коммуникация. PhaseNoise
Примените шум фазы к основополосному сигналу
Описание
Система comm.PhaseNoise object™ добавляет шум фазы в комплексный сигнал. Этот объект эмулирует нарушения, введенные локальным осциллятором передатчика радиосвязи или получателя. Объект генерирует отфильтрованный шум фазы согласно заданной спектральной маске и добавляет его во входной сигнал. Для описания моделирования шума фазы см. Алгоритмы.
Добавить шум фазы использование объекта comm.PhaseNoise:
Создайте объект
comm.PhaseNoiseи установите его свойства.Вызовите объект с аргументами, как будто это была функция.
Чтобы узнать больше, как Системные объекты работают, смотрите то, Что Системные объекты? MATLAB.
Создание
Синтаксис
phznoise = comm.PhaseNoisephznoise = comm.PhaseNoise(Name,Value)phznoise = comm.PhaseNoise(level,offset,samplerate)Описание
phznoise = comm.PhaseNoise
phznoise = comm.PhaseNoise(Name,Value)Name к заданному Value. Можно задать дополнительные аргументы пары "имя-значение" в любом порядке как (Name1, Value1..., NameN, ValueN).
phznoise = comm.PhaseNoise(level,offset,samplerate)
Свойства
Использование
Для версий ранее, чем R2016b, используйте функцию step, чтобы запустить алгоритм Системного объекта. Аргументы к step являются объектом, который вы создали, сопровождаемый аргументами, показанными в этом разделе.
Например, y = step(obj,x) и y = obj(x) выполняют эквивалентные операции.
Синтаксис
out = phznoise(in)Описание
Входные параметры
Выходные аргументы
Функции объекта
Чтобы использовать объектную функцию, задайте Системный объект как первый входной параметр. Например, чтобы выпустить системные ресурсы Системного объекта под названием obj, используйте этот синтаксис:
release(obj)
Примеры
Эффекты шума фазы на 16-QAM сигнал
Добавьте вектор шума фазы и вектор смещения частоты к 16-QAM сигналу. Затем постройте сигнал.
Создайте Системный объект шума фазы.
pnoise = comm.PhaseNoise('Level',-50,'FrequencyOffset',20);
Сгенерируйте модулируемые символы.
M = 16; % From 16-QAM
data = randi([0 M-1],1000,1);
modData = qammod(data,M);Используйте pnoise, чтобы применить шум фазы. Отобразите данные, которым повреждают на графике.
y = pnoise(modData); scatterplot(y)
Эффекты шума фазы на спектр сигнала
Создайте генератор синусоиды, имеющий несущую частоту 100 Гц, частоту дискретизации 1 000 Гц и формат кадра 10 000 выборок.
sinewave = dsp.SineWave('Frequency',100,'SampleRate',1000, ... 'SamplesPerFrame',1e4,'ComplexOutput',true);
Создайте объект шума фазы. Задать уровень шума фазы, чтобы быть? 40 дБн/Гц для смещения на 100 Гц и? 70 дБн/Гц для смещения на 200 Гц.
pnoise = comm.PhaseNoise('Level',[-40 -70],'FrequencyOffset',[100 200], ... 'SampleRate',1000);
Создайте спектр анализатор.
spectrum = dsp.SpectrumAnalyzer('NumInputPorts',2,'SampleRate',1000, ... 'SpectralAverages',10,'PowerUnits','dBW');
Сгенерируйте синусоиду и добавьте шум фазы в него. Постройте спектр синусоиды и сигнала с шумом.
x = sinewave(); y = pnoise(x); spectrum(x,y)
Шум фазы? 40 dBW в �100 Гц поставщика услуг. Шум фазы? На 70 дБ ниже поставщика услуг для смещений, больше, чем 200 Гц.
Алгоритмы
Выходной сигнал, y k, связан, чтобы ввести последовательность x k y k=xkejφk, где φ k является шумом фазы. Шум фазы отфильтрован Гауссов шум, таким образом, что φ k=f (n k), где n k является шумовой последовательностью и f, представляет операцию фильтрации.
Чтобы смоделировать шум фазы, задайте характеристику маски плотности спектра мощности (PSD) путем определения скалярных или векторных значений для смещения частоты и уровня шума фазы.
Для скалярного смещения частоты и спецификации уровня шума фазы, БИХ цифровой фильтр вычисляет маску спектра. Маска спектра имеет 1/f характеристику, которая проходит через заданную точку.
Для векторного смещения частоты и спецификации уровня шума фазы, КИХ-фильтр вычисляет маску спектра. Маска спектра интерполирована через log10 (f). Это плоско от DC до самого низкого смещения частоты, и от самого высокого смещения частоты до половины частоты дискретизации.
БИХ цифровой фильтр
Для БИХ цифровой фильтр коэффициент числителя
где смещение f является смещением частоты в Гц, и L является уровнем шума фазы в дБн/Гц. Коэффициенты знаменателя, γ i, рекурсивно определяются как
где γ 1 = 1, i = {1, 2..., N t}, и N t является количеством коэффициентов фильтра. N t является степенью 2 от 2 7 к 2 19. Значение N t растет, когда смещение шума фазы уменьшается к 0 Гц.
КИХ-фильтр
Для КИХ-фильтра уровень шума фазы определяется через log10 (f) интерполяция для смещений частоты в области значений [df, f s / 2], где df является разрешением частоты, и f s является частотой дискретизации. Шум фазы является плоским от 0 Гц до самого маленького смещения частоты, и от самого большого смещения частоты до f s / 2. Разрешение частоты равно , где N t является количеством коэффициентов и является степенью 2 меньше чем или равных 2 16. Если N t <2 8, КИХ-фильтр области времени используется. В противном случае КИХ-фильтр частотного диапазона используется.
Алгоритм увеличивает N t, пока эти условия не соблюдают:
Разрешение частоты является меньше, чем минимальное значение вектора смещения частоты.
Разрешение частоты является меньше, чем минимальное различие между двумя последовательными частотами в векторе смещения частоты.
Максимальным количеством КИХ-касаний фильтра является
216.
Ссылки
[1] Kasdin, N. J. "Дискретная Симуляция Цветных Шумовых и Стохастических процессов и 1 / (f^alpha); Генерация Шума Закона о Степени". Продолжения IEEE. Издание 83, № 5, май 1995, стр 802–827.