Примените шум фазы к основополосному сигналу
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.PhaseNoise и 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.
phznoise = comm.PhaseNoisephznoise = comm.PhaseNoise(Name,Value)phznoise = comm.PhaseNoise(level,offset,samplerate)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)
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.
out = phznoise(in)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)
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)
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.
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 2 16.
[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.