Канал AWGN

Добавление белого гауссова шума к входному сигналу

развернуть все на странице

Библиотека:
Набор средств связи/каналы

Описание

Блок канала AWGN добавляет белый гауссов шум к входному сигналу. Он наследует время выборки из входного сигнала.

Порты

Вход

развернуть все

`In` - Входной сигнал данных
вектор | матрица

Входной сигнал данных, заданный как вектор NS-by-1 или матрица NS-by-NC.

NS представляет количество выборок во входном сигнале. NC представляет количество каналов, определяемое количеством столбцов в матрице входного сигнала. NS и NC могут быть равны 1.

Блок добавляет кадры длины NS гауссова шума к каждому из NC каналов, используя отдельное случайное распределение на канал.

Типы данных: double | single
Поддержка комплексного номера: Да

`Var` - Дисперсия аддитивного белого гауссова шума
положительный скаляр | вектор

Дисперсия аддитивного белого гауссова шума, заданного как положительный скаляр или вектор 1-by-NC. NC представляет количество каналов, определяемое количеством столбцов в матрице входного сигнала. Дополнительные сведения см. в разделе Определение отклонения прямо или косвенно.

Зависимости

Чтобы включить этот порт, установите для параметра Mode значение Variance from port.

Типы данных: double

Продукция

развернуть все

`Out` - Выходной сигнал данных
вектор | матрица

Выходной сигнал данных для канала AWGN, возвращаемый в виде вектора или матрицы. Тип данных и размеры Out соответствует входному сигналу In.

Параметры

развернуть все

`Initial seed` - Начальное начальное значение генератора шума
`67` (по умолчанию) | положительный скаляр | вектор

Начальное начальное число генератора шума, указанное как положительный скаляр или вектор 1-by-NC.

Этот блок использует блок случайного источника для генерации шума. Случайные числа произведены, используя метод Зиггурата (алгоритм V5 RANDN). Блок повторно использует одни и те же начальные значения при каждом повторном запуске моделирования, так что этот блок выдает один и тот же сигнал при каждом запуске моделирования.

Когда входной сигнал сложен, блок создает случайные данные как:

randData = randn(2*N_S,N_C) 
noise = randData(1:2:end) + 1i(randData(2:2:end))

NS - количество выборок, а NC - количество каналов.

Для каждой сборки DLL можно указать различные начальные значения.

Настраиваемый: Да

`Mode` - Режим отклонения
`Signal to noise ratio (Eb/No)` (по умолчанию) | `Signal to noise ratio (Es/No)` | `Signal to noise ratio (SNR)` | `Variance from mask` | `Variance from port`

Режим отклонения, указанный как Signal to noise ratio (Eb/No), Signal to noise ratio (Es/No), Signal to noise ratio (SNR), Variance from mask, или Variance from port. Дополнительные сведения см. в разделах Взаимосвязь между режимами Eb/No, Es/No и SNR и Определение отклонения прямо или косвенно.

`Eb/No (dB)` - Отношение энергии информационных битов на символ к спектральной плотности мощности шума
`10` (по умолчанию) | скаляр | вектор

Отношение энергии информационного бита на символ к спектральной плотности мощности шума в децибелах, задаваемое как скаляр или вектор. Энергия информационного бита представляет собой величину без канального кодирования.

Настраиваемый: Да

Зависимости

Чтобы включить этот параметр, установите для параметра Mode значение Eb/No.

`Es/No (dB)` - Отношение энергии информационного символа на символ к спектральной плотности мощности шума
`10` (по умолчанию) | скаляр | вектор

Отношение энергии информационного символа на символ к спектральной плотности мощности шума в децибелах, определяемой как скаляр или вектор. Энергия информационного бита представляет собой величину без канального кодирования.

Настраиваемый: Да

Зависимости

Чтобы включить этот параметр, установите для параметра Mode значение Es/No.

`SNR (dB)` - Отношение мощности сигнала к мощности шума
`10` (по умолчанию) | скаляр | вектор

Отношение мощности сигнала к мощности шума в децибелах, определяемое как скаляр или вектор.

Настраиваемый: Да

Зависимости

Чтобы включить этот параметр, установите для параметра Mode значение SNR.

`Number of bits per symbol` - Количество битов в каждом входном символе
1 (по умолчанию) | скаляр | вектор

Количество битов в каждом входном символе, указанном как скаляр или вектор.

Зависимости

Чтобы включить этот параметр, установите для параметра Mode значение Eb/No.

`Input signal power, referenced to 1 ohm (watts)` - Среднеквадратичная мощность входа
`1` (по умолчанию) | скаляр | вектор

Среднеквадратическая мощность входного сигнала в ваттах, заданная как скаляр или вектор.

Когда установлен режим Eb/No или Es/No, параметр представляет собой среднеквадратическую мощность входных символов.
Когда Mode является SNR, этот параметр является средней квадратной мощностью входных выборок.

