自定義高斯白噪聲功率和帶寬1、目標(biāo)在通信、雷達(dá)和計量等領(lǐng)域，在仿真、測試和計量過程中，常常需要使用信號源產(chǎn)生高斯白噪聲信號，而且，重要的是，準(zhǔn)確定義的噪聲功率和帶寬。本文目的是產(chǎn)生用戶自定義功率和帶寬的高斯白噪聲，方法是利用矢量信號發(fā)生器，實(shí)現(xiàn)噪聲發(fā)生器的功能。射頻噪聲發(fā)生器的實(shí)現(xiàn)方式通常有兩種：一種是基于二極管元件的噪聲源，通常用來做噪聲系數(shù)測試中所需的噪聲源。本方法產(chǎn)生的噪聲信號帶寬很寬（可達(dá)18GHz或50GHz），可計量超噪比ENR；缺點(diǎn)是噪聲帶寬和功率不可控，且噪聲功率較低，另外其匹配（駐波）較差。另一種是基于矢量信號發(fā)生器，在基帶實(shí)現(xiàn)寬帶噪聲的帶寬和功率設(shè)定，調(diào)制到射頻（可達(dá)40GHz）發(fā)出。本文所使用的方法，是基于R&S矢量信號發(fā)生器實(shí)現(xiàn)本目標(biāo)的。根據(jù)所選矢量信號發(fā)生器，噪聲帶寬可以最高達(dá)到2GHz。2、實(shí)現(xiàn)方法2.1.矢量信號發(fā)生器內(nèi)置噪聲選件AWGN矢量信號發(fā)生器通常具有內(nèi)置附加高斯白噪聲功能，其輸出方式可以選擇信號疊加方式或單純噪聲輸出方式，設(shè)置方法簡單。優(yōu)點(diǎn)是設(shè)置簡單快捷，噪聲功率準(zhǔn)確，與設(shè)置值一致；缺點(diǎn)是產(chǎn)生的噪聲帶寬不準(zhǔn)確，遠(yuǎn)大于帶寬設(shè)置值。2.2.脈沖序列編輯軟件R&SSMW-K300R&SSMW-K300是一個矢量信號模擬軟件，主要功能是模擬各種雷達(dá)信號以及非標(biāo)準(zhǔn)自定義矢量調(diào)制信號，其中一項(xiàng)功能是自定義白噪聲。能定義功率和帶寬的噪聲信號，功率偏差約1~2dB，帶寬是-6dB帶寬定義點(diǎn)。如果用戶僅用到SMW-K300的噪聲模擬功能，成本較高。2.3.免費(fèi)ARB信號編輯軟件R&SARBtoolbox+R&SARBtoolbox+是一款適用于R&S矢量信號源的免費(fèi)自定義ARB文件編輯軟件，功能之一是產(chǎn)生自定義白噪聲、粉紅噪聲和褐色噪聲。能產(chǎn)生自定義功率和帶寬的噪聲信號；功率設(shè)置值準(zhǔn)確，帶寬是-6dB帶寬定義點(diǎn)。使用方便，但是帶寬受限，只有50MHz。2.4.Matlab自定義噪聲信號Matlab是信號分析的常用工具軟件，使用其噪聲（隨機(jī)信號）的函數(shù)以及濾波器函數(shù)，非常簡單地產(chǎn)生自定義噪聲信號。R&S官網(wǎng)上下載matlab程序包（/applications/r-s-matlab-toolkit-for-signal-generators-application-note_56280-15774.html），通過調(diào)用程序包中的m文件函數(shù)，將自定義噪聲信號轉(zhuǎn)換為*.wv文件，或直接上傳儀器，從而產(chǎn)生自定義信號。本方法能夠按照用戶的意愿和需求，產(chǎn)生標(biāo)準(zhǔn)的噪聲信號，靈活方便，而且，從帶寬和功率平坦度角度，本方法產(chǎn)生方式最優(yōu)。只需要用戶有Matlab，無需精通Matlab編程。3、實(shí)現(xiàn)步驟和表現(xiàn)3.1.矢量信號發(fā)生器內(nèi)置噪聲選件AWGN3.2.R&SSMW-K3003.3.R&SARBtoolbox+3.4.Matlab自定義噪聲信號matlab程序包（/applications/r-s-matlab-toolkit-for-signal-generators-application-note_56280-15774.html）中，調(diào)取函數(shù)文件rs_generate_wave.m及其它m文件：編寫噪聲發(fā)生器函數(shù)FunctionNoiseGen.m代碼如下：________________________________________function

[Sta]=NoiseGen(BW,fname,InstrCon,addr)

%BW:BandwidthofnoiseinHz;

%fname:ARBfilename,stringwithoutextention;

%InstrCon:instrumentconnectionornot,1-connected;0-notconnected

%addr:IPaddressofinstrument

%%Generalsetting

BW_CLK_Ratio=0.8;

%Ratioofbandwidth/clock

CLK=BW/BW_CLK_Ratio;

%clock-samplerate

N=2^20;

%numberofpoints

%%Generatewhitenoiseandfiltered

N_sub=wgn(N,1,0,50,1,'complex');

N_White=[N_sub;N_sub;flip(N_sub)];

lpFilt=designfilt('lowpassfir','PassbandFrequency',BW_CLK_Ratio,...

'StopbandFrequency',BW_CLK_Ratio+0.01,'PassbandRipple',0.5,...

'StopbandAttenuation',70,'DesignMethod','equiripple');

IQdata=filter(lpFilt,N_White);

%%IQdatastructforrs_gernerate_wave.m

IQ.I_data=real(IQdata);

IQ.Q_data=imag(IQdata);

IQ.clock=CLK;

IQ.filename

=strcat(fname,'.wv');

%%Savedataandconnectsignalgenerator

if(InstrCon==1)

[status,InstrObj]=rs_connect('visa','ni',addr);

if(status==1)

rs_generate_wave(InstrObj,IQ,1,1);

else

rs_generate_wave(0,IQ,0,1);

end

else

rs_generate_wave(0,IQ,0,1);

end

Sta=1;

return;______