comm.ThermalNoise

Добавьте тепловой шум к сигналу

Описание

The ThermalNoise объект симулирует эффекты теплового шума на комплексном, сгенерированном модулированном сигнале.

Чтобы добавить тепловой шум в комплекс, сгенерированный модулированный сигнал:

Определите и настройте объект теплового шума. См. «Конструкция».
Функции step добавить тепловой шум согласно свойствам comm.ThermalNoise.

Примечание

Начиная с R2016b, вместо использования step метод для выполнения операции, заданной Системной object™, можно вызвать объект с аргументами, как если бы это была функция. Для примера, y = step(obj,x) и y = obj(x) выполнять эквивалентные операции.

Конструкция

tn = comm.ThermalNoise создает тепловой шум приемника Системного объекта, H. Этот объект добавляет тепловой шум в комплексный входной сигнал основной полосы частот.

tn = comm.ThermalNoise(Name,Value) создает объект теплового шума приемника, H, с каждым заданным набором свойств до заданного значения. Можно задать дополнительные аргументы пары "имя-значение" в любом порядке как (Name1, Value1..., NameN, ValueN).

Свойства

расширить все

`NoiseMethod` - Метод, используемый для установки степени шума
`'Noise temperature'` (по умолчанию) | `'Noise figure'` | `'Noise factor'`

Метод, используемый для установки степени шума, заданный как 'Noise temperature', 'Noise figure', или 'Noise factor'.

`NoiseTemperature` - Температура шума приемника
`290` (по умолчанию) | неотрицательным вещественным скаляром

Температура шума приемника, заданная в степенях K как неотрицательный действительный скаляр. Это свойство доступно при NoiseMethod равно 'Noise temperature'. Температура шума обычно используется для характеристики спутниковых приемников, потому что входная температура шума может варьироваться и часто менее 290 К. Настраивается.

`NoiseFigure` - Шумовой рисунок
`3.01` (по умолчанию) | неотрицательным вещественным скаляром

Шумовой рисунок, заданная в дБ как неотрицательный действительный скаляр. Это свойство доступно при NoiseMethod равно 'Noise figure'. Шумовой рисунок описывает эффективность приемника и не включает в себя эффект антенны. Он задан только для входной температуры шума 290 К. Шумовой рисунок является эквивалентной коэффициенту шума дБ. Настраиваемый.

`NoiseFactor` - Коэффициент шума
`2` (по умолчанию) | действительный скаляр ≥ 1

Коэффициент шума, заданный как действительный скаляр, больший или равный 1. Это свойство доступно при NoiseMethod равно 'Noise factor'. Коэффициент шума описывает эффективность приемника и не включает в себя эффект антенны. Он задан только для входной температуры шума 290 К. Коэффициент шума является линейным эквивалентом шумового рисунка. Настраиваемый.

`SampleRate` - Частота дискретизации
`1` (по умолчанию) | положительный действительный скаляр

Частота дискретизации, заданная как в Гц как положительный действительный скаляр. Объект вычисляет отклонение шума, добавленного к входному сигналу, как kT × SampleRate. Значение, k является постоянной Больцмана, и T является температурой шума, заданной явным или неявным образом с помощью одного из методов шума.

`Add290KAntennaNoise` - Добавить 290 K шум антенны
`false` (по умолчанию) | `true`

Добавьте шум антенны 290 K к входному сигналу, заданному как логический скаляр. Чтобы добавить шум антенны 290 K, установите это свойство равным true. Это свойство доступно при NoiseMethod равно 'Noise factor' или 'Noise figure'.

Общий шум, приложенный к входному сигналу, является суммой шума схемы и шума антенны.

