對乙個訊號新增帶限高斯白雜訊 Matlab實現

clear;

clc;
close all;
%% 產生乙個時域訊號
signalinput = cos(2 * pi * 1000 * (1:1:2048).' / 5000);
%% 設計乙個帶通濾波器
rp = 0.1; % passband ripple
rs = 50; % stopband ripple
fs = 2000; % sampling frequency
f = [300 350 450 500]; % cutoff frequencies
a = [0 1 0]; % desired amplitudes
dev = [10^(-rs/20) (10^(rp/20)-1)/(10^(rp/20)+1) 10^(-rs/20)]; 
[n,fo,ao,w] = firpmord(f,a,dev,fs);
passfreqcoeff = firpm(n,fo,ao,w); % 計算得到fir帶通濾波器的係數
%% 給訊號新增帶限高斯白雜訊
snr = 3;
[signaladdnoise,noisenor2] = signaladdpassbandnoise(signalinput,snr,passfreqcoeff);
%% 訊雜比驗證
esignal = signalinput' * signalinput; % 訊號能量
enoise2 = noisenor2 * noisenor2'; % 雜訊能量
aa = 10 * log10(esignal/enoise2); % 訊雜比驗證
%% 新增雜訊後的訊號
figure
plot(real(signaladdnoise));
grid on

function [signaladdnoise,noisenor2] = signaladdpassbandnoise(signalinput,snr,passfreqcoeff)

% %% 輸入引數判斷
% 輸入的序列必須是n×1或者1×n;
[m,n] = size(signalinput);
if (m~=1) && (n~=1)
error('輸入訊號signalinput必須為向量形式！')
elseif m == 1
sendsignalnum = n;
tempsignalinput = signalinput;
else
sendsignalnum = m;
tempsignalinput = signalinput.';
end%% 給訊號新增雜訊
noise = randn(1, 2 * sendsignalnum); % 產生雜訊點數是訊號雜訊的兩倍
noisefilterd = filter(passfreqcoeff, 1, noise);
noiseextra = noisefilterd(sendsignalnum - sendsignalnum/2:sendsignalnum + sendsignalnum/2 - 1);
enoise = noiseextra * noiseextra'; % 計算雜訊的能量
esignal = tempsignalinput * tempsignalinput'; % 計算訊號的能量
noisenorl = noiseextra / sqrt(enoise); % 雜訊歸一化
snr_ratio = 10^( - snr/20);
noisenor2 = noisenorl * snr_ratio * sqrt(esignal); % 得到帶限的高斯白雜訊
signaladdnoise = tempsignalinput + noisenor2;
end

一維訊號新增高斯白雜訊程式（python）

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