comm.AWGNChannel

在输入信号中加入高斯白噪声

全部展开页面

描述

awgnchannel在输入信号中加入高斯白噪声。

在适用的情况下，如果对象的输入有可变数量的通道，则EbNo，EsNo，信噪比，BitsPerSymbol，SignalPower，SamplesPerSymbol,方差属性必须是标量。

在输入信号中加入高斯白噪声:

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。

要了解更多关于System对象如何工作的信息，请参见什么是系统对象?．

创建

语法

awgnchan = comm.AWGNChannel

awgnchan = comm.AWGNChannel(名称、值)

描述

例子

awgnchan= comm.AWGNChannel创建一个加性高斯白噪声(AWGN)通道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。

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．可以以任意顺序指定其他名称-值对参数，如(Name1，Value1、……以，家)。

属性

全部展开

除非另有说明，属性是nontunable，这意味着您不能在调用对象之后更改它们的值。对象在调用时锁定，而释放函数打开它们。

如果一个属性是可调，您可以随时更改它的值。

有关更改属性值的更多信息，请参见在MATLAB中使用系统对象进行系统设计．

`NoiseMethod`- - - - - -噪音水平的方法
`“信噪比(Eb/No)”`(默认)|`“信噪比(Es/No)”`|`“信噪比”`|`“方差”`

噪声级方法，指定为“信噪比(Eb/No)”，“信噪比(Es/No)”，“信噪比”,或“方差”．有关更多信息，请参见直接或间接指定方差．

数据类型:字符

`EbNo`- - - - - -每位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，指定为标量或1 × -N_C向量。N_C为通道的数量。

可调:是的

依赖关系

此属性适用于以下情况NoiseMethod被设置为“信噪比(Eb/No)”．

数据类型:双

`EsNo`- - - - - -每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向量。N_C为通道的数量。

可调:是的

依赖关系

此属性适用于以下情况NoiseMethod被设置为“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的比值，单位为分贝，指定为标量或1 × -N_C向量。N_C为通道的数量。

可调:是的

依赖关系

此属性适用于以下情况NoiseMethod被设置为“信噪比”．

数据类型:双

`BitsPerSymbol`- - - - - -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NoiseMethod被设置为“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，单位为瓦，指定为正标量或1 × -N_C向量。N_C为通道的数量。该对象的标称阻抗为1Ω。

可调:是的

依赖关系

此属性适用于以下情况NoiseMethod被设置为“信噪比(Eb/No)”，“信噪比(Es/No)”,或“信噪比”．

数据类型:双

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

每个符号的样本数，指定为正整数或1-by-N_C向量。N_C为通道的数量。

依赖关系

此属性适用于以下情况NoiseMethod被设置为“信噪比(Eb/No)”或“信噪比(Es/No)”．

数据类型:双

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

噪声方差的来源，规定为“属性”或输入端口的．

集VarianceSource来“属性”来指定噪声方差值方差财产。
集VarianceSource来输入端口的当作为函数调用对象时，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

此属性适用于以下情况NoiseMethod是“方差”．

数据类型:字符

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

白高斯噪声方差，指定为一个正标量或1-by-N_C向量。N_C为通道的数量。

可调:是的

依赖关系

此属性适用于以下情况NoiseMethod被设置为“方差”和VarianceSource被设置为“属性”．

数据类型:双

`RandomStream`- - - - - -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”．

当您设置RandomStream来“全球流”，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，您可以重置MATLAB的默认随机流。例如重置(RandStream.getGlobalStream)．有关更多信息，请参见RandStream．
当您设置RandomStream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财产。您可以通过重置对象来生成可重复的数字。

对于复杂的输入信号，对象创建的随机数据如下:

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

N _年代样品的数量是多少N _C为通道的数量。

依赖关系

此属性适用于以下情况NoiseMethod被设置为“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。每次调用重置函数时，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RandomStream被设置为“与种子mt19937ar”．