Настраиваемый: Да

Зависимости

Чтобы включить этот параметр, установите Mode кому Eb/No, Es/No, или SNR.

`Symbol period (s)` - Длительность информационного канала
`1` (по умолчанию) | положительный скаляр | вектор

Длительность символа информационного канала в секундах, заданная как положительный скаляр или вектор. Длительность информационного канала измеряется без канального кодирования.

Зависимости

Чтобы включить этот параметр, установите для параметра Mode значение Eb/No или Es/No.

`Variance` - Дисперсия белого гауссова шума
`1` (по умолчанию) | скаляр | вектор

Дисперсия белого гауссова шума, заданная как скаляр или вектор. Дополнительные сведения см. в разделе Определение отклонения прямо или косвенно.

Настраиваемый: Да

Зависимости

Чтобы включить этот параметр, установите для параметра Mode значение Variance from mask.

Примеры модели

LLR vs. Hard Decision Demodulation in Simulink

LLR в сравнении с демодуляцией жесткого решения в Simulink

Улучшение характеристик BER при использовании логарифмического отношения правдоподобия (LLR) вместо демодуляции жесткого решения в линии связи со сверточным кодированием.

Характеристики блока

Типы данных	`double` \| `single`
Многомерные сигналы	`no`
Сигналы переменного размера	`no`

Совет

Можно настроить параметры в обычном режиме, режиме ускорителя или режиме быстрого ускорителя.
Если не указано иное, параметры не настраиваются.
- Для неперестраиваемых параметров при использовании цели быстрого моделирования Simulink ® Coder™ (RSIM) для построения исполняемого файла RSIM невозможно изменить их значения без повторной компиляции модели.
- Если параметр настраивается, его значение можно изменить в любое время. Это полезно при моделировании Монте-Карло, при котором моделирование выполняется несколько раз (например, на нескольких компьютерах) с различным уровнем шума.

Алгоритмы

развернуть все

Взаимосвязь между режимами Eb/No, Es/No и SNR

Для некодированных комплексных входных сигналов блок канала AWGN относится к Eb/N0_,Es/N0 и SNR в соответствии со следующими уравнениями:

Es/N0 = (Цым/Цамп)· SNR

Es/N0 = Eb/N0 + _10log10 (k) в дБ

Es представляет энергию сигнала в джоулях.
Eb представляет энергию битов в джоулях.
N0 представляет спектральную плотность мощности шума в ваттах/Гц.
Tsym представляет параметр периода (ов) символа блока в Es/No режим.
k представляет количество информационных битов на входной символ, число битов на символ.
Tsamp представляет наследуемое время выборки блока, в секундах.

Для действительных входных сигналов блок канала AWGN относится к Es/N0 и SNR в соответствии с этим уравнением:

Es/N0 = 0,5 (Цым/Цамп)· SNR

Примечание

Все значения мощности принимают номинальный импеданс 1 Ом.
Уравнение для вещественного случая отличается от соответствующего уравнения для комплексного случая на коэффициент 2. В частности, объект использует спектральную плотность мощности шума N0/2 Вт/Гц для реальных входных сигналов по сравнению с N0 Вт/Гц для комплексных сигналов.

Для получения дополнительной информации см. Уровень шума канала AWGN.

Определение отклонения прямо или косвенно

Чтобы непосредственно задать дисперсию шума, генерируемого каналом AWGN, укажите режим как:

Variance from mask, где указывается отклонение в диалоговом окне. Значение должно быть положительным.
Variance from port, где вы предоставляете дисперсию в качестве входных данных блока. Входной сигнал дисперсии должен быть положительным, а его частота дискретизации должна быть равна частоте входного сигнала.

Для Variance from mask и Variance from port режим:

Если дисперсия является скалярной, то все сигнальные каналы не коррелируются, но имеют одну и ту же дисперсию.
Если дисперсией является вектор, длина которого является количеством каналов во входном сигнале, то каждый элемент представляет дисперсию соответствующего сигнального канала.
Примечание
Если применить комплексные входные сигналы к блоку AWGN Channel, то он добавляет комплексный нулевой средний гауссов шум с вычисленной или заданной дисперсией. Дисперсия для каждой квадратурной составляющей комплексного шума составляет половину вычисленного или заданного значения.

