几类信号信噪比的计算_百度上传.pdf
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几类信号信噪比的计算 信号信噪比是衡量信号质量的重要指标,它是信号功率与噪声功率的比值。信噪比的计算方法因信号类型而异,本文将详细介绍几类信号信噪比的计算方法。 1. 确知信号的信噪比计算 确知信号指的是信号的参数能够被准确估计的信号,例如幅度和相位随机的正弦波。信噪比的计算可以通过减去确知信号的方法得到噪声电压或电流,然后计算信号功率和噪声功率的比值。 在MATLAB中,可以使用以下代码计算信噪比: ```matlab clear all; clc; SIMU_OPTION = 3; if SIMU_OPTION == 1 SAM_LEN = 1e6; PERIOD = 1e3; SNR_DB = 30; signal = sin(1:SAM_LEN)*2*pi/PERIOD; signal_wgn = awgn(signal, SNR_DB, 'measured'); wgn = signal_wgn - signal; snr_db_calc = 10*log10(var(signal)/var(wgn)); end ``` 2. 随机信号的信噪比计算 随机信号的信噪比计算可以使用周期图FFT方法,或者使用包络和相位来计算。 2.1 窄带信号加宽带噪声的信噪比计算 可以使用周期图FFT方法,得到信号加噪声的功率谱,然后利用信号和噪声的频率特性,通过积分的方法将信号和噪声的功率计算出来。 在MATLAB中,可以使用以下代码计算信噪比: ```matlab if SIMU_OPTION == 2 SAM_LEN = 1e6; PERIOD = 1e3; SNR_DB = 30; signal = sin(1:SAM_LEN)*2*pi/PERIOD; signal_wgn = awgn(signal, SNR_DB, 'measured'); signal_wgn_fft = fft(signal_wgn); signal_wgn_psd = abs(signal_wgn_fft).^2 / SAM_LEN; signal_wgn_psd_db = 10*log10(signal_wgn_psd); signal_wgn_psd = signal_wgn_psd(1:SAM_LEN/2); snr_db_calc = 10*log10(max(signal_wgn_psd) / (sum(signal_wgn_psd) - max(signal_wgn_psd))); end ``` 2.2 窄带信号加窄带噪声的信噪比计算 这种信号的有用信号和噪声所占频带相同,不能使用周期图FFT方法。必须使用其他方法,例如通过包络和相位来计算。 计算包络时可以一路信号或两路正交的信号。如果模拟电路只提供一路信号,那么需要通过数字混频来得到两路信号。但实际不允许,因为要求ADC的采样率很高导致功耗高,对模拟电路要求也高。 另外,数字使用两路信号求包络--两路I^2+Q^2再开方然后低通,有一好处,利用非线性让强信号变强,弱信号变弱。 RF电路提供给数字I、Q两路信号,可以让数字去除镜像干扰。提供两路信号给数字,模拟电路由于工艺原因会出现不理想情况出现:两路幅度不同,两路相位相差不是90度,每路会有直流偏移。 2.2.1 FM波加窄带高斯噪声的信噪比计算 计算包络的信噪比,包络的信噪比就是信号的信噪比。理论依据是[1]。注意[2]认为包络分布是瑞利分布,[3]中幅度A比较大时瑞利分布接近高斯分布,对应上面的高信噪比。 有三种方法计算包络,三种方法的比较和数学原理参见2014.07.25的笔记。〔1,一路I路全波整流加低通滤波。〔2,包络为两路I^2+Q^2后再开方〕
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