由于加性噪声只对已调信号的接收产生影响,因而调制系统的抗噪声性能可用解调器的抗噪声性能来衡量。分析解调器抗噪性能的模型如图3-17所示。
图3-17 分析解调器抗噪声性能的模型
图中,为已调信号;为传输过程中叠加的高斯白噪声。带通滤波器的作用是滤除已调信号频带以外的噪声。因此,经过带通滤波器后,到达解调器输入端的信号仍为,而噪声变为窄带高斯噪声。解调器可以是相干解调器或包络检波器,其输出的有用信号为,噪声为。
上面,之所以称为窄带高斯噪声,是因为它是由平稳高斯白噪声通过带通滤波器而得到的,而在通信系统中,带通滤波器的带宽一般远小于其中心频率,为窄带滤波器,故根据第2章的讨论可知,为窄带高斯噪声。可表示为
(3-22)
其中,窄带高斯噪声的同相分量和正交分量都是高斯变量,它们的均值和方差(平均功率)都与的相同,即
(3-24)
(3-25)
为解调器的输入噪声功率。若高斯白噪声的双边功率谱密度为,带通滤波器的传输特性是高度为1、单边带宽为理想矩形函数(如图3-18),则有
(3-26)
为了使已调信号无失真地进入解调器,同时又最大限度地抑制噪声,带宽应等于已调信号的带宽。
在模拟通信系统中,常用解调器输出信噪比来衡量通信质量的好坏。输出信噪比定义为
(3-27)
只要解调器输出端有用信号能与噪声分开,则输出信噪比就能确定。输出信噪比与调制方式有关,也与解调方式有关。因此在已调信号平均功率相同,而且信道噪声功率谱密度也相同的条件下,输出信噪比反映了系统的抗噪声性能。
人们还常用信噪比增益作为不同调制方式下解调器抗噪性能的度量。信噪比增益定义为
(3-28)
信噪比增益也称为调制制度增益。其中,为输入信噪比,定义为
(3-29)
显然,信噪比增益越高,则解调器的抗噪声性能越好。
下面我们在给定的及的情况下,推导出各种解调器的输入和输出信噪比,并在此基础上对各种调制系统的抗噪声性能做出评价。
322 线性调制相干解调的抗噪声性能
线性调制相干解调时接收系统的一般模型如图3-19所示。此时,图3-19中的解调器为同步解调器,由相乘器和LPF构成。相干解调属于线性解调,故在解调过程中,输入信号及噪声可分开单独解调。
相干解调适用于所有线性调制(DSB、SSB、VSB、AM)信号的解调。
图3-19 线性调制相干解调的抗噪性能分析模型
1 DSB调制系统的性能
(1)求――输入信号的解调
对于DSB系统,解调器输入信号为
与相干载波相乘后,得
经低通滤波器后,输出信号为
(3-30)
因此,解调器输出端的有用信号功率为
(3-31)
(2)求――输入噪声的解调
解调DSB信号的同时,窄带高斯噪声也受到解调。此时,接收机中的带通滤波器的中心频率与调制载波相同。因此,解调器输入端的噪声可表示为
它与相干载波相乘后,得
经低通滤波器后,解调器最终的输出噪声为
(3-32)
故输出噪声功率为
(3-33)
根据式(3-25)和式(3-26),则有
(3-34)
这里,为DSB信号带宽。
(3)求
解调器输入信号平均功率为
(3-35)
综上所述,由式(3-35)及式(3-26),可得解调器的输入信噪比为
(3-36)
又根据式(3-31)及式(3-34),可得解调器的输出信噪比为
(3-37)
因而调制制度增益为
(3-38)
由此可见,DSB调制系统的制度增益为2。这说明,DSB信号的解调器使信噪比改善了一倍。这是因为采用同步解调,把噪声中的正交分量抑制掉了,从而使噪声功率减半。
2 SSB调制系统的性能
(1)求――输入信号的解调
对于SSB系统,解调器输入信号
与相干载波相乘,并经低通滤波器滤除高频成分后,得解调器输出信号为
(3-39)
因此,解调器输出信号功率为
(3-40)
(2)求――输入噪声的解调
由于SSB信号的解调器与DSB信号的相同,故计算SSB信号输入及输出信噪比的方法也相同。由式(3-34),得
(3-41)
只是这里,为SSB信号带宽。
(3)求
解调器输入信号平均功率为