Чтобы задать дисперсию косвенно, то есть чтобы блок рассчитал дисперсию, укажите режим как:

Signal to noise ratio (Eb/No), где блок вычисляет отклонение от этих величин, указанных в диалоговом окне:
- Eb/No (дБ), отношение энергии битов к спектральной плотности мощности шума
- Количество битов на символ
- Мощность входного сигнала, отсылаемая к 1 Ом (Вт), фактическая мощность символов на входе блока
- Символьные периоды
Signal to noise ratio (Es/No), где блок вычисляет отклонение от этих величин, указанных в диалоговом окне:
- Es/No (дБ), отношение энергии сигнала к спектральной плотности мощности шума
- Мощность входного сигнала, отсылаемая к 1 Ом (Вт), фактическая мощность символов на входе блока
- Символьные периоды
Signal to noise ratio (SNR), где блок вычисляет отклонение от этих величин, указанных в диалоговом окне:
- SNR (дБ), отношение мощности сигнала к мощности шума
- Мощность входного сигнала 1 Ом (Вт), фактическая мощность выборок на входе блока

Изменение периода символа в блоке канала AWGN влияет на дисперсию шума, добавляемого на выборку, что также вызывает изменение конечной частоты ошибок.

$NoureVariance \frac{= Мощность сигнала \times}{^{\frac{Символ ПериодСемпликаВремя \times}{}}}$ 10Es/No10

Совет

Выберите период символа, равный периоду символа модели. Значение зависит от того, что представляет собой символ и что представляет собой примененная избыточная выборка. Например, символ может иметь 3 бита и быть избыточно дискретизирован на 4. Для получения дополнительной информации см. Уровень шума канала AWGN.

Ссылки

[1] Проакис, Джон Г. Digital Communications. 4-й ред. Макгроу-Хилл, 2001.

Документация

Канал AWGN

Описание

Порты

Вход

In - Входной сигнал данных вектор | матрица

Var - Дисперсия аддитивного белого гауссова шума положительный скаляр | вектор

Зависимости

Продукция

Out - Выходной сигнал данных вектор | матрица

Параметры

Initial seed - Начальное начальное значение генератора шума 67 (по умолчанию) | положительный скаляр | вектор

Mode - Режим отклонения Signal to noise ratio (Eb/No) (по умолчанию) | Signal to noise ratio (Es/No) | Signal to noise ratio (SNR) | Variance from mask | Variance from port

Eb/No (dB) - Отношение энергии информационных битов на символ к спектральной плотности мощности шума 10 (по умолчанию) | скаляр | вектор

Зависимости

Es/No (dB) - Отношение энергии информационного символа на символ к спектральной плотности мощности шума 10 (по умолчанию) | скаляр | вектор

Зависимости

SNR (dB) - Отношение мощности сигнала к мощности шума 10 (по умолчанию) | скаляр | вектор

Зависимости

Number of bits per symbol - Количество битов в каждом входном символе 1 (по умолчанию) | скаляр | вектор

Зависимости

Input signal power, referenced to 1 ohm (watts) - Среднеквадратичная мощность входа 1 (по умолчанию) | скаляр | вектор

Зависимости

Symbol period (s) - Длительность информационного канала 1 (по умолчанию) | положительный скаляр | вектор

Зависимости

Variance - Дисперсия белого гауссова шума 1 (по умолчанию) | скаляр | вектор

Зависимости

Примеры модели

LLR в сравнении с демодуляцией жесткого решения в Simulink

Характеристики блока

Совет

Алгоритмы

Взаимосвязь между режимами Eb/No, Es/No и SNR

Определение отклонения прямо или косвенно

Ссылки

Расширенные возможности

Создание кода C/C + + Создайте код C и C++ с помощью Simulink ® Coder™

См. также

Блоки

Объекты

Темы

Документация по инструментам связи

Поддержка

`In` - Входной сигнал данных
вектор | матрица

`Var` - Дисперсия аддитивного белого гауссова шума
положительный скаляр | вектор

`Out` - Выходной сигнал данных
вектор | матрица

`Initial seed` - Начальное начальное значение генератора шума
`67` (по умолчанию) | положительный скаляр | вектор

`Mode` - Режим отклонения
`Signal to noise ratio (Eb/No)` (по умолчанию) | `Signal to noise ratio (Es/No)` | `Signal to noise ratio (SNR)` | `Variance from mask` | `Variance from port`

`Eb/No (dB)` - Отношение энергии информационных битов на символ к спектральной плотности мощности шума
`10` (по умолчанию) | скаляр | вектор

`Es/No (dB)` - Отношение энергии информационного символа на символ к спектральной плотности мощности шума
`10` (по умолчанию) | скаляр | вектор

`SNR (dB)` - Отношение мощности сигнала к мощности шума
`10` (по умолчанию) | скаляр | вектор

`Number of bits per symbol` - Количество битов в каждом входном символе
1 (по умолчанию) | скаляр | вектор

`Input signal power, referenced to 1 ohm (watts)` - Среднеквадратичная мощность входа
`1` (по умолчанию) | скаляр | вектор

`Symbol period (s)` - Длительность информационного канала
`1` (по умолчанию) | положительный скаляр | вектор

`Variance` - Дисперсия белого гауссова шума
`1` (по умолчанию) | скаляр | вектор

Создание кода C/C + +
Создайте код C и C++ с помощью Simulink ® Coder™