一种零中频高斯白噪声添加方法及装置

摘要

本发明公开了一种零中频高斯白噪声添加方法及装置，方法主要包括以下步骤：（1）输入零中频信号并计算信号的平均能量；（2）使用矩阵转化的设计方法生成加性高斯白噪声；（3）使用搜索逼近算法得到幅度因子进而产生特定信噪比的加噪零中频信号；（4）将加噪零中频信号输入到数字自动增益模块，根据设定的门限值控制信号的输出增益。本发明与现有技术相比有以下优点：大大减小了硬件逻辑单元的消耗；提高了高斯白噪声的输出效率；同时实现了增益可控的加噪零中频信号；该方法可以实现模块化设计。

主权项

一种零中频高斯白噪声添加方法，其特征在于，包括下述步骤：(1)对输入的零中频信号求平均能量power_avg：首先计算输入的零中频信号I+jQ的能量power，然后对一段时间的信号能量求平均得平均信号能量power_avg；(2)由高斯白噪声发生模块产生单位能量的加性高斯白噪声α和β，进而得到能量为2的复噪声α+jβ；(3)根据给定的信噪比snr与步骤(1)得到的平均信号能量power_avg及步骤(2)得到的能量为2的复噪声α+jβ，搜索对应的信号幅度因子A和噪声幅度因子B；所述信噪比其中b＝(2^cnt_shift)²；a＝y²>1，且a<4；cnt_shift为复噪声信号α+jβ向左移动的比特数，即放大倍数为2^cnt_shift，则能量放大倍数为b＝(2^cnt_shift)²；y为信号幅度放大倍数，则能量放大y²；所述信号幅度因子A＝y、噪声幅度因子B＝2^cnt_shift；采用搜索逼近算法搜索对应的信号幅度因子A和噪声幅度因子B，所述的搜索逼近算法包括以下步骤：(3‑1)搜索幅度因子B：首先令信号幅度因子为1，即a＝y²＝1，然后cnt_shift由0递增，直到满足为止，得到cnt_shift和B＝2^cnt_shift；(3‑2)搜索信号幅度因子A：使α由1开始按固定倍数x²递增的方式搜索α，直到满足$\mathrm{snr}\le \frac{a\times \mathrm{power}\_\mathrm{avg}}{2b},$完成搜索得$A=y=\sqrt{a};$所述固定倍数x为幅度因子y的倍数，其选取方法为：假定固定倍数递增量x的量化比特数为BITS，取量化后的值为X＝2^BITS+1，则取BITS＝11时，x＝1.00048828125，此时能量每次递增0.004dB，即能量误差在0.004dB内；所述选取方法，当BITS足够大时，因此信号能量的递增量可以表示为$\mathrm{power}\_\mathrm{avg}·x^2=\mathrm{power}\_\mathrm{avg}+\frac{\mathrm{power}\_\mathrm{avg}}{2^{(\mathrm{BITS}-1)}};$(4)将零中频输入信号I+jQ乘以步骤(3)得到的信号幅度因子A得到调节后的信号SIG；由步骤(2)得到的复噪声信号α+jβ乘以步骤(3)得到的噪声幅度B得到调节后的噪声NOISE；信号SIG和噪声NOISE经信噪相加模块得到加噪的信号SIG_NOISE；(5)数字自动增益模块DAGC根据给定的门限R对步骤(4)得到的SIG_NOISE进行自动调节。