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AWGN 信道

为输入信号添加白高斯噪声。

类型: AWGN

awgn channel

图书馆中的路径:

/Communication Systems/Channels/AWGN Channel

说明

AWGN 信道 模块为输入信号添加白高斯噪声。它继承了输入信号的采样周期。

端口

输出

# 外出 — 输出信号
vector | matrix

Details

AWGN 通道*块的输出数据信号，以向量或矩阵形式返回。*Out 的数据类型和维数与输入信号 In 的数据类型和维数相对应。

数据类型

Float64"、"ComplexF64"。
复数支持

是

输入

# 在 — 输入信号
vector | matrix

Details

输入数据信号为 by 1 的向量或 by 的矩阵，其中 是输入信号的采样数， 是由输入信号矩阵的列数决定的通道数。 和 的值可以等于 "1"。

该程序块将长度为 的高斯噪声帧添加到 的每个信道中，并使用单独的随机信道分配。

数据类型

Float64"、"ComplexF64"。
复数支持

是

# 变量 — 加性白高斯噪声方差
标量

Details

加性白高斯噪声的方差，在 处以 1 表示的正标量或向量表示，其中 是由输入信号矩阵列数定义的通道数。更多详情，请参阅直接或间接指定噪声方差。

依赖关系

要使用此端口，请将 模式 设为 ，将 设为 。 差异`并将 噪声方差源 设置为 `输入端口.

数据类型

Float64
复数支持

无

参数

主机

# 初始种子 — 噪音发生器的初始编号
Real number

Details

用于 mt19937ar 算法的噪声发生器初始初始编号，非负整数。

当输入信号为复杂信号时，程序块生成的随机数据为

randData= randn(2* NS, NC)
noise = (randData(1:2:end)+1i(randData(2:2:end))) / sqrt(2)

其中 是样本数， 是通道数。 您可以为每个 DLL 程序集指定不同的初始值。

默认值

67
程序使用名称

seed
可调谐

无
可计算

是

# 模式 — 噪声色散归一化模式
信噪比 (Eb/No) | 信噪比（Es/No） | 信噪比 (SNR) | 差异

Details

指定为 信噪比 (Eb/No), 信噪比（Es/No）, 信噪比 (SNR)`或 `差异.

详见Eb/No、Es/No 和 SNR 模式之间的关系 和直接或间接指定噪声色散。

值

Signal to noise ratio (Eb/No) | Signal to noise ratio (Es/No) | Signal to noise ratio (SNR) | Variance
默认值

Signal to noise ratio (SNR)
程序使用名称

noiseMode
可调谐

无
可计算

无

# Eb/No (dB) — 每个符号的信息比特能量与噪声频谱功率密度之比

Details

每个符号的信息比特能量与噪声功率谱密度之比，单位为 dB（标量或矢量）。信息比特能量表示没有信道编码时的值。

依赖关系

要使用该参数，请将 模式 设置为 信噪比 (Eb/No).

默认值

10
程序使用名称

EbNodB
可调谐

无
可计算

是

# Es/No（分贝） — 每个符号的信息能量与噪声频谱功率密度之比

Details

每个符号的信息符号能量与噪声功率谱密度之比，单位为 dB（标量或矢量）。信息比特的能量表示未进行信道编码时的数值。

依赖关系

要使用该参数，请将 模式 设置为 信噪比（Es/No）.

默认值

10
程序使用名称

EsNodB
可调谐

无
可计算

是

# 信噪比（分贝） — 信噪比

Details

信号与噪声功率之比，以 dB 为单位的标量或矢量。

依赖关系

要使用该参数，请将 模式 设置为 。 信噪比 (SNR).

默认值

10
程序使用名称

SNR
可调谐

无
可计算

是

# 噪声方差源 — 噪声扩散源
参数 | 输入端口

Details

噪声色散源：

  • 参数- 噪声方差由参数 噪声方差 设置；

  • 输入端口- 噪声方差通过 Var 输入端口设置。

详情请参阅直接或间接指定噪声方差。

依赖关系

要使用此设置，请将 模式 设为 。 差异.

值

Parameter | Input port
默认值

Parameter
程序使用名称

NoiseVarianceSource
可调谐

无
可计算

无

# 噪声方差 — 白高斯噪声方差

Details

以标量或向量形式表示的白高斯噪声方差。

依赖关系

要使用该参数，请将 模式 设为 差异`并将 噪声方差源 设置为 `参数.

