comm.AWGNChannel

在输入信号中加入高斯白噪声

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描述

comm.AWGNChannel向输入信号添加高斯白噪声。

在适用的情况下，如果对象的输入有可变数量的通道，则埃布诺,埃斯诺,信噪比,比特符号,SignalPower,样本符号,方差属性必须是标量。

要向输入信号添加高斯白噪声，请执行以下操作：

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。

要了解有关系统对象如何工作的更多信息，请参见什么是系统对象？

创造

语法

awgnchan = comm.AWGNChannel

awgnchan = comm.AWGNChannel(名称、值)

描述

实例

awgnchan=comm.AWGNChannel创建加性高斯白噪声（AWGN）通道系统对象™,awgnchan．然后这个对象将高斯白噪声添加到真实或复杂的输入信号中。

实例

awgnchan= comm.AWGNChannel (的名字,价值)创建AWGN通道对象，awgnchan，具有指定的属性的名字设置为指定的值价值. 可以按以下任意顺序指定其他名称-值对参数：(名称1,Value1,...,纳明,家).

性质

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除非另有说明，否则属性为不能，这意味着您在调用对象后无法更改其值。对象在调用时锁定，并且释放函数打开它们。

如果一个属性是可调，您可以随时更改其值。

有关更改属性值的更多信息，请参见基于系统对象的MATLAB系统设计．

`噪声法`—噪音水平的方法
`“信噪比(Eb/No)”`（默认）|`'信噪比（Es/No）'`|`“信噪比”`|`“差异”`

噪声级法，规定为“信噪比(Eb/No)”,'信噪比（Es/No）',“信噪比”,或“差异”．有关更多信息，请参见直接或间接指定差异．

数据类型：烧焦

`埃布诺`—每比特能量与噪声功率谱密度之比
`10`（默认）|标量|行向量

以分贝为单位的每比特能量与噪声功率谱密度（Eb/No）之比，以标量或1倍为单位-N_C矢量。N_C是通道数。

可调：对

依赖关系

此属性适用于以下情况：噪声法设置为“信噪比(Eb/No)”．

数据类型：双重的

`埃斯诺`—每个符号的能量与噪声功率谱密度之比
`10`（默认）|标量|行向量

每符号的能量与噪声功率谱密度(Es/No)的比值，单位为分贝，指定为标量或1 × -N_C矢量。N_C是通道数。

可调：对

依赖关系

此属性适用于以下情况：噪声法设置为'信噪比（Es/No）'．

数据类型：双重的

`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的比值，单位为分贝，指定为标量或1 × -N_C矢量。N_C是通道数。

可调：对

依赖关系

此属性适用于以下情况：噪声法设置为“信噪比”．

数据类型：双重的

`比特符号`—每个符号的位数
`1.`（默认）|正整数

每个符号的位数，指定为正整数。

依赖关系

此属性适用于以下情况：噪声法设置为“信噪比(Eb/No)”．

数据类型：双重的

`SignalPower`—输入信号功率
`1.`（默认）|正标量|行向量

以瓦特为单位的输入信号功率，指定为正标量或1倍-N_C矢量。N_C是通道数。对象假定标称阻抗为1Ω。

可调：对

依赖关系

此属性适用于以下情况：噪声法设置为“信噪比(Eb/No)”,'信噪比（Es/No）',或“信噪比”．

数据类型：双重的

`样本符号`—每个符号的样本数
`1.`（默认）|正整数|行向量

每个符号的采样数，指定为正整数或1-by-N_C矢量。N_C是通道数。

依赖关系

此属性适用于以下情况：噪声法设置为“信噪比(Eb/No)”或'信噪比（Es/No）'．

数据类型：双重的

`差异源`—噪声方差源
`“财产”`（默认）|`“输入端口”`

噪声方差的来源，指定为“财产”或“输入端口”．

设置差异源来“财产”使用指定噪波方差值的步骤方差所有物
设置差异源来“输入端口”将对象作为函数调用时，使用对象的输入指定噪波方差值。

有关更多信息，请参见直接或间接指定差异．

依赖关系

此属性适用于以下情况：噪声法是“差异”．

数据类型：烧焦

`方差`—高斯白噪声方差
`1.`（默认）|正标量|行向量

高斯白噪声方差，指定为正标量或1倍-N_C矢量。N_C是通道数。

可调：对

依赖关系

此属性适用于以下情况：噪声法设置为“差异”和差异源设置为“财产”．

数据类型：双重的

`随机流`—随机数流的源
`“全球流”`（默认）|`“与种子mt19937ar”`

随机数流的源，指定为“全球流”或“与种子mt19937ar”．

当你设定随机流来“全球流”，对象使用MATLAB^®用于生成随机数的默认随机流。要使用此对象生成可复制的数，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．
当你设定随机流来“与种子mt19937ar”，该对象使用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属性。您可以通过重置对象生成可复制的数字。