因为与的所有频率分量仅相位不同,而幅度相同,所以两者具有相同的平均功率。由此,上式变成
(3-42)
于是,由式(3-42)及式(3-26),可得解调器的输入信噪比为
(3-43)
由式(3-40)及式(3-41),可得解调器的输出信噪比为
(3-44)
因而调制制度增益为
(3-45)
由此可见,SSB调制系统的制度增益为1。这说明,SSB信号的解调器对信噪比没有改善。这是因为在SSB系统中,信号和噪声具有相同的表示形式,所以相干解调过程中,信号和噪声的正交分量均被抑制掉,故信噪比不会得到改善。
比较式(3-38)和式(3-45)可见,DSB解调器的调制制度增益是SSB的二倍。但不能因此就说,双边带系统的抗噪性能优于单边带系统。因为DSB信号所需带宽为SSB的二倍,因而在输入噪声功率谱密度相同的情况下,DSB解调器的输入噪声功率将是SSB的二倍。不难看出,如果解调器的输入噪声功率谱密度相同,输入信号的功率也相等,有
即,在相同的噪声背景和相同的输入信号功率条件下,DSB和SSB在解调器输出端的信噪比是相等的。这就是说,从抗噪声的观点,SSB制式和DSB制式是相同的。但SSB制式所占有的频带仅为DSB的一半。
3 VSB调制系统的性能
VSB调制系统抗噪性能的分析方法与上面类似。但是,由于所采用的残留边带滤波器的频率特性形状可能不同,所以难以确定抗噪性能的一般计算公式。不过,在残留边带滤波器滚降范围不大的情况下,可将VSB信号近似看成SSB信号,即
在这种情况下,VSB调制系统的抗噪性能与SSB系统相同。
323 常规调幅包络检波的抗噪声性能
AM信号可采用相干解调或包络检波。相干解调时AM系统的性能分析方法与前面介绍的双边带的相同。实际中,AM信号常用简单的包络检波法解调,接收系统模型如图3-20所示。此时,图3-10中的解调器为包络检波器。包络检波属于非线性解调,信号与噪声无法分开处理。
图3-20 AM包络检波的抗噪性能分析模型
对于AM系统,解调器输入信号为
式中,为外加的直流分量;为调制信号。这里仍假设的均值为0,且。解调器的输入噪声为
显然,解调器输入的信号功率和噪声功率分别为
(3-46)
(3-47)
这里,为AM信号带宽。
据以上两式,得解调器输入信噪比
(3-48)
解调器输入是信号加噪声的合成波形,即
其中合成包络
(3-49)
合成相位
(3-50)
理想包络检波器的输出就是。由上面可知,检波器输出中有用信号与噪声无法完全分开,因此,计算输出信噪比是件困难的事。为简化起见,我们考虑两种特殊情况。
(1)大信噪比情况
此时输入信号幅度远大于噪声幅度,即
因而式(3-49)可简化为
(3-51)
这里利用了数学近似公式(<<1时)。
式(3-51)中,有用信号与噪声清晰地分成两项,因而可分别计算出输出信号功率及噪声功率
(3-52)
(3-53)
输出信噪比
(3-54)
由式(3-48)、(3-54)可得调制制度增益
(3-55)
可以看出,AM的调制制度增益随的减小而增加。但为了不发生过调制现象,必须有,所以总是小于1。
例如,对于100%调制(即),且又是单音频正弦信号时,有
此时
这是包络检波器能够得到的最大信噪比改善值。
可以证明,相干解调时常规调幅的调制制度增益与上式相同。这说明,对于AM调制系统,在大信噪比时,采用包络检波时的性能与相干解调时的性能几乎一样。但后者的调制制度增益不受信号与噪声相对幅度假设条件的限制。
(2)小信噪比情况
此时噪声幅度远大于输入信号幅度,即
这时,式(3-49)可做如下简化
(3-56)
其中
即是式(3-23)中的及,分别表示噪声的包络及相位;。因为,再次利用数学近似式(<<1时),式(3-56)可进一步表示为
(3-57)
由上式可知,小信噪比时调制信号无法与噪声分开,包络中不存在单独的信号项,只有受到调制的项。由于是一个随机噪声,因而,有用信号被噪声所扰乱,致使也只能看作是噪声。这种情况下,输出信噪比不是按比例地随着输入信噪比下降,而是急剧恶化。通常把这种现象称为门限效应。开始出现门限效应的输入信噪比称为门限值。
