comm.PhaseNoise

将相位噪声应用于基带信号

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描述

的comm.PhaseNoise系统对象™为复杂信号添加相位噪声。该对象模拟由无线通信发射机或接收机的本振引入的损伤。该对象根据指定的频谱掩码产生滤波后的相位噪声，并将其添加到输入信号中。有关相位噪声建模的描述，请参见算法．

添加相位噪声comm.PhaseNoise对象:

创建comm.PhaseNoise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

phznoise = com . phasenoise

phznoise = com . phasenoise(名称，值)

phznoise = com . phasenoise(水平，偏移量，采样率)

描述

phznoise= comm.PhaseNoise创建一个具有默认属性值的相位噪声系统对象。

例子

phznoise= comm.PhaseNoise (的名字，价值）创建具有指定属性的相位噪声对象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）.

phznoise= comm.PhaseNoise (水平，抵消，samplerate）创建一个相位噪声对象，其中相位噪声电平、频率偏移和采样率属性指定为仅值参数。指定唯值实参时，必须指定前面所有的唯值实参。

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．

`水平`- - - - - -相位噪声电平
`(-80 -100)`(默认)|负标量的向量

相位噪声电平，单位为分贝，相对于每赫兹载波(dBc/Hz)，指定为负标量矢量。的水平而且FrequencyOffset属性必须具有相同的长度。

数据类型:双

`FrequencyOffset`- - - - - -频率偏移
`(2000 20000)`(默认)|正递增的向量

频率偏移(以Hz为单位)，指定为正递增值的矢量。最大频偏值必须小于F_年代/ 2,在那里F_年代代表了SampleRate属性值。

的水平而且FrequencyOffset属性必须具有相同的长度。

数据类型:双

`SampleRate`- - - - - -采样率
`1 e6`(默认)|积极的标量

类型所指定的最大值的两倍以上的正标量，以Hz为单位FrequencyOffset财产。

数据类型:双

`RandomStream`- - - - - -随机流源
`“全球流”`(默认)|`“mt19937ar with seed”`

随机流的源，指定为“全球流”或“mt19937ar with seed”如果RandomStream设置为“mt19937ar with seed”， mt19937ar算法用于正态分布随机数生成，此时reset方法将随机数流重新初始化为种子财产。

数据类型:字符|字符串

`种子`- - - - - -最初的种子
`2137`(默认)|小于2的正标量³²

初始种子RandomStream，指定为小于2的正标量³²．

依赖关系

若要启用此属性，请设置RandomStream来“mt19937ar with seed”．

数据类型:双

使用

语法

Out = phznoise(in)

描述

例子

出= phznoise (在）属性指定的添加相位噪声phznoise系统对象，到输入信号。返回结果出．

输入参数

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`在`- - - - - -输入信号
向量|矩阵

输入信号，指定为N_年代-by-1数值向量或N_年代——- - - - - -米数字矩阵。N_年代是样品的数量和米是通道数。

数据类型:双|单
复数支持:金宝app是的

输出参数

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`出`-输出信号
向量|矩阵

输出信号，作为与输入信号具有相同数据类型和大小的复值信号返回。

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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具体到com . phasenoise

可视化 可视化相位噪声的频谱掩码

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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相位噪声对16-QAM信号的影响

打开实时脚本

为16-QAM信号添加相位噪声矢量和频偏矢量。然后画出信号。

创建一个相位噪声系统对象。

pnoise = com . phasenoise (“水平”, -50,“FrequencyOffset”, 20);

生成调制符号。

M = 16;%从16-QAMdata = randi([0 M-1]，1000,1);modData = qammod(data,M);

使用pnoise应用相位噪声。绘制受损数据。

y = pnoise(modData);散点图(y)

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。

查看相位噪声对信号频谱的影响

打开实时脚本

使用频谱分析仪查看相位噪声对10mhz正弦波的影响。调整频谱分析仪的分辨率带宽，以查看其对可视化频谱噪声的影响。

初始化模拟的变量。

Fc = 1e6;%载波频率，单位为HzFs = 4e6;%采样率(Hz)。phNzLevel = [-85 -118 -125 -145];%，单位dBc/HzphNzFreqOff = [1e3 9.5e3 19.5e3 195e3];% (Hz)Nspf = 6e6;%每帧样本数freqSpan = 400e3;% (Hz)，用于频谱计算