对于复杂的输入信号，对象按如下方式创建随机数据：

噪音=兰登(N_s,N_C) + 1 (兰登(N_s,N_C))

N _s样品的数量是多少N _C是通道数。

依赖关系

此属性适用于以下情况：噪声法设置为“差异”．

数据类型：烧焦

`种子`—初始种子
`67`（默认）|非负整数

mt19937ar随机数流的初始种子，指定为非负整数。每次调用重置函数，对象将mt19937ar随机数流重新初始化为种子价值。

依赖关系

此属性适用于以下情况：随机流设置为“与种子mt19937ar”．

数据类型：双重的

使用

语法

outsignal = awgnchan (insignal)

外部信号=awgnchan（内部信号，变量）

描述

实例

outsignal=awgnchan(含蓄的)添加高斯白噪声，如awgnchan，返回到输入信号。结果以outsignal．

实例

outsignal=awgnchan(含蓄的,变量)指定高斯白噪声的方差。此语法在设置噪声法来“差异”和差异源来“输入端口”．

例如：

awgnchan = comm.AWGNChannel('NoiseMethod'，'Variance'，…“VarianceSource”、“输入端口的);var = 12;．．．outsignal = awgnchan (insignal var);

输入参数

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`含蓄的`—输入信号
标量|向量|矩阵

指定为标量的输入信号N_s元素向量，或N_s-借-N_C矩阵N_s样品的数量是多少N_C是通道数。

数据类型：双重的
复数支持：金宝app对

`变量`—加性高斯白噪声的方差
正标量|行向量

加性高斯白噪声的方差，指定为正标量或1 × -N_C矢量。N_C是通道数，由输入信号矩阵中的列数确定。

输出参数

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`outsignal`-输出信号
矩阵

输出信号，返回的尺寸与含蓄的．

目标函数

要使用对象函数，请将系统对象指定为第一个输入参数。例如，释放名为的系统对象的系统资源obj，请使用以下语法：

发行版(obj)

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对所有系统对象通用

`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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创建默认AWGN通道系统对象

打开生活的脚本

使用默认配置创建AWGN通道系统对象。通过此通道传递信号数据。

创建AWGN通道对象和信号数据。

awgnchan = comm.AWGNChannel;Insignal = randi([0 1]，100,1); / /输出

通过通道发送输入信号。

外部信号=awgnchan（内部信号）；

在8-PSK信号中加入高斯白噪声

打开生活的脚本

调制8-PSK信号，添加高斯白噪声，并绘制信号以可视化噪声的影响。

创建M-PSK调制器系统对象™. 对象的默认调制顺序为8。

pskModulator = comm.PSKModulator;

调制信号。

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

将调制信号通过加性高斯白噪声(AWGN)通道来增加高斯白噪声。

频道= comm.AWGNChannel (“EbNo”, 20岁,“BitsPerSymbol”,3);

通过AWGN信道发送信号。

channelOutput =通道(modData);

利用散点图绘制无噪声和噪声数据，以可视化噪声的影响。

散点图（modData）

Figure散点图包含一个轴对象。带有标题散点图的轴对象包含类型为line的对象。此对象表示通道1。

散点图（通道输出）

Figure散点图包含一个轴对象。带有标题散点图的轴对象包含类型为line的对象。此对象表示通道1。

改变埃布诺属性设置为10分贝，以增加噪音。

通道。埃布诺=10;

将调制后的数据通过AWGN通道传输。

channelOutput =通道(modData);

绘制通道输出。你可以看到噪音增加的影响。

散点图（通道输出）

Figure散点图包含一个轴对象。带有标题散点图的轴对象包含类型为line的对象。此对象表示通道1。

当通道数量改变时处理信号

打开生活的脚本

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比率。在这种情况下埃布诺属性是标量。

频道= comm.AWGNChannel (“EbNo”15);

