专利名称：一种用于解调译码器仿真的白噪声产生方法
技术领域：
本发明涉及一种用于解调译码器仿真的白噪声产生方法。
背景技术：
高斯白噪声使用比较广泛，在硬件测试上测试通道性能必不可少；同样在软件仿真上也不可少。传统的解调器仿真上，一般都在程序子层才用VHDL或Verilog设计测试床testbench,最顶层很少设计testbench仿真。这种做法用于星载软件和ASIC设计上就降低了可靠性。在顶层设计的仿真一般有两种方法一种做法是搭建matlab仿真模块，采集一小段加有白噪声的数据，这段数据用于仿真测试的输入。用这种方法仿真解调译码器有几个缺点，第一是仿真时要不停的修改matlab模块，采集数据片段众多，使用时麻烦且不容易做到遍历各种输入条件。第二是利用 matlab采集的每段数据量有限，在testbench调用这样的数据会造成仿真数据周期性的重复。因此这种方法的使用受限。第二种方法是个很直接的方法，就是在已有的硬件系统中采集一段加有白噪声的数据来仿真，用这种方法仿真解调译码器顶层和第一种方法有相似的缺点。仿真时要不停的要利用硬件设备，改变硬件设备设置，采集混有噪声的信号数据，采集数据片段众多，数据量很大，不易倒入软件中仿真，使用时麻烦且不容易做到遍历各种输入条件。
发明内容
本发明的技术解决问题是针对现有技术的不足，提供了一种用于解调译码器仿真的白噪声产生方法，实现了对解调译码器仿真中白噪声的生成，进一步的可利用产生的白噪声进行解调译码器的误码率仿真。本发明的技术解决方案是—种用于解调译码器仿真的白噪声产生方法，包括以下步骤(I)根据仿真目标信噪比和信号功率确定白噪声功率；(2)根据白噪声功率通过下式确定PN码路数，Noise =E [12+22+. ..+(2μ^-1)2]/2μ其中，Noise为白噪声功率…为PN码路数；(3)根据步骤(2)确定的PN码路数确定PN码的码长Lpn ；所述PN码的码长要满足M路长度为Lpn的PN码构成的循环周期T要大于被仿真数据最小周期一个数量级；(4)根据步骤(2)确定的PN码路数和步骤(3)确定的PN码的码长构造白噪声；对于长度为LMse的白噪声，以I路PN码作为有色噪声的符号位，以M路PN码作为有色噪声的低M位；其他剩余的LMse-M-l位均为O ;将形成的K路有色噪声相加再平均得到白噪声，K为2的幂；(5)利用步骤(4)产生的白噪声进行解调译码器误码率的仿真。
本发明与现有技术相比具有如下优点本发明与现有技术中利用matlab采集加有白噪声的数据的方法相比本发明所述方法成功解决了软件仿真问题。本方法产生白噪声的程序简单、在仿真中可以移植特别是使用在ASIC设计中。噪声和信号之间的关系即信噪比可以根据具体任务要求调整。产生白噪声的过程可以在仿真中不间断的使用，在和信号叠加后的数据，在仿真时间内永远也不会重复；避免了采集大量的数据本发明与现有技术中利用硬件采集白噪声的方法相比可以不需要硬件支持，且避免了对大量数据的采集。同时根据白噪声和信号之间的关系，就可以确定白噪声的参数，不但节省了仿真时间，还可以对硬件上采集不到的数据进行仿集。
图I为本发明流程图。·