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awgnchan，输入信号。返回结果outsignal．

例子

outsignal= awgnchan (insignal，var）指定高斯白噪声的方差。该语法适用于设置NoiseMethod来“方差”和VarianceSource来输入端口的．

例如:

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

输入参数

全部展开

`insignal`- - - - - -输入信号
标量|向量|矩阵

输入信号，指定为标量N_年代元素向量，或N_年代——- - - - - -N_C矩阵。N_年代样品的数量是多少N_C为通道的数量。

数据类型:双
复数的支持:万博1manbetx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，指定为正标量或1 × -N_C向量。N_C是通道的数量，由输入信号矩阵的列数决定。

输出参数

全部展开

`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，请指定System对象作为第一个输入参数。例如，释放名为system的对象的系统资源obj，使用下面的语法:

发行版(obj)

全部展开

所有系统对象都是通用的

`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`	使内部状态复位系统对象

例子

全部折叠

创建默认AWGN通道系统对象

打开生活的脚本

使用默认配置创建一个AWGN channel System对象。通过这个通道传递信号数据。

创建一个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。

outsignal = awgnchan (insignal);

8-PSK信号加高斯白噪声

打开生活的脚本

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影响。

创建M-PSK调制器系统对象™。对象的默认调制顺序是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)

图散点图包含坐标轴。标题为散点图的轴包含一个类型为line的对象。这个对象表示通道1。

散点图(channelOutput)

图散点图包含坐标轴。标题为散点图的轴包含一个类型为line的对象。这个对象表示通道1。

改变EbNo属性设置为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(channelOutput)

图散点图包含坐标轴。标题为散点图的轴包含一个类型为line的对象。这个对象表示通道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EbNo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);

绘制有噪声的星座。

散点图(rxSig)

图散点图包含坐标轴。标题为散点图的轴包含一个类型为line的对象。这个对象表示通道1。

生成双通道输入数据并应用QPSK调制。

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

将调制后的数据通过AWGN通道传输。

rxSig =通道(modData);

画出嘈杂的星座。中的每个通道表示为单个列rxSig．图是几乎相同的，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”）

图散点图包含坐标轴。标题为First Channel的轴包含一个类型为line的对象。这个对象表示通道1。

散点图(rxSig(: 2)标题(“第二频道”）

图散点图包含坐标轴。标题为Second Channel的轴包含一个类型为line的对象。这个对象表示通道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一个1 × 2向量的性质。当改变尺寸时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 =通道(modData);

画出嘈杂的星座。第一个通道由于其较低的Eb/No值，噪声明显更大。

散点图(rxSig(: 1)标题(“第一频道”）

图散点图包含坐标轴。标题为First Channel的轴包含一个类型为line的对象。这个对象表示通道1。

散点图(rxSig(: 2)标题(“第二频道”）

图散点图包含坐标轴。标题为Second Channel的轴包含一个类型为line的对象。这个对象表示通道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．

频道= comm.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(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 = channel(txSig，[0.01 0.1]);

绘制两个通道的星座图。第二个信号噪声更大，因为它的方差是10倍。

散点图(rxSig (: 1))

图散点图包含坐标轴。标题为散点图的轴包含一个类型为line的对象。这个对象表示通道1。

散点图(rxSig (: 2)

图散点图包含坐标轴。标题为散点图的轴包含一个类型为line的对象。这个对象表示通道1。

重复噪声方差输入为标量的过程。对两个通道应用相同的方差。星座图几乎完全相同。

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

图散点图包含坐标轴。标题为散点图的轴包含一个类型为line的对象。这个对象表示通道1。

散点图(rxSig (: 2)

图散点图包含坐标轴。标题为散点图的轴包含一个类型为line的对象。这个对象表示通道1。

可重复性设置随机数种子

打开生活的脚本

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“与种子mt19937ar”,种子财产99．

频道= comm.AWGNChannel (.．.“NoiseMethod”，“方差”，.．.“RandomStream”，“与种子mt19937ar”，.．.“种子”, 99);

