[发明专利]一种高斯色噪声通用产生装置及方法

摘要

本发明公开了一种高斯色噪声通用产生装置及方法，属于电磁信号发生模拟领域，包括用户交互单元、参数处理单元、信号输入转换单元、信号功率统计单元、信号功率平衡单元、信噪比控制单元、高斯色噪声生成单元、噪声功率统计单元、信号噪声合成单元和信号转换输出单元。本发明采用周期扩展调频谐波叠加方法产生高斯噪声，可产生任意谱形状的高斯噪声；通过用户交互单元输入高斯噪声参数，使得高斯噪声的谱形状实时可变，且可实时调整信噪比，可满足对任意谱形状和任意信噪比下的高斯噪声的测试需求；对信号功率和噪声功率进行实时统计，并进行信噪比控制，实现信号和噪声的高精度叠加，对加噪信号进行实时动态移位和截位，信噪比精度高。

主权项

1.一种高斯色噪声通用产生装置，其特征在于：包括用户交互单元、参数处理单元、信号输入转换单元、信号功率统计单元、信号功率平衡单元、信噪比控制单元、高斯色噪声生成单元、噪声功率统计单元、信号噪声合成单元和信号转换输出单元；用户交互单元包括显示屏和键盘；参数处理单元包括谱参数计算模块和信噪比转换模块；信号输入转换单元包括下混频、模数转换器和下变频；信号功率统计单元包括第一平方运算模块、第一累加运算模块和第一除法运算模块；信号功率平衡单元包括第二除法运算模块、平方根运算模块和第一乘法运算模块；信噪比控制单元包括信噪比参数寄存器和第二乘法运算模块；高斯色噪声生成单元包括谱参数寄存器和高斯噪声产生模块；噪声功率统计单元包括第二平方运算模块、第二累加运算模块和第三除法运算模块；信号噪声合成单元包括加法运算模块、绝对值运算模块、最大值查找模块、有效位计算模块、移位运算模块和截位运算模块；信号转换输出单元包括上变频、数模转换器和上混频；用户交互单元的输出接口与参数处理单元的输入接口相连；参数处理单元的输出接口分别与信噪比控制单元的输入接口和高斯色噪声生成单元的输入接口相连；信号输入转换单元的输出接口分别与信号功率统计单元的输入接口和信号功率平衡单元的输入接口相连；信号功率统计单元的输出接口与信号功率平衡单元的输入接口相连；信号功率平衡单元的输出接口与信噪比控制单元的输入接口相连；信噪比控制单元的输出接口与信号噪声合成单元的输入接口相连；高斯色噪声生成单元的输出接口分别与噪声功率统计单元的输入接口和信号噪声合成单元的输入接口相连；噪声功率统计单元的输出接口与信号功率平衡单元的输入接口相连；信号噪声合成单元的输出接口与信号转换输出单元的输入接口相连；用户交互单元输出的高斯噪声参数通过PCIE总线传输到参数处理单元；参数处理单元根据输入的参数计算噪声的谱参数和幅度信噪比，并分别输出到高斯色噪声生成单元和信噪比控制单元；用户输入的射频或中频模拟信号经过信号输入转换单元转为I/Q支路信号，分别传输到信号功率统计单元和信号功率平衡单元；信号功率统计单元统计并平均信号功率后将值输出到信号功率平衡单元；高斯色噪声生成单元根据配置的谱参数产生高斯噪声，分别输出到噪声功率统计单元和信号噪声合成单元；噪声功率统计单元统计并平均噪声的功率后将值输出到信号功率平衡单元；信号功率平衡单元根据信号功率和噪声功率调整I/Q支路信号使两者功率相等，并将功率平衡后的I/Q支路信号输出到信噪比控制单元；信噪比控制单元根据幅度信噪比参数调整由信号功率平衡单元传入的I/Q支路信号，使信号功率与噪声功率满足功率信噪比要求，并将功率平衡后的I/Q支路信号输出到信噪比控制单元；信号噪声合成单元将信噪比控制单元输出的I/Q支路信号和高斯色噪声生成单元产生的I/Q支路高斯噪声分别进行叠加、移位和截位，最后将I/Q支路信号输出到信号转换输出单元；信号转换输出单元将信号噪声合成单元输出的I/Q支路信号经过上变频转换为中频数字信号，中频数字信号通过数模转换器转换为中频模拟信号输出，或者中频模拟信号通过上混频转为射频模拟信号输出。