生成随机数据并应用QPSK调制。

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

将调制后的数据通过AWGN通道传输。

rxSig=通道（modData）；

绘制嘈杂的星座图。

散点图（rxSig）

Figure散点图包含一个轴对象。带有标题散点图的轴对象包含类型为line的对象。此对象表示通道1。

生成双通道输入数据并应用QPSK调制。

数据=randi（[03]，2000,2）；modData=pskmod（数据，4，pi/4）；

将调制后的数据通过AWGN通道传输。

rxSig=通道（modData）；

绘制嘈杂的星座图。每个通道在图中表示为一列rxSig.由于相同的Eb/No值应用于两个通道，因此曲线图几乎相同。

散点图（rxSig（：，1））标题(“第一频道”)

Figure散点图包含一个轴对象。标题为“第一通道”的轴对象包含类型为“直线”的对象。此对象表示通道1。

散点图(rxSig(: 2)标题(“第二频道”)

Figure散点图包含一个轴对象。标题为“第二个通道”的轴对象包含一个line类型的对象。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，请设置埃布诺属性设置为1×2向量。更改埃布诺属性，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=通道（modData）；

绘制嘈杂的星座图。由于Eb/No值较低，第一个通道的噪声明显较大。

散点图（rxSig（：，1））标题(“第一频道”)

Figure散点图包含一个轴对象。标题为“第一通道”的轴对象包含类型为“直线”的对象。此对象表示通道1。

散点图(rxSig(: 2)标题(“第二频道”)

Figure散点图包含一个轴对象。标题为“第二个通道”的轴对象包含一个line类型的对象。该对象表示通道1。

使用噪声方差输入端口添加AWGN

打开生活的脚本

应用噪声方差输入作为标量或行向量，其长度等于当前信号输入的通道数。

创建AWGN通道系统对象™ 和噪声法属性设置为'方差的和差异源属性设置为'输入端口的．

频道= comm.AWGNChannel (“NoiseMethod”,“差异”,…“VarianceSource”,“输入端口”)；

为两个通道生成随机数据并应用16-QAM调制。

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

将调制后的数据通过AWGN通道传输。AWGN通道对象处理来自两个通道的数据。方差输入是一个1 × 2的向量。

rxSig=通道（txSig[0.01 0.1]）；

绘制两个通道的星座图。第二个信号的噪声更大，因为它的方差要大十倍。

散点图(rxSig (: 1))

Figure散点图包含一个轴对象。带有标题散点图的轴对象包含类型为line的对象。此对象表示通道1。

散点图（rxSig（：，2））

Figure散点图包含一个轴对象。带有标题散点图的轴对象包含类型为line的对象。此对象表示通道1。

重复此过程，噪声方差输入为标量。两个通道的方差相同。星座图几乎相同。

rxSig=通道（txSig，0.2）；散点图（rxSig（：，1））

Figure散点图包含一个轴对象。带有标题散点图的轴对象包含类型为line的对象。此对象表示通道1。

散点图（rxSig（：，2））

Figure散点图包含一个轴对象。带有标题散点图的轴对象包含类型为line的对象。此对象表示通道1。

可重复性设置随机数种子

打开生活的脚本

指定种子以在使用指定种子的随机流时产生相同的输出。

创建一个AWGN通道系统对象™。设置噪声法财产“差异”这个随机流财产“与种子mt19937ar”，以及种子财产99．

频道= comm.AWGNChannel (…“NoiseMethod”,“差异”,…“随机流”,“与种子mt19937ar”,…“种子”,99);

通过AWGN通道传递数据。

y1=通道（零（8,1））；

通过通道传递另一个全零向量。

y2 =通道(0 (8,1));

因为种子在函数调用之间发生变化，所以输出是不同的。

等质量（y1，y2）

ans=必然的0

通过调用重置函数。随机数据流被重置为99．

复位（通道）；

通过AWGN通道传递全零向量。

y3 =通道(0 (8,1));

确认两个信号相同。

等质量（y1，y3）

ans=必然的1.

算法

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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.AWGN信道E_B/N_0，E_s/N₀，信噪比由以下公式计算:

E_s/N₀=N_sps×信噪比

E_s/N₀=E_B/N₀+10log₁₀(K)分贝

在哪里

E_s表示以焦耳为单位的信号能量。
E_B表示以焦耳为单位的位能量。
N₀表示噪声功率谱密度，单位为瓦特/赫兹。
N_sps表示每个符号的采样数，样本符号．
K表示每个输入符号的信息位数，比特符号．

对于实际信号输入，comm.AWGN通道E_s/N₀和信噪比，由公式可知:

E_s/N₀= 0.5 (N_sps) ×信噪比

笔记

所有功率值均假定标称阻抗为1欧姆。
实际情况下的方程与复杂情况下的相应方程相差2倍。具体而言，对象使用的噪声功率谱密度为N₀/2瓦/赫兹的实际输入信号，相对于N₀复杂信号的瓦特/赫兹。