有必要指出,用同步检测的方法解调各种线性调制信号时,由于解调过程可视为信号与噪声分别解调,故解调器输出端总是单独存在有用信号的。因而,同步解调器不存在门限效应。
由以上分析可得如下结论:在大信噪比情况下,AM信号包络检波器的性能几乎与同步检测器相同;但随着信噪比的减小,包络检波器将在一个特定输入信噪比值上出现门限效应。一旦出现了门限效应,解调器的输出信噪比将急剧变坏。
没法确定的,高斯的特性是在统计学上建立的,涉及的几个主要参数就是方差和平均数。
计算信噪比的时候也只考虑高斯白噪声的平均功率,幅度最大时刻的值无法确定,有可能出现非常大的值。除非你有个功率跟踪器,跟随噪声
服从卡西米尔分布(Cauchy distribution),也称为洛伦兹分布(Lorentz distribution)。卡西米尔分布是一种重尾分布,其概率密度函数具有无限方差,因此在统计学中具有重要的应用价值。在信号处理中,平稳窄带高斯白噪声的功率谱密度通常用于描述信号的频率特性,因此卡西米尔分布也被广泛应用于信号处理领域。
LTE中采用OFDM调制方法,其中的一个指标为30MHz的采样率,其中有效信息带宽为18MHz。下面从这个案例出发研究信噪比之间的关系。
首先,明确几个符号的意义 :
S:信号的平均功率 N: 噪声的平均功率
Eb: 每bit信号能量 N0:噪声的功率谱密度
Es:信号(符号)的能量 Rb:传信率(每秒传输的bit数)
W: 信号带宽 T: 符号周期
Ts: 采样点间隔 k: 每个符号包含的bit数
因此,有如下公式:
E b N o = S N R − 10 l g ( R b / W ) = S N R − 10 l g ( f s ∗ M ∗ C o d e R a t e / W ) = S N R − 10 l g ( 3072 / 18 ∗ M ∗ C o d e R a t e ) = S N R − 10 l g ( 3072 / 18 ∗ k ) EbNo=SNR-10lg(Rb/W)= SNR-10lg(fsMCodeRate/W)=SNR-10lg(3072/18MCodeRate) = SNR-10lg(3072/18 k)
EbNo=SNR−10lg(Rb/W)=SNR−10lg(fs∗M∗CodeRate/W)=SNR−10lg(3072/18∗M∗CodeRate)=SNR−10lg(3072/18∗k)
E s N o = S N R − 10 l g ( 1 / T ∗ W ) = S N R − 10 l g ( 3072 ∗ N s / W ) EsNo=SNR-10lg(1/TW)= SNR-10lg(3072Ns/W)
EsNo=SNR−10lg(1/T∗W)=SNR−10lg(3072∗Ns/W)
R b = f s ∗ M ∗ c o d e r a t e = 3072 ∗ M ∗ c o d e r a t e = 3072 ∗ k Rb = fsMcoderate = 3072Mcoderate = 3072k
Rb=fs∗M∗coderate=3072∗M∗coderate=3072∗k
W = 18 M H z W = 18MHz
W=18MHz
T = 1 / f s = 1 / 3072 M H z T = 1/fs = 1/3072MHz
T=1/fs=1/3072MHz
k = M ∗ C o d e R a t e k = MCodeRate
k=M∗CodeRate
同时,这些公式说明了无论对于单载波或者是OFDM多载波调制,其结论和计算方法都是一样的。
2 DFT-S-OFDM波形的噪声
关于DFT-S-OFDM波形,与上面保持同样的结论。
这里主要讨论的是不同的用户需要的信噪比都是一样的吗?
