📄 widesignal.m
字号:
%高斯噪声环境下宽带矢量信号仿真
%固定信号源,水听器位于原点
%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%
clear all
clc;
%初始化
x_a=0;
y_a=0; %水听器坐标
len=8192; %采样点数
fs=4096; %采样频率
SNR=5; %信噪比
nfft=4096;
freq_up=550;
freq_down=800;
%信号源方位
target_x=30;
target_y=40;
r_s=sqrt((target_x-x_a)^2+(target_y-y_a)^2);
phi_s=atan2(target_y-y_a,target_x-x_a);
%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%
An=8; %噪声幅度基值
W=randn(len,4);
N=[1,0,0,0;
0,1/3,0,0;
0,0,1/3,0;
0,0,0,1/3];
N=sqrt(N);
noise=W*N;
p_n=noise(:,1);
En_n=std(An*p_n).^2; %噪声能量
df=fs/2;
dEn_n=En_n/df; %能量密度
%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%
%产生随机信号
signal_p=randn(len,1);
%信号通过椭圆带通滤波器
wn=[freq_up freq_down]*2/fs;
[b,a]=ellip(6,0.1,20,wn);
signal=filter(b,a,signal_p);
%带宽信号
En_s=std(signal).^2; %信号能量
dEn_s=En_s/(freq_down-freq_up); %信号能量密度
A_s=sqrt(2*10.^(SNR/10)*dEn_n/dEn_s); %信号幅值
p_s=A_s*signal; %声压
vx_s=p_s*cos(phi_s); %X方向振速
vy_s=p_s*sin(phi_s); %Y方向振速
%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%
%信号+噪声
p=p_s+An*noise(:,1);
En=sum(p.^2)/length(p);
vx=vx_s+An*noise(:,2);
vy=vy_s+An*noise(:,3);
vz=An*noise(:,4);
%功率谱估计
window=hanning(nfft); %加汉宁窗
[pp,f]=psd(p,nfft,fs,window);
[pvx,f]=csd(p,vx,nfft,fs,window);
[pvy,f]=csd(p,vy,nfft,fs,window);
[pvz,f]=csd(p,vz,nfft,fs,window);
%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%
figure(1);
plot(f,10*log10(pp),'k');
% title('声压功率谱');
xlabel('频率(Hz)');
ylabel('能量(dB)');
figure(2);
plot(f,10*log10(pvx),'k');
% title('X方向声强谱');
xlabel('频率(Hz)');
ylabel('能量(dB)');
figure(3);
plot(f,10*log10(pvy),'k');
% title('Y方向声强谱');
xlabel('频率(Hz)');
ylabel('能量(dB)');
figure(4);
plot(f,10*log10(pvz),'k');
% title('Z方向声强谱');
xlabel('频率(Hz)');
ylabel('能量(dB)');
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