如何在特定带宽的通信系统中模拟 AWGN(加性高斯白噪声)

信息处理 matlab 噪音 数字通信
2022-01-06 06:47:16

我正在尝试生成 AWGN 波形以将其添加到我的模拟通信系统的信号中。通信系统的工作带宽大约是B=3GHz假设T=300K(我的信号由非常短的脉冲组成,我正在模拟一个 IR-UWB 系统)。

到目前为止我所做的是:

N = k*T*B
sigma = sqrt(N./2)
noise = sigma.*randn(1,s_length)

其中s_length是我的有用信号和noiseawgn 波形的样本数。

这个程序正确吗?我浏览了不同的问题,但无法澄清。

1个回答

要创建 Band Limited AWGN,您只需要randn在 MATLAB 中即可。

问题仅在于如何设置其标准偏差。为了说明这一点,假设我们的 AWGN 生成器的 PSD 等于N0.
也就是说,我们有均值为零且方差等于的 AWGNδ(0)N0.

假设我们有有限的带宽通道,因此应用了理想的 LPF。假设它的截止频率是FLPF=FS2.

因此,频带限制 AWGN 的方差是(频率乘法)其 PSD 上的积分乘以 LPF 的范数(因子 2 用于在该范围内进行积分FLPF:FLPF):

VarBandLimitedAWGN=2FLPFN0=FSN0

现在,在 MATLAB 中使用randn具有相应 STD 的噪声(根据您的仿真数据)生成。

祝你好运!

一些备注

  • 噪声的方差与信号无关(至少在经典模型中)。
  • 噪声方差仅是模拟通道和模数转换器的函数。
    经典模型假设如果信号在Fs理想 LPF 的截止频率为FLPF=FS2.
    正如我所说,这是设置带限噪声方差的频率。
  • 输入信号(即传输信号+噪声)可能具有它可能具有的任何带宽,在 LPF 之后其带宽受到限制。
  • 为了使系统中的噪声能量最小化,LPF 带宽和采样率应尽可能低(即感兴趣信号的带宽)。
    尽管如果下一步是“匹配滤波器”,则对于任何有限能量的白噪声,SNR 将被最大化(或者如果“着色”已知并且匹配滤波器相应地更新,则为彩色)。