CN103812447A - 高斯白噪声发生方法及装置 - Google Patents

Abstract

本发明提出一种高斯白噪声发生方法及装置。其中，该方法包括以下步骤：均匀白噪声生成步骤，通过n级移位寄存器产生随机序列并进行去相关处理，以产生均匀白噪声；以及高斯白噪声生成步骤，查找预存的映射表，将所述均匀白噪声转化为高斯白噪声。本发明实施例的方法，通过并行结构的去相关m序列法生成均匀白噪声，有效去除了m序列相关性，节省了硬件资源。此外，将波峰系数这一指标变为可控因素，用基于波峰系数控制的查找表实现了均匀白噪声到高斯白噪声的转化。并且生成的高斯白噪声服从大拖尾的高斯分布，由此满足了高波峰系数特性的需求。

Description

高斯白噪声发生方法及装置

技术领域

本发明涉及高斯白噪声发生器设计领域，尤其涉及一种高斯白噪声发生方法及装置。

背景技术

白噪声是一种通频带噪声信号，在宇宙中无处不在。在现实通信系统中，通信系统的传输信道并不理想，总是受各种干扰和噪音的影响。其中，高斯白噪声是最有害的干扰之一。为了可以准确的测试和分析现实通信系统的性能，技术人员通常在实验室条件下模拟真实的通信环境，人为的产生高斯白噪声。

目前，高斯白噪声发生器主要有物理噪声发生器和数字高斯白噪声发生器两类。其中，数字高斯白噪声发生器的设计一般分为两步，首先生成均匀白噪声，然后完成均匀白噪声到高斯白噪声的转化。在均匀白噪声的生成阶段，需要选择一种合适的均匀分布的伪随机数生成器，目前可通过线性同余法（Linear Congruential Generator，LCG）、移存器法（Shift-RegisterGenerator，SRG）和延迟斐波那契法（Lagged-Fibonacci Generator，LFG）等产生伪随机数。在均匀白噪声到高斯白噪声的转化阶段，通常可通过公式法将均匀白噪声转换为高斯白噪声。

目前存在的问题是，在均匀白噪声的生成阶段，产生伪随机数的这些方法中通常都有线性反馈结构，因此，所产生的伪随机数存在着有一定的相关性。除此之外，延迟斐波那契法的自相关函数在非零点非常弱，移存器法由于当前状态完全由前一状态决定，相邻时刻的相关性很强，因此，需要采取措施减小相关性。在均匀白噪声到高斯白噪声的转化阶段，在公式法中，由于一个高斯白噪声数据点需要从大量的均匀白噪声数据中计算得到，计算量较大。

发明内容

本发明旨在至少解决上述技术问题之一。

为此，本发明的第一个目的在于提出一种高斯白噪声发生方法。该方法具有以下有益效果：1、通过并行结构的去相关m序列法生成均匀白噪声，有效去除了m序列相关性，节省了硬件资源；2、将波峰系数这一指标变为可控因素，用基于波峰系数控制的查找表实现了均匀白噪声到高斯白噪声的转化。通过测试产生的测试结果表明生成的高斯白噪声的波峰系数均能达到预设值，因此，对波峰系数的控制准确性很高；3、生成的高斯白噪声服从大拖尾的高斯分布，由此满足了高波峰系数特性的需求；4、生成的高斯白噪声具有功率谱曲线的不平坦性小的特点，经测试约为0.3427dB，非常接近0dB。

本发明的第二个目的在于提出一种高斯白噪声发生装置。

为了实现上述目的，本发明第一方面实施例的高斯白噪声发生方法，包括以下步骤：均匀白噪声生成步骤，通过n级移位寄存器产生随机序列并进行去相关处理，以产生均匀白噪声；以及高斯白噪声生成步骤，查找预存的映射表，将所述均匀白噪声转化为高斯白噪声。