创建正弦波、相位噪声和频谱分析仪对象。

正弦波= dsp。SineWave (.．.振幅= 1,.．.频率= fc,.．.SampleRate = fs,.．.SamplesPerFrame = Nspf,.．.ComplexOutput = true);pnoise = com . phasenoise (.．.= phNzLevel水平,.．.FrequencyOffset = phNzFreqOff,.．.SampleRate = fs);sascopeRBW100 =光谱分析仪(.．.SampleRate = fs,.．.方法=“韦尔奇”，.．.FrequencySpan =“跨度与中心频率”，.．.CenterFrequency = fc,.．.跨度= freqSpan,.．.RBWSource =“财产”，.．.RBW = 100,.．.SpectrumType =“能量密度”，.．.SpectralAverages = 10,.．.SpectrumUnits =“瓦分贝”，.．.YLimits = -150 [10],.．.Title =“分辨率带宽100hz”，.．.ChannelNames = {“信号”，带相位噪声的信号}，.．.位置=[79 147 605 374]);sascopeRBW1k =光谱分析仪(.．.SampleRate = fs,.．.方法=“韦尔奇”，.．.FrequencySpan =“跨度与中心频率”，.．.CenterFrequency = fc,.．.跨度= freqSpan,.．.RBWSource =“财产”，.．.RBW = 1000,.．.SpectrumType =“能量密度”，.．.SpectralAverages = 10,.．.SpectrumUnits =“瓦分贝”，.．.YLimits = -150 [10],.．.Title =“分辨率带宽1khz”，.．.ChannelNames = {“信号”，带相位噪声的信号}，.．.位置=[685 146 605 376]);

为了分析频谱和相位噪声，示例包括两个频谱分析仪对象，分别具有100 Hz和1 kHz的分辨率带宽。频谱分析仪对象使用默认值损害窗口设置时，频谱单位设置为瓦分贝，谱平均数设为10．

X =正弦波();Y = pnoise(x);

分辨率带宽为100hz时瓦分贝/赫兹频谱分析仪的视图显示-20 dBW/Hz的音调。频谱分析仪对象校正了Hann窗口的功率扩散效应。结果表明，视觉平均相位噪声与指定的相位噪声谱相匹配。

sascopeRBW100 (x, y)发布(sascopeRBW100)

当分辨率带宽为1khz时瓦分贝/赫兹频谱分析仪的视图显示-30 dBW/Hz的音调。正弦波的音调能量现在分布在1 kHz而不是100 Hz，因此正弦波PSD水平降低了10 dB。在分辨率带宽为1 kHz的情况下，相位噪声的视觉平均仍然达到了相位噪声对象定义的相位噪声。

当分辨率带宽从100 Hz增加到1 kHz时，频谱分析仪对象仍然对汉恩窗的功率扩散效应进行了校正，在更宽的分辨率带宽下实现了更好的频谱平均。有关更多信息，请参见为什么使用Windows?

sascopeRBW1k (x, y)发布(sascopeRBW1k)

计算纯正弦波和噪声正弦波之间的均方根相位噪声。一般情况下，纯信号必须与有噪声信号进行时间对准，才能准确地确定相位误差。然而，在这种情况下，正弦波的周期性使得这一步没有必要。

Ph_err = unwrap(角度(y) -角度(x));Rms_ph_nz_deg = rms(ph_err)*180/pi();sprintf (计算得到的均方根相位噪声为%3.2f度。，.．.rms_ph_nz_deg)

ans = '计算的均方根相位噪声为0.37度。'

算法

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输出信号，y_k，与输入序列有关x_k通过y_k＝x_ke^jφ_k,在那里φ_k是相位噪声。相位噪声是滤波后的高斯噪声φ_k＝f（n_k）,在那里n_k噪声序列和f表示筛选操作。

