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Receiver Thermal Noise

複素信号への受信機の熱ノイズの適用

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ライブラリ:
Communications Toolbox / RF Impairments

説明

Receiver Thermal Noise ブロックは受信機の熱ノイズを複素信号に適用します。ブロックは、複素信号の熱ノイズの影響をシミュレートします。[Specification method] パラメーターは、ノイズ温度、ノイズ指数、ノイズ ファクターに基づいた熱ノイズの指定を有効にします。

例

QAM 変調信号に対する受信機の熱ノイズの適用

このモデルは、受信機の熱ノイズを 16-ary 直交振幅変調 (16-QAM) 信号に適用します。また、ノイズ指数指定メソッドを使用して受信機の熱ノイズを適用した場合の影響を表示するためのコンスタレーション ダイアグラムを含みます。

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RF 衛星リンク

このモデルでは、Communications Toolbox™ のブロックを使用して衛星リンクを示し、次の損失をシミュレートします。

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DQPSK 信号への RF 損失の追加

このモデルでは、差動直交位相シフト キーイング (DQPSK) によって変調された信号に RF 損失を適用します。RF 損失を実証および可視化するには、このモデルで適用されたレベルは過大であり、最新の無線の典型的なレベルを代表するものではありません。

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端子

入力

In1 — 複素信号

スカラー | 列ベクトル

複素信号。スカラーまたは列ベクトルとして指定します。

データ型: double | single
複素数のサポート: あり

出力

Out1 — 出力信号

スカラー | 列ベクトル

出力信号。スカラーまたは列ベクトルとして返されます。この出力は入力信号と同じ次元およびデータ型になります。

パラメーター

Specification method — 熱ノイズの指定方法

Noise temperature (既定値) | Noise figure | Noise factor

熱ノイズの指定方法。次のいずれかのオプションとして指定します。

• [Noise temperature] はケルビン単位でノイズを指定します。

• [Noise figure] は、入力ノイズ温度 290 K に対する追加された受信機のノイズ (dB) を指定します。ノイズ指数はノイズ ファクターのデシベルに相当するものです。

• [Noise factor] は、入力ノイズ温度 290 K に対する追加された受信機のノイズを指定します。ノイズ ファクターはノイズ指数の線形等価です。

Noise temperature (K) — Noise temperature

290 (既定値) | スカラー

ケルビン単位のノイズ温度。スカラーとして指定します。

調整可能: Yes

依存関係

このパラメーターを有効にするには、[Specification method] パラメーターを [Noise temperature] に設定します。

Noise figure (dB) — 受信機のノイズ指数

3.0103 (既定値) | スカラー

ノイズ温度 290 K に対する受信機のノイズ指数 (dB)。スカラーとして指定します。

メモ

このパラメーターは受信機の回路のみのノイズの影響を指定します。アンテナ ノイズの影響を追加するには、[Add 290K antenna noise] パラメーターを選択します。

調整可能: Yes

依存関係

このパラメーターを有効にするには、[Specification method] パラメーターを [Noise figure] に設定します。

Noise factor — 受信機のノイズ ファクター

2 (既定値) | スカラー

ノイズ温度 290 K に対する受信機のノイズ ファクター。スカラーとして指定します。

メモ

このパラメーターは受信機の回路のみのノイズの影響を指定します。アンテナ ノイズの影響を追加するには、[Add 290K antenna noise] パラメーターを選択します。

調整可能: Yes

依存関係

このパラメーターを有効にするには、[Specification method] パラメーターを [Noise factor] に設定します。

Add 290K antenna noise — 290 K のアンテナ ノイズを付加するオプション

off (既定値) | on

このパラメーターを選択して、290 K のアンテナ ノイズを信号に追加します。

依存関係

このパラメーターを有効にするには、[Specification method] パラメーターを [Noise factor] または [Noise figure] に設定します。

Reference load (ohm) — 参照負荷

1 (既定値) | スカラー

オーム単位の参照負荷の値。スカラーとして指定します。この値は、信号レベルおよびノイズ パワー レベルに基づいて電圧レベルを計算するために使用されます。

調整可能: Yes

Initial seed — 初期シード値

67987 (既定値) | スカラー

乱数発生器の初期シード値。スカラーとして指定します。

ブロックの特性

データ型	double | single
多次元信号	なし
可変サイズの信号	なし

アルゴリズム

無線受信機のパフォーマンスは、しばしばノイズ ファクターまたはノイズ指数で表されます。ノイズ ファクターは入力の S/N 比 S_i/N_i と出力の S/N 比 S_o/N_o の比率として定義され、次のようになります。

$$F=\frac{S_i/N_i}{S_o/N_o}.$$

受信機のゲイン G、受信機のノイズ パワー N_ckt が与えられると、ノイズ ファクターは次のように表現できます。

$$\begin{array}{c}F=\frac{S_i/N_i}{G{S}_i/\left(N_{ckt}+G{N}_i\right)}\\ =\frac{N_{ckt}+G{N}_i}{G{N}_i}.\end{array}$$

IEEE はノイズ ファクターを定義する際に、入力のノイズ温度が T₀ であると仮定しています。ここで、T₀ = 290 K です。このとき、ノイズ ファクターは次のようになります。

$$\begin{array}{c}F=\frac{N_{ckt}+G{N}_i}{G{N}_i}\\ =\frac{GkB{T}_{ckt}+GkB{T}_0}{GkB{T}_0}\\ =\frac{T_{ckt}+T_0}{T_0}.\end{array}$$

T_ckt は受信機の同等の入力ノイズ温度で、次のように表現されます。

$$T_{ckt}=T_0(F-1).$$

アンテナと受信機の全体的なノイズ温度 T_sys は次のようになります。

$$T_{sys}=T_{ant}+T_{ckt},$$

ここで、T_ant はアンテナのノイズ温度です。

ノイズ指数 NF はノイズ ファクターの dB 換算と等価であり、次のように表現できます。

$$NF=10{\log }_{10}(F).$$

ノイズ パワーは次のように表現できます。

$$N=kTB=V^2/R,$$

ここで、V は次のように表現されるノイズ電圧です。

$$V^2=kTBR,$$

また、R は参照負荷です。

拡張機能

C/C++ コード生成
Simulink® Coder™ を使用して C および C++ コードを生成します。

バージョン履歴

R2006a より前に導入

参考

ブロック

• I/Q Imbalance | Free Space Path Loss | Memoryless Nonlinearity | Phase Noise | Phase/Frequency Offset

オブジェクト

• comm.ThermalNoise