神经网络消除高斯白噪声_什么是加性高斯白噪声 (AWGN）？它有什么重要意义？...

噪声是所有通信信道的一个固有部分。香农 (Shannon-Hartley) 定理告诉我们，在存在噪声的情况下，通过指定带宽的通信信道传输信息的最大速率是多少。C= B * Log2 (1+S/N）其中：C是信道容量，单位为比特/秒 (bit/s)B是信号带宽，单位为HzS是在该带宽上接收的平均功率，单位为瓦N是该带宽上的噪声的平均功率，单位为瓦要想以可重复的方式仿真真实的信道条件，您必须将随机噪声

评者N大

2153人浏览 · 2021-01-12 14:14:28

评者N大 · 2021-01-12 14:14:28 发布

噪声是所有通信信道的一个固有部分。香农 (Shannon-Hartley) 定理告诉我们，在存在噪声的情况下，通过指定带宽的通信信道传输信息的最大速率是多少。

C= B * Log2 (1+S/N）

其中：

C是信道容量，单位为比特/秒 (bit/s)B是信号带宽，单位为HzS是在该带宽上接收的平均功率，单位为瓦N是该带宽上的噪声的平均功率，单位为瓦

要想以可重复的方式仿真真实的信道条件，您必须将随机噪声添加到所需的信号中。

什么是加性高斯白噪声 (AWGN）？

加性高斯白噪声（AWGN）是一个数学模型，用于仿真发射机和接收机之间的信道。这个模型是线性增加的宽带噪声，具有恒定的频谱密度和高斯分布的幅度。AWGN 不适用于衰落、互调和干扰测试。

以 LTE eNB接收机测试 ( 3GPP TS 36.141）为例，第 7.3 节描述了将加性高斯白噪声（AWGN ）应用于所需的LTE信号进行eNB动态范围测试，第 8 条描述了所有的非多径接收机性能测试用例。动态范围测试的目的是测量接收机在接收信道存在干扰 (AWGN) 的情况下接收所需信号的能力。

图 1 所示为一个常见的接收机性能测试设置。它需要一台信号发生器生成有用信号，另一台生成加性高斯白噪声（AWGN）。使用合路器来合并信号并与被测器件连接。确保两个信号发生器之间有足够好的隔离，使它们不至于影响其他单元的 ALC（自动调平控制）操作。

图 1．接收机动态范围测试的测量系统设置

用于接收机测试的信号发生器需要有生成加性高斯白噪声（AWGN）的能力。下图描述了载波信号、AWGN带宽和功率之间的关系。载波带宽是载波的占用带宽，噪声带宽是平坦噪声带宽。实际的平坦噪声带宽以昂当稍高于载波带宽 (通常高 1.6 倍）。当您将载波和 AWGN 信号组合起来用于接收机测试时，由于增加了噪声功率，载波现在看起来更大。

图 2．将加性高斯白噪声（AWGN）添加到有用信号上，进行接收机测试

表 1 所列为根据 3GPP TS 36.141第 7.3 节接收机测试的要求进行的信号电平设置，用于 5 MHz 和 10 MHz 的信道带宽。信号电平取决于信道带宽和基站类型。吞吐量应低于参考测量信道可能的最大吞吐量的 95％。

表1 LTE接收机动态范围测试要求

载波带宽内看到的噪声功率如图2中黄色部分所示，务必要对其进行测量。通过了解噪声功率值，您可以计算载噪比 (C/N)。此外，大多数标准使用接收机上的每比特能量与噪声功率密度的比值 (Eb/No) 而不是 C/N 来表征其接收机。但是，这需要您知道载波比特率是多少。使用下面的公式，可以将C/N转化为Eb/No。

采用针对不同的信道带宽和基站类型指定的C/N来创建有用的干扰信号非常繁琐。有一些方法可以简化测量设置。

简化您的测量设置 - 使用实时 I/Q基带加性高斯白噪声（AWGN）

进行使接收机测量设置所需的额外测量和计算则更加繁琐。幸运的是，随着数字信号处理(DSP) 技术的发展，信号发生器以数字方式向基带波形添加实时噪声 (AWGN)。这为载波和噪声信号提供了非常精确的幅度电平。您无需担心外部附件的校正。此外，您可以轻松选择C/N或 Eb/No作为控制载波带宽中载波功率与噪声功率之比的变量。

矢量信号发生器使您能够实时将加性高斯白噪声(AWGN)添加到载波中。您可以使用信号发生器的内部 DSP 轻松地将 AWGN 实时应用于所需信号。使用单个矢量信号发生器即可实现这一点。图3所示为实时 AWGN的设置。您可以选择不同的功率控制模式作为参考，如总计、载波、总噪声和信道噪声。例如，如果您选择“总计”功率控制模式，该模式会生成总功率和 C/N（或Eb/No）自变量，同时生成载波功率和总噪声功率相关的变量。