有关更多信息，请参见信道噪声级．

直接或间接指定差异

要直接指定comm.AWGNChannel产生的噪声的方差，请指定差异源为:

“财产”,然后设置噪声法来“差异”并指定方差方差所有物
“输入端口”然后使用输入参数指定对象的方差级别作为输入，变量．

要间接指定方差，即通过comm.AWGNChannel计算方差，请指定差异源像“财产”和噪声法为:

“信噪比(Eb/No)”，其中对象使用这些特性计算方差：
- 埃布诺，比特能量与噪声功率谱密度之比
- 比特符号
- SignalPower，输入信号采样的实际功率
- 样本符号
'信噪比（Es/No）'，其中对象使用这些特性计算方差：
- 埃斯诺，信号能量与噪声功率谱密度之比
- SignalPower，输入信号采样的实际功率
- 样本符号
“信噪比”，其中对象使用这些特性计算方差：
- 信噪比，信号功率与噪声功率之比
- SignalPower，输入信号采样的实际功率

更改每个符号的采样数(样本符号)影响每个样本添加的噪波的方差，这也会导致最终错误率的变化。

NoiseVariance=SignalPower×样本符号/ 10^{(埃斯诺) / 10}

提示

根据符号的构成及其应用的过采样，选择每个符号的采样数。例如，一个符号可以有3位，并且可以过采样4位。有关详细信息，请参阅信道噪声级．

工具书类

[1] Proakis，John G。数字通信. 第四版，麦格劳·希尔，2001年。

扩展能力

C/C++代码生成
使用MATLAB®Coder™生成C和c++代码。

使用说明和限制：

看见系统对象在MATLAB代码生成（MATLAB编码器）．

另见

介绍了R2012a

通信工具箱文件

金宝app

基于MATLAB的桥接无线通信设计与测试

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comm.AWGNChannel

描述

创造

语法

描述

性质

噪声法—噪音水平的方法“信噪比(Eb/No)”（默认）|'信噪比（Es/No）'|“信噪比”|“差异”

埃布诺—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

埃斯诺—每个符号的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

比特符号—每个符号的位数1.（默认）|正整数

依赖关系

SignalPower—输入信号功率1.（默认）|正标量|行向量

依赖关系

样本符号—每个符号的样本数1.（默认）|正整数|行向量

依赖关系

差异源—噪声方差源“财产”（默认）|“输入端口”

依赖关系

方差—高斯白噪声方差1.（默认）|正标量|行向量

依赖关系

随机流—随机数流的源“全球流”（默认）|“与种子mt19937ar”

依赖关系

种子—初始种子67（默认）|非负整数

依赖关系

使用

语法

描述

输入参数

含蓄的—输入信号标量|向量|矩阵

变量—加性高斯白噪声的方差正标量|行向量

输出参数

outsignal-输出信号矩阵

目标函数

对所有系统对象通用

例子

创建默认AWGN通道系统对象

在8-PSK信号中加入高斯白噪声

当通道数量改变时处理信号

使用噪声方差输入端口添加AWGN

可重复性设置随机数种子

算法

Eb/No、Es/No与信噪比模式的关系

直接或间接指定差异

工具书类

扩展能力

C/C++代码生成使用MATLAB®Coder™生成C和c++代码。

另见

阻碍

物体

功能

话题

通信工具箱文件

金宝app

基于MATLAB的桥接无线通信设计与测试

`噪声法`—噪音水平的方法
`“信噪比(Eb/No)”`（默认）|`'信噪比（Es/No）'`|`“信噪比”`|`“差异”`

`埃布诺`—每比特能量与噪声功率谱密度之比
`10`（默认）|标量|行向量

`埃斯诺`—每个符号的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

`比特符号`—每个符号的位数
`1.`（默认）|正整数

`SignalPower`—输入信号功率
`1.`（默认）|正标量|行向量

`样本符号`—每个符号的样本数
`1.`（默认）|正整数|行向量

`差异源`—噪声方差源
`“财产”`（默认）|`“输入端口”`

`方差`—高斯白噪声方差
`1.`（默认）|正标量|行向量

`随机流`—随机数流的源
`“全球流”`（默认）|`“与种子mt19937ar”`

`种子`—初始种子
`67`（默认）|非负整数

`含蓄的`—输入信号
标量|向量|矩阵

`变量`—加性高斯白噪声的方差
正标量|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。