本发明实施例的高斯白噪声发生方法，具有以下有益效果：1、通过并行结构的去相关m序列法生成均匀白噪声，有效去除了m序列相关性，节省了硬件资源；2、将波峰系数这一指标变为可控因素，用基于波峰系数控制的查找表实现了均匀白噪声到高斯白噪声的转化。通过测试产生的测试结果表明生成的高斯白噪声的波峰系数均能达到预设值，因此，对波峰系数的控制准确性很高；3、生成的高斯白噪声服从大拖尾的高斯分布，由此满足了高波峰系数特性的需求；4、生成的高斯白噪声具有功率谱曲线的不平坦性小的特点，经测试约为0.3427dB，非常接近0dB。

为了实现上述目的，本发明第二方面实施例的高斯白噪声发生装置，包括：均匀白噪声发生模块，用于通过n级移位寄存器产生随机序列并进行去相关处理，以产生均匀白噪声；以及高斯白噪声转化模块，用于查找预存的映射表，将所述均匀白噪声转化为高斯白噪声。

本发明实施例的高斯白噪声发生装置，具有以下有益效果：1、通过并行结构的去相关m序列法生成均匀白噪声，有效去除了m序列相关性，节省了硬件资源；2、将波峰系数这一指标变为可控因素，用基于波峰系数控制的查找表实现了均匀白噪声到高斯白噪声的转化。通过测试产生的测试结果表明生成的高斯白噪声的波峰系数均能达到预设值，因此，对波峰系数的控制准确性很高；3、生成的高斯白噪声服从大拖尾的高斯分布，由此满足了高波峰系数特性的需求；4、生成的高斯白噪声具有功率谱曲线的不平坦性小的特点，经测试约为0.3427dB，非常接近0dB。

本发明附加的方面和优点将在下面的描述中部分给出，部分将从下面的描述中变得明显，或通过本发明的实践了解到。

附图说明

本发明上述的和/或附加的方面和优点从下面结合附图对实施例的描述中将变得明显和容易理解，其中，

图1是本发明一个实施例的高斯白噪声发生方法的流程图；

图2是本发明一个具体实施例的高斯白噪声发生方法的流程图；

图3是根据本发明一个实施例的高斯白噪声发生装置的结构示意图；

图4是根据本发明一个具体实施例的高斯白噪声发生装置的结构示意图；以及

图5是根据本发明一个具体实施例的并行结构去相关m序列法进行去相关处理的示意图。

具体实施方式

下面详细描述本发明的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，仅用于解释本发明，而不能理解为对本发明的限制。相反，本发明的实施例包括落入所附加权利要求书的精神和内涵范围内的所有变化、修改和等同物。

在本发明的描述中，需要理解的是，术语“第一”、“第二”等仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。此外，在本发明的描述中，除非另有说明，“多个”的含义是两个或两个以上。

流程图中或在此以其他方式描述的任何过程或方法描述可以被理解为，表示包括一个或更多个用于实现特定逻辑功能或过程的步骤的可执行指令的代码的模块、片段或部分，并且本发明的优选实施方式的范围包括另外的实现，其中可以不按所示出或讨论的顺序，包括根据所涉及的功能按基本同时的方式或按相反的顺序，来执行功能，这应被本发明的实施例所属技术领域的技术人员所理解。

下面参考附图描述根据本发明实施例的高斯白噪声发生方法及装置。

目前，衡量噪声发生器产品的指标较多，例如波峰系数、高斯特性、功率平坦度、自相关函数和周期等。其中，波峰系数（Crest factor）和高斯特性是衡量噪声发生器产品指标两个重要因素。然而，当前的数字高斯白噪声发生器均忽略了波峰系数这一至关重要的因素。其中，波峰系数是波形的峰值与有效值的比值，表达式是：

$\mathrm{CF}=\frac{V_{\mathrm{Peak}}}{V_{\mathrm{rms}}}=\frac{\frac{1}{2}{V}_{\mathrm{peak}-\mathrm{to}-\mathrm{peak}}}{\mathrm{\σ}},$

其中，Vpeak为波形的峰值，Vpeak-to-peak为波形的峰峰值，Vrms为波形的均方值，σ为噪声对应分布的标准差。

波峰系数是设计高斯白噪声发生器过程中的一个重要参数，表示一个分布的拖尾宽度，常化成dB形式表示。它可以计算相对于平均概率来说“意外事件”的数量，意外事件有可能引起一个放大器输入的饱和、一个信号的失真或一次比特差错，因此意外事件发生地越少越好。对于低发差错的测试研究，要求有很大的波峰系数，较好的噪声源一般需要达到5:1或15dB的波峰系数。为此，本发明提出了一种高斯白噪声发生方法，通过该方法可以使波峰系数大于等于16dB。

