AWGN 信道

本节概述

AWGN 信道向通过该信道的信号添加高斯白噪声。您可以使用 comm.AWGNChannel System object™、AWGN Channel 模块或 awgn 函数在模型中创建一个 AWGN 信道。

以下示例使用 AWGN 信道：QPSK Transmitter and Receiver和在 AWGN 信道中估计通用 QAM 调制的符号错误率。

AWGN 信道噪声电平

用于描述 AWGN 信道中噪声相对功率的典型量包括：

每个采样的信噪比 (SNR)。SNR 是 awgn 函数的实际输入参数。
比特能量与噪声功率谱密度之比 (E_b/N₀)。此量由误码率分析和此工具箱中的性能评估函数使用。
符号能量与噪声功率谱密度之比 (E_s/N₀)

使用 convertSNR 函数在这些比值之间进行转换。

E_s/N₀ 与 E_b/N₀ 之间的关系

E_s/N₀ 与 E_b/N₀ 之间的关系为（以 dB 为单位）：

$E_{s} / N_{0} (dB) = E_{b} / N_{0} (dB) + 10 \log_{10} (k)$

其中 k 是每个符号的信息位数。

在通信系统中，调制字母表大小和差错控制码的码率会影响 k。例如，在使用 1/2 码率和 8-PSK 调制的系统中，每个符号的信息位数 (k) 是码率与每个调制符号的编码位数的乘积。具体来说，(1/2)log₂(8) = 3/2。在这样的系统中，三个信息位对应于六个编码位，而这六个编码位又对应于两个 8-PSK 符号。

E_s/N₀ 与 SNR 之间的关系

E_s/N₀ 与 SNR 之间的关系为（以 dB 为单位）：

$E_{s} / N_{0} (dB) = 10 \log_{10} (T_{s y m} / T_{s a m p}) + S N R (dB) for complex input signals$

其中 T_sym 是信号的符号周期，T_samp 是信号的采样周期。T_sym/T_samp 计算结果为 Samples/Symbol。

您可以按如下方式推断复输入信号的 E_s/N₀ 与 SNR 之间的关系：

$\begin{matrix} E_{s} / N_{0} (dB) = 10 \log_{10} ((S \cdot T_{s y m}) / (N / B_{n})) \\ = 10 \log_{10} ((T_{s y m} F_{s}) \cdot (S / N)) \\ = 10 \log_{10} (T_{s y m} / T_{s a m p}) + S N R (dB) \end{matrix}$

其中

S = 输入信号功率，单位为瓦特
N = 噪声功率，单位为瓦特
B_n = 噪声带宽（单位为赫兹）= F_s = 1/T_samp。
F_s = 采样频率，单位为赫兹

对于过采样因子为 4 的复基带信号，E_s/N₀ 比对应的 SNR 大 10log₁₀(4)。

实输入信号和复输入信号的行为

下列各图通过显示实带通白噪声过程及其复低通等效噪声的噪声功率谱密度，来说明实数和复数情况之间的差异。

Noise power spectral densities of a real bandpass white noise process and its complex lowpass equivalent.

AWGN 信道

本节概述

AWGN 信道噪声电平

E_s/N₀ 与 E_b/N₀ 之间的关系

E_s/N₀ 与 SNR 之间的关系

实输入信号和复输入信号的行为

另请参阅

对象

模块

函数

主题

AWGN 信道

本节概述

AWGN 信道噪声电平

Es/N0 与 Eb/N0 之间的关系

Es/N0 与 SNR 之间的关系

实输入信号和复输入信号的行为

另请参阅

对象

模块

函数

主题

E_s/N₀ 与 E_b/N₀ 之间的关系

E_s/N₀ 与 SNR 之间的关系