3 加噪方式讨论
31 wgn函数与awgn函数两者的区别
1)normal
首先得明确EsN0和EbN0的区别,两者转换如下:2
E s N 0 = E b N 0 + 10 ∗ l o g 10 ( M ∗ C o d e R a t e ) EsN0 = EbN0 + 10log10(MCodeRate)
EsN0=EbN0+10∗log10(M∗CodeRate)
对应下面代码可以得知两者的关系。
S N R = E s N 0 − 10 ∗ l o g 10 ( i n s v a l u e ) SNR = EsN0 - 10log10(ins_value)
SNR=EsN0−10∗log10(ins
v
alue)
在matlab函数中,对于加噪函数,awgn函数中加的是SNR值,在wgn函数中加的是EsN0。换句话说,awgn会计算信号的能量,wgn只是对于功率为1的信号对应信噪比的噪声进行直接叠加。
下面代码对比了两种加噪方式的区别,最终的SNR为4dB,EsNo为10dB。
clear
EsN0 = 10;
ins_value = 4;
[psf,den] = rcosine(1,ins_value,'fir/sqrt',035,6);
list = 0:pi/1000000:6pi;
X = sqrt(2)sin(list); %产生正弦信号
X_upsample = upsample(X,ins_value);
txSig = conv(X_upsample,psf);
SNR = EsN0 - 10log10(ins_value);
% Y_temp = awgn(txSig,SNR,'measured'); %加入信噪比为10db的噪声,加入前预估信号的功率(强度)
Y_temp= txSig + wgn(1,length(txSig),-EsN0,'complex');
Y = Y_temp(49:end-48);
% 计算信噪比(下采样前计算信噪比)
% 因为是在滤波成型之后才加噪所以评估这个合理
sigPower = sum(abs(txSig)^2)/length(txSig); %求出信号功率
noisePower=sum(abs(Y_temp-txSig)^2)/length(Y_temp-txSig); %求出噪声功率
SNR=10log10(sigPower/noisePower) %由信噪比定义求出信噪比,单位为dB
% 隔取ins_value选取再计算信噪比也是一样的。
Y_temp = Y_temp(1:4:end);
txSig = txSig(1:4:end);
sigPower = sum(abs(txSig)^2)/length(txSig); %求出信号功率
noisePower=sum(abs(Y_temp-txSig)^2)/length(Y_temp-txSig); %求出噪声功率
SNR=10log10(sigPower/noisePower)
或者有以下简短的代码:
X = sqrt(2)sin(0:pi/1000000:6pi); %产生正弦信号,功率为1
% Y = awgn(X,10,'measured'); %加入信噪比为10db的噪声,加入前预估信号的功率(强度)
Y = X + wgn(1,length(X), -10);
std_noise = std(wgn(1,length(X), - 10))^2
sigPower = sum(abs(X)^2)/length(X) ; %求出信号功率
noisePower = sum(abs(Y-X)^2)/length(Y-X); %求出噪声功率
SNR = 10log10(sigPower/noisePower) %由信噪比定义求出信噪比,单位为db
1
2
3
4
5
6
7
1
2
3
4
5
6
7
由此可见,计算信噪比的方式为SNR=10log10(sigPower/noisePower)
2)matlab的官方文档3
EsN0 ( d B ) = E b N 0 ( d B ) + 10 log 10 ( K ) \operatorname{EsN0}(d B)=E b N 0(d B)+10 \log _{10}(K)
EsN0(dB)=EbN0(dB)+10log
10
(K)
32 EbN0和SNR两者的关系
EsN0与SNR的关系如下