默认值

1
程序使用名称

NoiseVariance
可调谐

无
可计算

是

# 每个符号的位数 — 每个输入字符的位数

Details

以标量或向量形式表示的每个输入符号的位数。

依赖关系

要使用该参数，请将 模式 设置为 信噪比 (Eb/No).

默认值

1
程序使用名称

bitsPerSym
可调谐

无
可计算

是

# 输入信号功率，以 1 欧姆为基准（瓦特） — 输入信号的有效值功率

Details

以 W 为单位的输入信号有效功率标量或矢量。

当 模式 设置为 `信噪比 (Eb/No)`或 `信噪比（Es/No）`时，参数表示输入符号的有效值功率。

当 模式 设置为 `信噪比 (SNR)`时，该参数表示输入采样的有效值功率。

依赖关系

要使用该参数，请将 模式 设置为 信噪比 (Eb/No), 信噪比（Es/No）`或 `信噪比 (SNR).

默认值

1
程序使用名称

SignalPower
可调谐

无
可计算

是

# 每个符号的样本数 — 每个字符的计数

Details

以正标量或向量表示的每个符号的计数。

依赖关系

要使用该选项，请将 模式 设置为 信噪比（Es/No）.

默认值

1
程序使用名称

SamplesPerSymbol
可调谐

无
可计算

是

算法

Eb/No、Es/No 和 SNR 模式之间的关系

对于未编码的复数输入信号，块 AWGN 信道 将 、 和 按照这些公式连接起来：

,

单位为 dB、

其中

  • - 以 J 为单位的信号能量

  • - 比特能量（J

  • - 噪声功率谱密度，单位 W/Hz；

  • - 参数值 每个符号的样本数 ；

  • - 信号符号周期（秒

  • - 继承块计算时间（秒）；

  • - 每个输入符号的信息位数，参数值 每个符号的位数 。

对于有效的输入信号， AWGN 信道 程序块根据该公式将 和 连接起来：

.

  • 所有功率值均假定标称阻抗为 1 欧姆。

  • 实数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，该设备对实数输入信号使用的噪声功率谱密度为 W/Hz，而对复数信号使用的噪声功率谱密度为 W/Hz。

直接或间接指定噪声方差

要直接指定 AWGN 信道 产生的噪声方差，请将 模式 设置为 差异.将 噪声方差源 设置为 ：

  • 参数- 方差将通过参数 噪声方差 指定为正标量或矢量。

  • 输入端口- 方差使用 Var 输入端口设置为正标量或矢量。输入方差的采样频率必须等于输入信号的频率。

如果将方差指定为

  • 标量时，信号的所有通道都不相关，但方差相同；

  • 长度等于输入信号通道数的矢量，每个元素代表信号中相应通道的方差。

如果将复数输入信号应用于 AWGN 信道 模块，它将添加一个零均值复数高斯噪声，其方差可通过计算或指定来确定。复噪声每个正交分量的方差为计算值或指定值的一半。

要间接设置方差，即让单元计算方差，可将参数设置为 模式 ：

  • 信噪比 (Eb/No)，此时程序块将根据设置的参数计算方差：

    • Eb/No (dB) 比特能量与噪声功率谱密度之比；

    • 每个符号的位数 ;

    • 输入信号功率，以 1 欧姆为基准（瓦特） ，块输入端的实际符号功率；

    • 每个符号的样本数 .

  • 信噪比（Es/No），块计算与设定参数的偏差：

    • Es/No（分贝） 比特能量与噪声功率谱密度之比；

    • 输入信号功率，以 1 欧姆为基准（瓦特） 块输入端的实际符号功率；

    • 每个符号的样本数 .

  • 信噪比 (SNR)，设备计算出与设定参数的偏差：

    • 信噪比（分贝） 信号功率与噪声功率之比；

    • 输入信号功率，以 1 欧姆为基准（瓦特） 块输入端的实际采样功率；

改变分块 AWGN 信道 中的符号周期会影响每个计数增加的噪声方差，这也会导致最终误差率的变化。

选择一个与模型符号周期相等的符号周期。该值取决于符号的组成以及对其采用的过采样方式。例如，一个符号可能有 3 个比特，过采样为 4。

文献

  1. Proakis, John G.Digital Communications.第 4 版，麦格劳-希尔，2001 年。

实例