1.db
(1)db 是乙個純計數單位:db = 10logx;
x = 1000000000000000 = 10logx = 150 db
x = 0.000000000000001 = 10logx = -150 db
db的引入是為了把乘除關係變換為加減,便於工程中的運算。
(2)db是乙個表徵相對值的值,當考慮甲的功率相比於乙功率大或小多少個db時,按下面計算公式:
10lg(甲功率/乙功率)
甲功率=乙功率: 10lg(1)=0db;
甲功率=2*乙功率:10lg(2)=3db;
2.dbw:以1w為基準
3.dbm:以1mw為基準
由此可見,0dbw是乙個比0dbm大得多的多的單位,功率上相差1000倍。
dbm 減 dbm 實際上是兩個功率相除。比如:
(訊號)30dbm - (雜訊)0dbm = (訊號功率)1000mw/1mw(雜訊功率) = 1000 = 30db。(式1)
4.snr(訊雜比=訊號功率/雜訊功率)(訊雜比snr(db)=訊號功率(dbw)-雜訊功率(dbw))
本來2個數相除((snr)1000w/1w)轉化為2個數相減30dbw-0dbw=30db(snr)
若訊號功率為0dbw,因此,雜訊的實際功率-snrdbw。(式1)
例題一:
在正弦訊號上疊加功率為-20dbw的高斯白雜訊。
clear all
t = 0:0.001:10;
x = sin(2*pi*t);
snr = 20; %設定加性高斯白雜訊功率
y = awgn(x,snr); %正弦訊號上疊加高斯白雜訊
subplot(2,1,1);plot(t,x);title('正弦訊號x');
subplot(2,1,2);plot(t,y);title('疊加高斯白雜訊的正弦訊號');
z = y-x;
var(z) %計算雜訊功率(方差)
ans = 0.01
函式awgn(x,snr)把加性高斯白雜訊疊加到輸入訊號x中,snr以db的形式指定雜訊的功率。
這種情況下,訊號的功率假設為0dbw(其實訊號功率並不是0dbw,原來此處是假設!),雜訊的功率實際上等於-snrdbw。於是,snr的值為20。
結果顯示雜訊功率為0.01,該值是由snr決定的。
例題二:
clear all
t = 0:0.001:10;
x = sin(2*pi*t);
snr = 20; %設定加性高斯白雜訊功率
y = awgn(x,snr,10); %正弦訊號上疊加高斯白雜訊
subplot(2,1,1);plot(t,x);title('正弦訊號x');
subplot(2,1,2);plot(t,y);title('疊加高斯白雜訊的正弦訊號');
z = y-x;
var(z) %計算雜訊功率(方差)
函式awgn(x,snr,sigpower):假設輸入訊號的功率為sigpower(單位:dbw)(原來都是假設!)
10dbw-雜訊功率=20db,雜訊功率=-10dbw
結果恰好:ans = 0.100。
例題三:終於計算訊號功率了:awgn(x,snr,'measured')
clear all
t = 0:0.001:10;
x = sin(2*pi*t);
snr = 20; %設定加性高斯白雜訊功率
y = awgn(x,snr,'measured'); %正弦訊號上疊加高斯白雜訊
subplot(2,1,1);plot(t,x);title('正弦訊號x');
subplot(2,1,2);plot(t,y);title('疊加高斯白雜訊的正弦訊號');
z = y-x;
var(z) %計算雜訊功率(方差)
ans = 0.005
實際訊號功率為0.5(sum(abs(x).^2)/length(x)),snr=20db,雜訊功率0.005,結果也驗證了這一點。
例題四:用randn函式產生加性高斯白雜訊
randn(n):返還乙個n行n列的隨機矩陣,每一行每一列都服從均值為0,方差為1的正態分佈;
randn(m,n):返還乙個m行n列的隨機矩陣,每一行每一列都服從均值為0,方差為1的正態分佈;
clear all
t = 0:0.001:10;
x = sin(2*pi*t);
px = norm(x).^2/length(x); %計算訊號x的功率
snr = 20; %訊雜比,db形式
pn = px./(10.^(snr./10)); %根據snr計算雜訊功率
n = sqrt(pn)*randn(1,length(x)); %根據雜訊功率產生相應的高斯白雜訊序列
y = x+n;
subplot(2,1,1);plot(t,x);title('正弦訊號x')
subplot(2,1,2);plot(t,y);title('疊加了高斯白雜訊後的正弦訊號')
var(n)
ans = 0.005
x為一向量,norm(x)=norm(x,2)返回向量的2範數:即sum(abs(x).^2)^1/2;
根據雜訊功率產生相應的高斯白雜訊序列,要對雜訊功率進行開方運算。(d(cx)=c^2d(x))
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