Методы

шаг	Добавьте тепловой шум приемника

Общий для всех системных объектов
`release`	Разрешить изменение значения свойства системного объекта

Примеры

свернуть все

Добавьте тепловой шум к сигналу QPSK

Открыть Live Script

Создайте объект теплового шума с температурой шума 290 К и частотой дискретизации 5 МГц.

thNoise = comm.ThermalNoise('NoiseTemperature',290,'SampleRate',5e6);

Сгенерируйте модулированные QPSK данные, имеющие выходную степень 20 дБм.

data = randi([0 3],1000,1);
modData = 0.3162*pskmod(data,4,pi/4);

Ослабьте сигнал потерь при распространении в свободном пространстве, принимая расстояние 1000 м ссылки и несущую частоту 2 ГГц.

fsl = (4*pi*1000*2e9/3e8)^2;
rxData = modData/sqrt(fsl);

Добавьте тепловой шум к сигналу. Постройте шумное созвездие.

noisyData = thNoise(rxData);
scatterplot(noisyData)

Figure Scatter Plot contains an axes. The axes with title Scatter plot contains an object of type line. This object represents Channel 1.

Добавьте антенну и тепловой шум приемника к 16-QAM сигналу

Открыть Live Script

Создайте объект теплового шума, имеющий рисунок шума 5 дБ и частоту дискретизации 10 МГц. Задайте, чтобы был включен шум антенны 290 K.

thermalNoise = comm.ThermalNoise('NoiseMethod','Noise figure', ...
    'NoiseFigure',5, ...
    'SampleRate',10e6, ...
    'Add290KAntennaNoise',true);

Сгенерируйте модулированные QPSK данные, имеющие выходную степень 1 Вт.

data = randi([0 15],1000,1);
modSig = qammod(data,16,'UnitAveragePower',true);

Ослабьте сигнал потерь при распространении в свободном пространстве, принимая расстояние 1 км ссылки и несущую частоту 5 ГГц.

fsl = (4*pi*1000*5e9/3e8)^2;
rxSig = modSig/sqrt(fsl);

Добавьте тепловой шум к сигналу и постройте его созвездие.

noisySig = thermalNoise(rxSig);
scatterplot(noisySig)

Figure Scatter Plot contains an axes. The axes with title Scatter plot contains an object of type line. This object represents Channel 1.

Оцените ОСШ.

mer = comm.MER;
snrEst1 = mer(rxSig,noisySig)

snrEst1 = 22.6611

Уменьшите рисунок шума до 0 дБ и постройте график результирующего принимаемого сигнала. Поскольку шум антенны включен, сигнал не полностью бесшумен.

thermalNoise.NoiseFigure = 0;
noisySig = thermalNoise(rxSig);
scatterplot(noisySig)

Figure Scatter Plot contains an axes. The axes with title Scatter plot contains an object of type line. This object represents Channel 1.

Оцените ОСШ. ОСШ на 5 дБ выше, чем в первом случае, что ожидается с учетом уменьшения рисунка на 5 дБ.

snrEst2 = mer(rxSig,noisySig)

snrEst2 = 27.8658

snrEst2 - snrEst1

ans = 5.2047

Алгоритмы

Эффективность беспроводного приемника часто выражается как коэффициент шума или рисунок. Коэффициент шума определяется как отношение отношение входного сигнала к шуму, _Si/ _Ni к выходу отношению сигнала к шуму, _So/ No, таким что

$F = \frac{S_{i} / N_{i}}{S_{o} / N_{o}} .$

Учитывая усиление приемника G и приемник шум степени _Nckt, коэффициент шума может быть выражен как

$\begin{matrix} F = \frac{S_{i} / N_{i}}{G S_{i} / (N_{c k t} + G N_{i})} \\ = \frac{N_{c k t} + G N_{i}}{G N_{i}} . \end{matrix}$

IEEE определяет коэффициент шума, принимая, что температура шума на входе _T0, где _T0 = 290 К. Коэффициент шума тогда

$\begin{matrix} F = \frac{N_{c k t} + G N_{i}}{G N_{i}} \\ = \frac{G k B T_{c k t} + G k B T_{0}}{G k B T_{0}} \\ = \frac{T_{c k t} + T_{0}}{T_{0}} . \end{matrix}$

_Tckt является эквивалентной входной температурой шума приемника и выражается как

$T_{c k t} = T_{0} (F - 1) .$

Общая температура шума антенны и приемника, _Tsys,

$T_{s y s} = T_{a n t} + T_{c k t},$

где _Tant - температура шума антенны.

