，输入端口的）;

为两个通道生成随机数据并应用16-QAM调制。

Data = randi([0 15]，10000,2);txSig = qammod(data,16);

将调制后的数据通过AWGN通道传递。AWGN通道对象处理来自两个通道的数据。方差输入是1 × 2向量。

rxSig = channel(txSig，[0.01 0.1]);

为两个通道绘制星座图。第二个信号更嘈杂，因为它的方差大了十倍。

散点图(rxSig (: 1))

图散点图包含一个轴对象。标题为Scatter plot的axes对象包含一个类型为line的对象。该对象表示通道1。

散点图(rxSig (: 2)

图散点图包含一个轴对象。标题为Scatter plot的axes对象包含一个类型为line的对象。该对象表示通道1。

重复此过程，其中噪声方差输入为标量。相同的方差应用于两个通道。星座图几乎一模一样。

rxSig = channel(txSig,0.2);散点图(rxSig (: 1))

图散点图包含一个轴对象。标题为Scatter plot的axes对象包含一个类型为line的对象。该对象表示通道1。

散点图(rxSig (: 2)

图散点图包含一个轴对象。标题为Scatter plot的axes对象包含一个类型为line的对象。该对象表示通道1。

设置随机数种子的可重复性

打开实时脚本

当使用指定种子的随机流时，指定种子以产生相同的输出。

创建一个AWGN通道系统对象™。设置NoiseMethod财产“方差”,RandomStream财产“mt19937ar with seed”，以及种子财产99．

通道= com . awgnchannel (.．.“NoiseMethod”，“方差”，.．.“RandomStream”，“mt19937ar with seed”，.．.“种子”, 99);

通过AWGN通道传递数据。

Y1 =通道(零(8,1));

通过信道传递另一个全零向量。

Y2 =通道(零(8,1));

因为种子在函数调用之间会发生变化，所以输出是不同的。

isequal (y1, y2)

ans =逻辑0

方法重置AWGN通道对象重置函数。将随机数据流重置为的初始种子99．

重置(渠道);

通过AWGN通道传递全零向量。

Y3 =通道(零(8,1));

确认两个信号是相同的。

isequal (y1, y3)

ans =逻辑1

算法

全部展开

Eb/No、Es/No与信噪比模式的关系

对于未编码的复杂输入信号，comm.AWGNChannel有关E_b/N_0，E_年代/N₀，信噪比由下式得到:

E_年代/N₀＝N_sps×信噪比

E_年代/N₀＝E_b/N₀+ 10的日志₁₀（k)以dB格式

在哪里

E_年代表示信号能量，单位为焦耳。
E_b表示比特能量，单位为焦耳。
N₀为噪声功率谱密度，单位为瓦/赫兹。
N_sps表示每个符号的样本数，SamplesPerSymbol．
k表示每个输入符号的信息比特数，BitsPerSymbol．

对于实信号输入，comm.AWGNChannel有关E_年代/N₀，信噪比由下式表示:

E_年代/N₀= 0.5 (N_sps)×信噪比

请注意

所有功率值都假定阻抗为1欧姆。
真实情况下的方程与复数情况下的相应方程相差2倍。具体来说，该物体使用的噪声功率谱密度为N₀/2瓦/赫兹为实际输入信号，相对于N₀瓦/赫兹为复杂信号。

有关更多信息，请参见信道噪声级．

直接或间接指定方差

直接指定由所产生的噪声的方差comm.AWGNChannel,指定VarianceSource为:

“财产”，然后设置NoiseMethod来“方差”并指定方差方差财产。
“输入端口”，然后用input参数将对象的方差级别指定为输入，var．

间接地指定方差，即用comm.AWGNChannel,指定VarianceSource作为“财产”和NoiseMethod为:

信噪比(Eb/No)，其中对象使用这些属性来计算方差:
- EbNo，比特能量与噪声功率谱密度之比
- BitsPerSymbol
- SignalPower，输入信号样本的实际功率
- SamplesPerSymbol
信噪比(Es/No)，其中对象使用这些属性来计算方差:
- EsNo，信号能量与噪声功率谱密度之比
- SignalPower，输入信号样本的实际功率
- SamplesPerSymbol
信噪比(SNR)，其中对象使用这些属性来计算方差:
- 信噪比，信号功率与噪声功率之比
- SignalPower，输入信号样本的实际功率