E s N 0 = S ∗ T / ( N / B ) = S / N ∗ T s y m b o l ∗ B EsN0 = ST/(N/B) = S/N T_{symbol} B
EsN0=S∗T/(N/B)=S/N∗T
symbol
∗B
下面讨论仿真中的一些想法:
在实际的信号传输过程中,讨论的是信噪比SNR。如果不进行滤波成型,那么两者一致,但是在实际的通信系统中,考虑无ISI准则一级硬件实现的代价,往往发送端需要成型滤波,在接收端需要进行成型滤波最大化接受信号的信噪比,这就需要过采样。实际上这个过程增大了信号的EsN0,提升了性能。
比较容易理解的是,在相同的SNR之下,如果信号被过采样,则等效于EbN0更高,EsN0也更高。
同时需要注意在成型滤波时产生的能量损失,损失sqrt(insvalue)。(insvalue代表采样倍数)
33 成型滤波与匹配滤波器对噪声的影响
下面讨论仿真中的一些想法:
同样需要特别注意的是成型滤波和匹配滤波给信噪比带来的影响。上面说成型滤波和上采样提升了EsN0,最后SNR和EsN0呈现上述关系。但是匹配滤波之后同样会改变信噪比。
如果是使用滤波前后的信号计算信噪比,那么无疑是不对的,因为滤波会改变频谱自然会对信号产生影响,最终变成什么样也是不好预测的。
SNR是显性的,代表着真实的信道环境,而估计出来的EsN0是真实的每个符号所对应的信噪比。
4 EbNo与SNR之间的关系4
41 两个问题
Q1:为什么要将EbN0转换为SNR呢?
A1:因为在实际仿真中要给信号加上高斯白噪声,而高斯白噪声的参数是与SNR直接相关的,即根据SNR变量,可以直观的给信号加上高斯白噪声,所以要将EbN0转换为SNR。一般而言,模拟系统常采用SNRBER来衡量通信系统性能,而对于数字通信系统,常采用EbN0BER来衡量通信系统的性能。
Q2:为什么仿真要用EbN0,而不用SNR呢?
A2:因为用EbN0可以直观的看到系统性能,EbN0是一个归一化的参量,由于在系统传输中会采用不同的调制技术,这样这不同进制的调制技术下频谱效率会不同,一个由k个比特映射生成的调制符号所实现的频谱效率就为k bit/s/Hz,这种情况下,在计算比特误码率的时候考虑的是整体的性能,如果横向的比较系统的性能,就要将系统效率的作用排除,此时就可以从单个比特着手去比较,EbN0可以排除频谱效率引起的问题。
42 示例分析
假如用户的数据传送速率为1kb/s,信道编码采用编码速率为1/3的卷积编码,每秒在这些编码数据前添加200bit的训练序列,星座映射采用QPSK调制方式,基带脉冲成型采用因子为alpha等于025的升余弦函数,上采样倍数为10。
首先来看一下经过各模块后数据速率的变化,原始信息速率为1kb/s,1/3卷积编码后变为3kb/s,也就是每秒传送3000bit数据,添加200bit的训练序列后,变为每秒传3200bit,此时数据速率变为32kb/s,采用QPSK调制后,速率变为16k symbol/s。
应用上述EbN0与SNR的转换公式,我们可得:
SNR=EbN0·(1/3)·(3000/3200)·log2(4)·(1/10)·(1/(1+025))
用dB表示,就是:
SNR(dB)=EbN0(dB)+10·log10(1/3)+10·log10(3000/3200) +10·log10(2)+10·log10(1/10)+10·log10(1/(1+025))
以上的公式中,1/3是卷积码引入的,3000/3200是因为添加了训练序列这个额外的开销而引入的,2是QPSK引入的,1/10是基带成型滤波前上采样引入的,1/(1+025)是基带脉冲成型滤波的升余弦函数因子引入的。
一般很容易忘记考虑训练序列或者保护间隔,一般影响不大,本例中10·log(3000/3200)接近0,但其他各项影响都很大,如果仿真结果性能超好,应该看看是否忘记哪项了。如果系统还进行了扩频,比如添加训练序列后进行了16倍扩频,那么还要考虑扩频增益带来的影响,此时,在转化为SNR时,EbN0应该还要加上10·log(1/16)。
https://blogcsdnnet/chenxingp123/article/details/24238509 ↩︎
https://blogcsdnnet/chenshiming1995/article/details/105465014 ↩︎
SNR、EbN0、EsN0的关系以及matlab仿真时添加AWGN噪声 ↩︎