Шумовой рисунок, NF, является эквивалентом dB фактора шума и может быть выражена как

$N F = 10 \log_{10} (F) .$

Расширенные возможности

Генерация кода C/C + +
Сгенерируйте код C и C++ с помощью Coder™ MATLAB ®

Указания и ограничения по применению:

Смотрите Системные объекты в Генерации кода MATLAB (MATLAB Coder).

См. также

comm.AWGNChannel

Введенный в R2012a

Документация

comm.ThermalNoise

Описание

Конструкция

Свойства

`NoiseMethod` - Метод, используемый для установки степени шума
`'Noise temperature'` (по умолчанию) | `'Noise figure'` | `'Noise factor'`

`NoiseTemperature` - Температура шума приемника
`290` (по умолчанию) | неотрицательным вещественным скаляром

`NoiseFigure` - Шумовой рисунок
`3.01` (по умолчанию) | неотрицательным вещественным скаляром

`NoiseFactor` - Коэффициент шума
`2` (по умолчанию) | действительный скаляр ≥ 1

`SampleRate` - Частота дискретизации
`1` (по умолчанию) | положительный действительный скаляр

`Add290KAntennaNoise` - Добавить 290 K шум антенны
`false` (по умолчанию) | `true`

Методы

Примеры

Добавьте тепловой шум к сигналу QPSK

Добавьте антенну и тепловой шум приемника к 16-QAM сигналу

Алгоритмы

Расширенные возможности

Генерация кода C/C + +
Сгенерируйте код C и C++ с помощью Coder™ MATLAB ®

См. также

Документация Communications Toolbox

Поддержка

Документация

comm.ThermalNoise

Описание

Конструкция

Свойства

NoiseMethod - Метод, используемый для установки степени шума 'Noise temperature' (по умолчанию) | 'Noise figure' | 'Noise factor'

NoiseTemperature - Температура шума приемника 290 (по умолчанию) | неотрицательным вещественным скаляром

NoiseFigure - Шумовой рисунок 3.01 (по умолчанию) | неотрицательным вещественным скаляром

NoiseFactor - Коэффициент шума 2 (по умолчанию) | действительный скаляр ≥ 1

SampleRate - Частота дискретизации 1 (по умолчанию) | положительный действительный скаляр

Add290KAntennaNoise - Добавить 290 K шум антенны false (по умолчанию) | true

Методы

Примеры

Добавьте тепловой шум к сигналу QPSK

Добавьте антенну и тепловой шум приемника к 16-QAM сигналу

Алгоритмы

Расширенные возможности

Генерация кода C/C + + Сгенерируйте код C и C++ с помощью Coder™ MATLAB ®

См. также

Документация Communications Toolbox

Поддержка

`NoiseMethod` - Метод, используемый для установки степени шума
`'Noise temperature'` (по умолчанию) | `'Noise figure'` | `'Noise factor'`

`NoiseTemperature` - Температура шума приемника
`290` (по умолчанию) | неотрицательным вещественным скаляром

`NoiseFigure` - Шумовой рисунок
`3.01` (по умолчанию) | неотрицательным вещественным скаляром

`NoiseFactor` - Коэффициент шума
`2` (по умолчанию) | действительный скаляр ≥ 1

`SampleRate` - Частота дискретизации
`1` (по умолчанию) | положительный действительный скаляр

`Add290KAntennaNoise` - Добавить 290 K шум антенны
`false` (по умолчанию) | `true`

Генерация кода C/C + +
Сгенерируйте код C и C++ с помощью Coder™ MATLAB ®