通过AWGN通道传递数据。

1日元=通道(0(8日));

通过通道传递另一个全零向量。

y2 =通道(0 (8,1));

因为函数调用之间的种子发生了变化，所以输出是不同的。

isequal (y1, y2)

ans =逻辑0

的方法重置AWGN通道对象重置函数。将随机数据流重置为初始种子99．

重置(渠道);

通过AWGN通道传递全零向量。

y3 =通道(0 (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涉及E_b/N_0，E_年代/N₀，信噪比由以下公式计算:

E_年代/N₀＝N_sps×信噪比

E_年代/N₀＝E_b/N₀+ 10的日志₁₀（k在dB)

在哪里

E_年代表示信号能量，单位为焦耳。
E_b表示单位能量，单位为焦耳。
N₀表示噪声功率谱密度，单位为瓦/赫兹。
N_sps表示每个符号的样本数量，SamplesPerSymbol．
k表示每个输入符号的信息位数，BitsPerSymbol．

对于真实的信号输入，comm.AWGNChannel相关E_年代/N₀和信噪比，由公式可知:

E_年代/N₀= 0.5 (N_sps)×信噪比

请注意

所有功率值都假定标称阻抗为1欧姆。
实际情况下的方程与相应的复情况下的方程相差1 / 2。具体来说，物体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用于复杂信号的瓦/赫兹。

有关更多信息，请参见信道噪声水平．

直接或间接指定方差

要直接指定comm.AWGNChannel产生的噪声的方差，请指定VarianceSource为:

“属性”,然后设置NoiseMethod来“方差”并指定方差方差财产。
输入端口的然后将对象的方差级别指定为带有输入参数的输入，var．

要间接指定方差，即通过comm.AWGNChannel计算方差，请指定VarianceSource作为“属性”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，输入信号采样的实际功率
- SamplesPerSymbol
“信噪比(Es/No)”，其中对象使用这些属性来计算方差:
- EsNo，即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
- SamplesPerSymbol
“信噪比”，其中对象使用这些属性来计算方差:
- 信噪比，即信号功率与噪声功率的比值
- SignalPower，输入信号采样的实际功率

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符号的过采样，选择每个符号的样本数量。例如，一个符号可能有3位，但被过度采样4位。有关更多信息，请参见信道噪声水平．

参考文献

约翰·G·普罗基斯数字通信．第四版，麦格劳-希尔出版社，2001。

扩展功能

C / c++代码生成
使用MATLAB®Coder™生成C和c++代码。

使用注意事项及限制:

看到系统对象在MATLAB代码生成(MATLAB编码器)．

另请参阅

介绍了R2012a

通讯工具的文档

万博1manbetx

用MATLAB桥接无线通信设计与测试

下载白皮书

comm.AWGNChannel

描述

创建

语法

描述

属性

NoiseMethod- - - - - -噪音水平的方法“信噪比(Eb/No)”(默认)|“信噪比(Es/No)”|“信噪比”|“方差”

EbNo- - - - - -每位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

BitsPerSymbol- - - - - -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)|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- - - - - -噪声方差源“属性”(默认)|输入端口的

依赖关系

方差- - - - - -高斯白噪声方差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)|“与种子mt19937ar”

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

所有系统对象都是通用的

例子

创建默认AWGN通道系统对象

8-PSK信号加高斯白噪声

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。

另请参阅

块

对象

功能

主题

通讯工具的文档

万博1manbetx

用MATLAB桥接无线通信设计与测试

`NoiseMethod`- - - - - -噪音水平的方法
`“信噪比(Eb/No)”`(默认)|`“信噪比(Es/No)”`|`“信噪比”`|`“方差”`

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

`EsNo`- - - - - -每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

`BitsPerSymbol`- - - - - -每个符号的位数
`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`- - - - - -噪声方差源
`“属性”`(默认)|`输入端口的`

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

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

`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。