张少侃 EbN0与SNR转化新解 ↩︎
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给信号添加指定信噪比的带限白噪声
信号处理基础练习内容 1、生成确定信号:中心频率为800Hz的正弦信号和带宽为1KHz的线性调频信号,采样频率为40KHz。 2、生成随机信号:生成带限白噪声,频率范围为500-20KHz范围。 3、调整噪声,生成谱级信噪比分别为10dB,0dB,-10dB的信号与噪声叠加。 基础知识 信噪比(Signal Noise Rate(SNR))是通信系统或电路中某点上信号平均功率与噪声平均功率之比,该比值一般用分贝表示,信噪比越高表示噪声所占比重越小,信号质量越好。 信噪比的计算方法如下: 其中Ps和Pn分
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关于信噪比与向已知信号添加噪声zz
说起“向已知信号添加噪声”,有一个帖子不得不提,那是由happy教授介绍的两个常用函数,我这里引用一下: %=============================happy=================================% MATLAB中产生高斯白噪声非
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MATLAB给灰度图像添加指定信噪比(SNR)的噪声
首先特别指出,本博客思路参考:如何在信号中添加指定信噪比的高斯白噪声,为何深度学习去噪研究采用高斯白噪声?,特此感谢! 根据信噪比的定义,SNR是信号功率与噪声功率比值的对数,即: 信号功率,利用方差可以事先计算出来,结合给定的SNR,可以求出噪声的功率。然后生成标准高斯噪声序列,再转换为我们所需要的噪声,具体代码如下所示: %给灰度图像添加指定信噪比的噪声 %先计算信号的功率,再获得噪声的
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MATLAB中如何对原始信号添加不同信噪比的高斯白噪声
## 标题MATLAB中如何对原始信号添加不同信噪比的高斯白噪声 1高斯白噪声 白噪声:功率谱密度服从均匀分布; 高斯:噪声的幅度分布服从高斯分布; 定义一:如果一个噪声,它的瞬时值服从高斯分布,而它的功率谱密度又是均匀分布的,则称它为高斯白噪声。 定义二:在一般的通信系统的工作频率范围内,热噪声的频谱是均匀分布的,类似白光的频谱在可见光的频谱范围内均匀分布,所以热噪声又常称为白噪声。由于热噪声是由大量自由电子的运动产生的,其统计特性服从高斯分布,故常将热噪声称为高斯白噪声。 2信噪比 SNR:
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使用awgn加入噪声
X = sqrt(2)sqrt(3)sin(0:pi/1000000:6pi); %产生正弦信号 Y = awgn(X,10,‘measured’); %加入信噪比为10db的噪声,加入前预估信号的功率(强度) sigPower = sum(abs(X)^2)/length(X) %求出信号功率
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估计信噪比 matlab,matlab信噪比估计程序
以下程序运行平台:Matlab R2015a(850197613) 一、 周期图法谱估计程序 1、 源程序 Fs=100000; %采样频率 100kHz N=1024; %数据长度 N=1024 n=0:N-Matlab 信号处理工具箱 谱估计专题 频谱分析 Spectral estimation(谱估计)的目标是基于一个有限的数据集合描述一个信号的功率(在 频率上的)分布。功
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matlab中对一个信号加指定信噪比的噪声
dt = 0001; % T = 1; %仿真时间 t = 0:dt:T; %时间向量 x = sin(102pit); subplot(2,1,1); plot(t, x) y = awgn(x,-5,'measured'); subplot(2,1,2); plot(t, y) awgn()函数可以对指定信号加一定信噪比的噪声