图显示相位噪声应用于输入信号

为了模拟相位噪声，通过指定频率偏移和相位噪声水平的标量或矢量值来定义功率谱密度(PSD)掩模特性。

对于标量频偏和相位噪声电平规范，IIR数字滤波器计算频谱掩码。频谱掩模有一个1 /f经过指定点的特性。有关更多信息，请参见IIR数字滤波器．
对于矢量频偏和相位噪声电平规范，FIR滤波器计算频谱掩码。频谱掩码是插过的log10 (f）．有关更多信息，请参见冷杉过滤器．

IIR数字滤波器

对于IIR数字滤波器，分子系数为

$λ ＝ \sqrt{2 π f_{o f f 年代 e t} 10^{l / 10}} ，$

在哪里f_抵消频率偏移的单位是Hz和l为相位噪声级，单位为dBc/Hz。分母系数，γ_我，递归确定为

$γ_{我} ＝（我 - 2.5 ） \frac{γ_{我 - 1}}{我 - 1} ，$

在哪里γ₁= 1，我={1,2，…，N_t｝,N_t是滤波器系数的个数。N_t在[范围内为2的幂2⁷，2¹⁹］．的价值N_t随着相位噪声偏移量向0 Hz减小而增大。

冷杉过滤器

对于FIR滤波器，相位噪声级是通过log10 (f）插值频率偏移范围［df，f_年代/ 2),在那里df频率分辨率和f_年代是抽样率。相位噪声在[0，df]，从最大频偏到f_年代/ 2．相位噪声1 /f^3.从特征df到最小的频率偏移。相位噪声在最小和最大频偏之间线性插值。频率分辨率等于（f_年代/ 2)(1 /N_t）,在那里N_t系数的个数，2的幂是否小于或等于2¹⁶．如果N_t< 2⁸时，采用时域FIR滤波器。否则，使用频域FIR滤波器。

算法增加了N_t在满足这些条件之前:

频率分辨率小于频偏矢量的最小值。
频率分辨率小于频偏矢量中两个连续频率之间的最小差值。
FIR滤波器抽头的最大数量为2¹⁶．

参考文献

[1]Kasdin, N. J.，“有色噪声和随机过程的离散模拟和1/(f^alpha);幂律噪声产生。”IEEE论文集．第83卷第5期，1995年5月，第802-827页。

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

对象

comm.PhaseFrequencyOffset|comm.MemorylessNonlinearity

块

相位噪声

comm.PhaseNoise

描述

创建

语法

描述

属性

水平- - - - - -相位噪声电平(-80 -100)(默认)|负标量的向量

FrequencyOffset- - - - - -频率偏移(2000 20000)(默认)|正递增的向量

SampleRate- - - - - -采样率1 e6(默认)|积极的标量

RandomStream- - - - - -随机流源“全球流”(默认)|“mt19937ar with seed”

种子- - - - - -最初的种子2137(默认)|小于2的正标量32

依赖关系

使用

语法

描述

输入参数

在- - - - - -输入信号向量|矩阵

输出参数

出-输出信号向量|矩阵

对象的功能

具体到com . phasenoise

所有系统对象通用

例子

相位噪声对16-QAM信号的影响

查看相位噪声对信号频谱的影响

算法

IIR数字滤波器

冷杉过滤器

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

对象

块

`水平`- - - - - -相位噪声电平
`(-80 -100)`(默认)|负标量的向量

`FrequencyOffset`- - - - - -频率偏移
`(2000 20000)`(默认)|正递增的向量

`SampleRate`- - - - - -采样率
`1 e6`(默认)|积极的标量

`RandomStream`- - - - - -随机流源
`“全球流”`(默认)|`“mt19937ar with seed”`

`种子`- - - - - -最初的种子
`2137`(默认)|小于2的正标量³²

`在`- - - - - -输入信号
向量|矩阵

`出`-输出信号
向量|矩阵

C/ c++代码生成
使用MATLAB®Coder™生成C和c++代码。