非高斯通道资源

信息处理 噪音 数字通讯 高斯
2022-02-18 20:57:35

我理解为什么大多数经典教科书只考虑数字数据传输中的加性高斯白噪声通道。不幸的是,在我的情况下,噪声不是高斯的,它甚至可能是彩色的(非白色)。

我花了几个小时四处寻找,但只发现了一些最终被高斯模型逼近的特殊情况。如果您能以简洁直接的方式向我指出一些考虑非高斯噪声的资源,我将不胜感激。

一些注意事项:我有兴趣评估接收器在存在高斯和其他非高斯噪声源的情况下的性能。例如,我想看看 ADC 量化噪声通过某个滤波器的影响,比如均衡器(并且没有太多支持使用中心极限定理进行高斯假设),或者我的时钟恢复中的一些残余抖动循环再次不能很好地适合高斯模型。

1个回答

收发器中有许多不同的损伤,我们可以称之为“噪声”(见下图),最终我对每种效果都采用了具有良好噪声和损伤模型的模拟,这在很大程度上取决于接收器的类型和操作。

在此处输入图像描述

这个问题过于笼统,无法给出具体答案。但是,让我描述一下我对接收器中彩色噪声的处理,以防增加一些见解。在大多数情况下,我的方法是首先彻底了解所涉及的噪声过程的频域特性,然后在最终检测之前评估转换为基带的接收器的等效频率响应,并在该带宽上整合总噪声得到频带内的总噪声功率。信号带宽将具有较低的频率限制(通常由载波和定时恢复循环或观察数据包的持续时间设置 - 您需要无限持续观察信号才能下降到真正的 DC,因此它将始终做个高通!

这是一个具体的相位噪声示例。通常很清楚,接收器会滤除信道带宽之外的高频分量,但通常会混淆如何处理低频限制,并且知道随着接近 DC 相位噪声不断增加,我们可以得到非常不同的答案取决于我们选择的低频限制!

相位噪声

如果涉及载波跟踪环路,则低频限制通常由该跟踪环路建立,因为它通过跟踪相位旋转来工作(因此将跟踪该跟踪环路的环路 BW 内的缓慢旋转或相位移动) . 根据循环,这可能是一阶高通响应,如下图所示。

带有载波跟踪的相位噪声

它是乘以接收器的这个“滤波器”后得到的相位噪声密度,我将积分(并显示两倍的频带)以评估相位噪声对接收器 SNR 的影响。

这个例子的关键在于对噪声的频域特性(相位噪声响应,以及超出这个例子的范围,它如何映射到我感兴趣的接收器通道)有透彻的了解,并清楚地了解接收机在基带信道的低频下限和上限频率下进行最终检测之前的所有操作;可以在感兴趣的频带上对产生的有色噪声密度进行积分,以在检测之前确定接收器中的总噪声。我也做时域直方图来捕捉和访问不同噪声分布的影响,但在大多数情况下,多个独立噪声源的组合使得高斯估计是合理的。