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ADC/DAC信噪比计算(单音/宽带信号)
转换器理论信噪比 理想转换器对信号进行数字化时,最大误差为±1/2LSB,量化噪声近似于高斯分布,几乎均匀地分布于从DC至fs/2的奈奎斯特带宽。其量化误差可以通过一个峰峰值幅度为q(一个LSB的权重)的非相关锯齿波形来近似计算。现理论信噪比可以通过满量程输入正弦波计算,可以估计得到均方根量化噪声如下: 因此,输入信号的均方根值为: 因此,只考虑ADC量化噪声,理想N位转换器的均方根信噪比为: 这就是信噪比SNR = 602N + 176dB的来源,考虑DC~FS/2带宽范围,并且有效位数增加1信
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信噪比
1http://well3216blogsohucom/96624202html 看到很多朋友都在谈论信噪比这个概念,正好前段时间学到了这个,特此拿出来班门弄斧一下。信噪比--SNR(有时写成S/N)是signal-to-noise ratio的缩写,是指有用信号(规定输入电压下的输出信号电压)和噪声信号(输入电压切断时,输出所残留之杂音电压)之间的比值。
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关于模拟信号的信噪比分析总结(待完善)
背景是做一个阻抗脉搏波的项目,大致原理为用高精度的ADC采集人体的阻抗信号,分析阻抗信号的变化和信号特征,从而得到人体的一些参数。例如: 在此信号情形下,想要获取和分析信号的细节,就要对信噪比提出了一个比较高的要求。否则白噪声或者系统噪声就会将一些信号细节淹没,从而影响结果参数的准确性,重复性,一致性等。 因此本文主要是针对信号做信噪比的处理分析。目的是将
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matlab 产生已知功率的复高斯白噪声及信噪比计算
假定已知噪声功率PnP_nPn,那么产生一个长度为NNN的复高斯白噪声代码为: n=sqrt(05∗Pn)∗(randn(1,N)+1jrandn(1,N)) n=sqrt(05P_n) (randn(1,N)+1jrandn(1,N)) n=sqrt(05∗Pn)∗(randn(1,N)+1jrandn(1,N)) 可以通过计算信号总能量除以信号长度验证该噪声的功率是否为PnP_nPn,即 Pn=n∗n′/NP_n=nn'/NPn=n∗n′/N
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已知信噪比怎么求噪声matlab
3dB。
根据噪声产生的机理,大致可以分为五大类:热噪声(Thermal Noise),散粒噪声(Shot Noise),闪烁噪声(Flicker Noise),等离子体噪声(Plasma Noise),量子噪声(Quantum Noise)。
热噪声是最基本的一种噪声,就像冬日里北方的霾一样,可以说是无处不在的。热噪声又称为Johanson或Nyquist噪声,是由电子的热运动产生的。在绝对零度(0 K)以上,就会存在自由电子的热运动。因此,几乎所有的器件/设备,都会产生热噪声。
热噪声的功率谱密度不随频率变化,称为白噪声,又因服从Gauss概率密度分布,所以又称为高斯白噪声。
散粒噪声是由电子管或半导体固态设备中载流子的随机波动产生的,比如PN结二极管,当级间存在电压差时,就会发生电子和空穴的移动,此过程中就会产生散粒噪声。其功率谱密度也不随频率变化,也是一种白噪声。散粒噪声是半导体器件所特有的,无源器件(比如衰减器)是不产生散粒噪声的。
闪烁噪声产生于真空管(阴极氧化涂层)或半导体(半导体晶体表面缺陷)固态设备。噪声功率主要集中在低频段,其功率谱密度与频率成反比,所以又称为1/f 噪声。高于一定频率时,其噪声功率谱非常微弱,但是平坦的。因此,有时也称为pink noise
等离子体噪声是因电离化气体中电荷的随机运动产生,如电离层中或电火花接触时,就会产生等离子体噪声。而量子噪声是因载流子或光子的量子化特性所产生。对于电子器件而言,相对其它三种噪声,这两种噪声是可以忽略的。
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