[發明專利]數字噪聲產生方法

有效

• 申請號: 201110121414.6
• 申請日: 2011-05-11
• 公開（公告）號: CN102201788A
• 公開（公告）日: 2011-09-28
• 發明（設計）人: 張彧;趙級漢;吳義辰;姜龍;張國敬
• 申請（專利權）人: 清華大學
• 主分類號: H03B29/00
• 分類號: H03B29/00
• 代理公司: 北京路浩知識產權代理有限公司 11002
• 代理人: 王瑩

技術領域

本發明涉及數字通信技術領域，尤其涉及一種適用于噪聲環境下對系統進行測試的數字噪聲產生方法。

背景技術

目前，在數字通信系統設計過程中，為了檢測通信質量的好壞，需要在噪聲環境下對系統進行測試。在測試時，通常采用在射頻上對發送數據用模擬的方法添加噪聲，用數字的方法添加噪聲一直以來都是一個難點。

數字噪聲可用于通信中的安全可靠性分析，或靈巧噪聲干擾源的生成，在現代很多電子設備中，噪聲干擾測試已經成為檢驗設備是否具有良好抗噪性能的一個重要的環節之一，因此對于噪聲源的要求也越來越高，常用的方法是用信號源來產生噪聲，但是一般信號源的價格很高，僅僅為了測試而購買對于普通用戶而言就很不劃算，因而自行設計數字噪聲源來代替信號源，具有較好的應用價值。在設計數字噪聲源時，目前應用較多的產生數字噪聲的方法，是采集電子元器件的熱噪聲和偽隨機數仿真。前一種方法的功率譜不平坦且很難控制，因而逐漸被后一種方法替代；后一種方法主要包括線性同余、線性反饋移位寄存器等，但其產生的噪聲幅度較小，不能夠滿足高信噪比下多種調制方式的誤碼率要求。

發明內容

(一)要解決的技術問題

本發明要解決的技術問題是：提供一種數字噪聲產生方法，它可以產生幅度較大的噪聲，能夠滿足高信噪比下多種調制方式的誤碼率要求，并且具有高隨機性，高速率，高精確性。

(二)技術方案

為解決上述問題，本發明提供了一種數字噪聲產生方法，包括步驟：

S1，產生并在ROM中存儲一組高斯分布的標準噪聲；

S2，生成多組用于讀取標準噪聲的隨機地址，利用所述多組隨機地址從ROM中讀取多路所述標準噪聲存儲于第一寄存器中；

S3，將所讀取的多路標準噪聲疊加；

S4，根據輸入信號的平均功率和疊加后的噪聲功率以及輸入信噪比計算倍乘系數；

S5，用疊加后的噪聲乘以倍乘系數，產生所需的數字噪聲。

其中，所述步驟S1包括：

將高斯分布概率密度函數曲線與坐標軸圍成的圖形沿平行于坐標縱軸方向分為若干個面積相等的條形；

將每一個條形所在的橫坐標中值取整作為代表該條形的整數值；

存儲各條形所代表的整數值。

其中，所述的步驟S2中，生成多組用于讀取標準噪聲的隨機地址包括：通過第二寄存器產生多組偽隨機二進制序列，并將產生的偽隨機二進制序列各位隨機排列后作為讀取標準噪聲的隨機地址的步驟。

其中，所述的步驟S3中，將多路所述標準噪聲疊加包括：依據獨立高斯過程疊加以后仍然是高斯過程的原理，將所讀取的多路標準噪聲疊加為一路噪聲的步驟。

其中，所述的步驟S4包括：已知疊加后的噪聲的平均功率為p_n，根據輸入數據對信號進行平均能量檢測，得到信號能量記為p_av，再根據輸入的信噪比SNR和p_av運用公式

SNR=10×logpavpsn]]>

計算出實際需要的噪聲功率p_sn，用計算得到倍乘系數。

其中，所述方法還包括，每隔預定數據，對輸入的信號重新進行功率檢測，重新計算并更新倍乘系數。采用功率檢測動態調整倍乘系數的方法，可以更準確的模擬出所需的噪聲。

其中，所述的第二寄存器為多組生成多項式不同的多路并行非等長線性反饋移位寄存器。

(三)有益效果

本發明首先產生并存儲一組高斯分布的標準噪聲，然后生成多組隨機地址，讀取多組標準噪聲并根據高斯過程的疊加性原理使之疊加，再根據輸入信號的平均功率和疊加后的噪聲功率以及輸入信噪比計算倍乘系數，最后用疊加后的噪聲乘以倍乘系數，產生所需數字噪聲；本發明可以產生幅度較大的噪聲，能夠滿足高信噪比下多種調制方式的誤碼率要求，并且具有高隨機性，高速率，高精確性。

附圖說明

圖1為本發明實施例中數字噪聲產生方法的流程圖；

圖2為本發明實施例所述方法中產生標準噪聲的原理圖；

圖3是本發明實施例所述方法中數字加噪的性能分析圖。

具體實施方式