更改每个符号的样本数目(SamplesPerSymbol)会影响每个样本添加的噪声的方差，这也会导致最终错误率的变化。

NoiseVariance＝SignalPower×SamplesPerSymbol/ 10^{（EsNo/ 10)}

提示

根据构成符号的内容和应用于该符号的过采样，选择每个符号的样本数量。例如，一个符号可以有3位，而过采样有4位。有关更多信息，请参见信道噪声级．

参考文献

[1]约翰·G·普罗基斯数字通信．第四版，麦格劳-希尔，2001年。

扩展功能

C/ c++代码生成
使用MATLAB®Coder™生成C和c++代码。

使用注意事项和限制:

看到系统对象在MATLAB代码生成(MATLAB编码器)．

版本历史

在R2012a中引入

另请参阅

comm.AWGNChannel

描述

创建

语法

描述

属性

NoiseMethod- - - - - -噪声级法信噪比(Eb/No)(默认)|信噪比(Es/No)|信噪比(SNR)|“方差”

EbNo- - - - - -每比特能量与噪声功率谱密度之比10(默认)|标量|行向量

依赖关系

EsNo- - - - - -每个符号能量与噪声功率谱密度之比10(默认)|标量|行向量

依赖关系

信噪比- - - - - -信号功率与噪声功率之比10(默认)|标量|行向量

依赖关系

BitsPerSymbol- - - - - -每个符号的比特数1(默认)|正整数

依赖关系

SignalPower- - - - - -输入信号功率1(默认)|积极的标量|行向量

依赖关系

SamplesPerSymbol- - - - - -每个符号的样本数1(默认)|正整数|行向量

依赖关系

VarianceSource- - - - - -噪声方差来源“属性”(默认)|输入端口的

依赖关系

方差- - - - - -白高斯噪声方差1(默认)|积极的标量|行向量

依赖关系

RandomStream- - - - - -随机数流的源“全球流”(默认)|“mt19937ar with seed”

依赖关系

种子- - - - - -最初的种子67(默认)|非负整数

依赖关系

使用

语法

描述

输入参数

insignal- - - - - -输入信号标量|向量|矩阵

var- - - - - -加性高斯白噪声的方差积极的标量|行向量

输出参数

outsignal-输出信号矩阵

对象的功能

所有系统对象通用

例子

创建缺省AWGN信道系统对象

为8-PSK信号添加高斯白噪声

当通道数改变时处理信号

使用噪声方差输入端口添加AWGN

设置随机数种子的可重复性

算法

Eb/No、Es/No与信噪比模式的关系

直接或间接指定方差

参考文献

扩展功能

C/ c++代码生成使用MATLAB®Coder™生成C和c++代码。

版本历史

另请参阅

块

对象

功能

主题

`NoiseMethod`- - - - - -噪声级法
`信噪比(Eb/No)`(默认)|`信噪比(Es/No)`|`信噪比(SNR)`|`“方差”`

`EbNo`- - - - - -每比特能量与噪声功率谱密度之比
`10`(默认)|标量|行向量

`EsNo`- - - - - -每个符号能量与噪声功率谱密度之比
`10`(默认)|标量|行向量

`信噪比`- - - - - -信号功率与噪声功率之比
`10`(默认)|标量|行向量

`BitsPerSymbol`- - - - - -每个符号的比特数
`1`(默认)|正整数

`SignalPower`- - - - - -输入信号功率
`1`(默认)|积极的标量|行向量

`SamplesPerSymbol`- - - - - -每个符号的样本数
`1`(默认)|正整数|行向量

`VarianceSource`- - - - - -噪声方差来源
`“属性”`(默认)|`输入端口的`

`方差`- - - - - -白高斯噪声方差
`1`(默认)|积极的标量|行向量

`RandomStream`- - - - - -随机数流的源
`“全球流”`(默认)|`“mt19937ar with seed”`

`种子`- - - - - -最初的种子
`67`(默认)|非负整数

`insignal`- - - - - -输入信号
标量|向量|矩阵

`var`- - - - - -加性高斯白噪声的方差
积极的标量|行向量

`outsignal`-输出信号
矩阵

C/ c++代码生成
使用MATLAB®Coder™生成C和c++代码。