具体实施例方式下面就结合附图对本发明做进一步介绍。如图I所示为本发明流程图，对采用本发明实施例生成用于解调器仿真的白噪声。设需仿真的载波数据的频偏为Π，载波数据中基带符号速率为f2，那么一个包含频偏的载波周期内码元数目a = f2/fl。根据上式获得的a —般情况为小数，这时对解调器的仿真周期最小如果取a个码元会造成相邻周期数据拼接中，调制的数据相位突变，从而使得仿真与实际情况不相符。设实际调用含有载波频偏的码元为b*a个，设编码部分的数据最小周期为C，那么对于解调器仿真来需调用的数据量最小周期为d = lcm(b*a, c),其中，lcm(zl, z2)表示求zl和z2的最小公倍数。此时所仿真的白噪声的周期要至少要大于d—个数量级，否则会造成所仿真的白噪声添加到被调用的码元中不够白。为达到上述要求，本实施例的仿真步骤如下(I)根据仿真目标信噪比和信号功率，确定白噪声功率设已知的信号幅度为A，信号功率S为S = ~* A2
2则根据解调器仿真的目标信噪比EbAitl和信号功率信噪比S可得到噪声功率Noise。(2)根据白噪声功率通过下式确定PN码路数，本实施例中采用多路有色噪声构造白噪声，设有K (2的幂)路有色噪声，则每一路有色噪声的功率为Pi, i = I.. .K，进一步根据中心极限定理，则由K路有色噪声构造的白噪声功率等于K路有色噪声功率的叠加再平均，即如下所示，E(P) = E(J^P1ZK)
i=l根据上式和有色噪声的功率均相等的特性，则有E(P)等于一路有色噪声的率。
本实施例采用PN码对有色噪声进行构造，设构造出的有色噪声的位数为L，则采用M+1路PN码构造有色噪声的规则为设计M+1路PN码，其中一路作为符号位，即最高位；其他M路作为噪声的绝对量值，即L位噪声数据的低M位，反应噪声功率；剩下的L-M-I位都为O。则根据噪声功率Noise和有色噪声的功率有Noise =E [12+22+. . . + (2Μ^-1)2]/2M从而可根据上式获得PN码的路数即M的值。(3)根据确定的PN码路数确定PN码的码长Lpn为保证添加的白噪声足够白，则与解调器仿真来需调用的数据量最小周期为d相t匕，白噪声的周期要至少要大于d—个数量级。白噪声的周期可根据PN码的特性通过下式进行表示，
权利要求
1. 一种用于解调译码器仿真的白噪声产生方法，其特征在包括以下步骤 (1)根据仿真目标信噪比和信号功率确定白噪声功率； (2)根据白噪声功率通过下式确定PN码路数，Noise =E [12+22+. ..+(2μ^-1)2]/2μ 其中，Noise为白噪声功率；M SPN码路数； (3)根据步骤(2)确定的PN码路数确定PN码的码长Lpn； 所述PN码的码长要满足M路长度为Lpn的PN码构成的循环周期T要大于被仿真数据最小周期一个数量级； (4)根据步骤(2)确定的PN码路数和步骤(3)确定的PN码的码长构造白噪声； 对于长度为LMse的白噪声，以I路PN码作为有色噪声的符号位，以M路PN码作为有色噪声的低M位；其他剩余的LMse-M-l位均为O ; 将形成的K路有色噪声相加再平均得到白噪声，K为2的幂； (5)利用步骤(4)产生的白噪声进行解调译码器误码率的仿真。
全文摘要
本发明公开了一种用于解调译码器仿真的白噪声产生方法，包括以下步骤(1)根据仿真目标信噪比和信号功率确定白噪声功率；(2)根据白噪声功率通过确定PN码路数；(3)根据步骤(2)确定的PN码路数确定PN码的码长LPN；(4)根据步骤(2)确定的PN码路数和步骤(3)确定的PN码的码长构造白噪声；(5)利用步骤(4)产生的白噪声进行解调译码器信噪比的仿真。采用本发明实现了对解调译码器仿真中白噪声的生成，进一步的可利用产生的白噪声进行解调译码器的误码率仿真。
文档编号G06F17/50GK102891653SQ20121031513
公开日2013年1月23日 申请日期2012年8月30日 优先权日2012年8月30日
发明者常鸿, 田龙, 张建华, 杨光文, 马红军, 张伟 申请人:西安空间无线电技术研究所