Добавление теплового шума к сигналу
ThermalNoise объект моделирует влияние тепловых шумов на сложный, модулирующий сигнал.
Для добавления теплового шума к комплексному сигналу основной полосы частот:
Определите и настройте объект теплового шума. См. раздел Строительство.
Звонить step добавить тепловой шум в соответствии со свойствами comm.ThermalNoise.
Примечание
Начиная с R2016b, вместо использования step для выполнения операции, определенной системным object™, можно вызвать объект с аргументами, как если бы это была функция. Например, y = step(obj,x) и y = obj(x) выполнять эквивалентные операции.
tn = comm.ThermalNoise создает объект системы тепловых шумов приемника, H. Этот объект добавляет тепловой шум к комплексному входному сигналу основной полосы частот.
tn = comm.ThermalNoise( создает объект теплового шума приемника, Name,Value)H, каждое указанное свойство имеет заданное значение. Можно указать дополнительные аргументы пары имя-значение в любом порядке как (Name1,Value1,...,NameN,ValueN).
| шаг | Добавление теплового шума приемника |
| Общие для всех системных объектов | |
|---|---|
release | Разрешить изменение значения свойства объекта системы |
Создание объекта теплового шума с температурой шума 290 K и частотой дискретизации 5 МГц.
thNoise = comm.ThermalNoise('NoiseTemperature',290,'SampleRate',5e6);
Генерируют QPSK-модулированные данные, имеющие выходную мощность 20 дБм.
data = randi([0 3],1000,1); modData = 0.3162*pskmod(data,4,pi/4);
Ослабьте сигнал за счет потерь в тракте свободного пространства, предполагая расстояние линии связи 1000 м и несущую частоту 2 ГГц.
fsl = (4*pi*1000*2e9/3e8)^2; rxData = modData/sqrt(fsl);
Добавьте в сигнал тепловой шум. Постройте график шумного созвездия.
noisyData = thNoise(rxData); scatterplot(noisyData)
Создайте объект теплового шума, имеющий показатель шума 5 дБ и частоту дискретизации 10 МГц. Укажите, что должен быть включен шум антенны 290 К.
thermalNoise = comm.ThermalNoise('NoiseMethod','Noise figure', ... 'NoiseFigure',5, ... 'SampleRate',10e6, ... 'Add290KAntennaNoise',true);
Генерируют QPSK-модулированные данные, имеющие выходную мощность 1 Вт.
data = randi([0 15],1000,1);
modSig = qammod(data,16,'UnitAveragePower',true);Ослабьте сигнал за счет потерь в тракте свободного пространства, предполагая расстояние линии связи 1 км и несущую частоту 5 ГГц.
fsl = (4*pi*1000*5e9/3e8)^2; rxSig = modSig/sqrt(fsl);
Добавьте тепловой шум к сигналу и постройте график его совокупности.
noisySig = thermalNoise(rxSig); scatterplot(noisySig)
Оцените SNR.
mer = comm.MER; snrEst1 = mer(rxSig,noisySig)
snrEst1 = 22.6611
Уменьшите значение шума до 0 дБ и постройте график результирующего принятого сигнала. Поскольку включен шум антенны, сигнал не является полностью бесшумным.
thermalNoise.NoiseFigure = 0; noisySig = thermalNoise(rxSig); scatterplot(noisySig)
Оцените SNR. SNR на 5 дБ выше, чем в первом случае, что ожидается при уменьшении значения шума на 5 дБ.
snrEst2 = mer(rxSig,noisySig)
snrEst2 = 27.8658
snrEst2 - snrEst1
ans = 5.2047
Производительность беспроводного приемника часто выражается как коэффициент шума или цифра. Коэффициент шума определяется как отношение входного сигнала к шуму, Si/Ni к выходному сигналу к шуму, так что
Учитывая усиление G приемника и мощность Nckt шума приемника, коэффициент шума может быть выражен как
GNiGNi.
IEEE определяет коэффициент шума, предполагая, что температура шума на входе равна T0, где T0 = 290 К. Тогда коэффициент шума равен
Tckt + T0T0.
Tckt - эквивалентная температура входного шума приемника и выражается как
1).
Общая температура шума антенны и приемника, Tsys, составляет
Тс,
где Tant- температура шума антенны.
Величина шума, NF, является эквивалентом дБ коэффициента шума и может быть выражена как
).