图1是本发明一个实施例的高斯白噪声发生方法的流程图。

如图1所示，该高斯白噪声发生方法包括以下步骤。

S101，均匀白噪声生成步骤，通过n级移位寄存器产生随机序列并进行去相关处理，以产生均匀白噪声。

在本发明的实施例中，去相关处理可采用并行结构对随机序列实施预设位数m位的移位寄存。具体而言，可采用m个并行的异或运算实施去相关处理。

在本发明的实施例中，预设位数m位可为8位，n级移位寄存器可为64位移位寄存器。

具体地，在本发明的实施例中，可通过并行结构的去相关m序列生成均匀白噪声。其中，去相关m序列是对移位寄存器法的改进。

进一步而言，m序列（Maximum Length Sequence，MLS）是一种典型的伪随机序列，由n级移位寄存器产生的m序列的周期为2ⁿ-1。如果把m序列的n级移位寄存器的状态看作无符号整数，那么状态的取值范围是1,…,2ⁿ-1，周期也为2ⁿ-1。移位寄存器的状态值服从均匀分布，为了获得较长的周期，这就要求移位寄存器的级数适当取高一些，并选择线性反馈结构的本原多项式。其中，反馈线的数目和模2加法器的数目取决于本原多项式的项数。此外，在本发明的时实施例中，在通过反复仿真试验比较之后，例如可选用64级多项式x⁶⁴+x⁴+x³+x+1。由此，可在保证周期的同时，又能使得最终映射结果具有良好的高斯性。

在均匀白噪声生成阶段，通过64位移位寄存器产生随机序列并采用并行结构去相关m序列法进行去相关处理。具体地，如图5所示，在Step=2³=8时，每个时钟脉冲到来都会将8个连续的比特数据进行右移，由此可以达到倍频的技术效果。在右移之后，移位寄存器产生一个状态，此时，可将64位移寄存器每个状态的高12位截出并作为产生的均匀白噪声输出。此外，并行结构的去相关m序列方法可在例如VHDL（Very-High-Speed IntegratedCircuit Hardware Description Language，超高速集成电路硬件描述语言）中实现。由此，可降低生成均匀白噪声过程中对硬件的要求。

应当理解的是，上述去相关m序列实际上是对移存器法（Shift-Register Generator，SRG）的改进。由于移存器法消耗的资源小，实现的结构简单，因此，通过移存器法加之本发明实施例中的去相关m序列的方法，可以更简便的生成性能优越、分布更均匀的白噪声。

S102，高斯白噪声生成步骤，查找预存的映射表，将均匀白噪声转化为高斯白噪声。

在本发明的实施例中，预存的映射表使得高斯白噪声的波峰系数CF大于或者等于预设阈值。

在本发明的实施例中，根据高斯白噪声的波峰系数CF计算出预存的映射表中象X的取值范围，并根据像X的取值范围和预设的映射函数F计算出预存的映射表中原象Y的取值范围。其中，预设的映射函数F为正态分布的累积分布函数的反函数。

原象Y为均匀白噪声对应的随机量，象X为高斯白噪声对应的随机量。此映射就是完成从原象Y均匀白噪声到象X高斯白噪声的映射。

在本发明的实施例中，可根据随机序列遍历预存的映射表中的原象Y，并根据获取的原象Y将均匀白噪声转化为高斯白噪声。

具体地，在功率归一化的前提下，可根据波峰系数的CF值（以dB为单位）经CF=20lg(Fcx)转换算得到的象X的范围是[-Fcx,Fcx]，则通过a=F(-Fcx)可以得到原象Y的范围。例如，在波峰系数的值要求大于16dB时，可按下式计算原象Y的范围：

$f\left(x\right)=\frac{1}{\sqrt{2\mathrm{\π}}}\exp (-\frac{x^2}{2})$

$F\left(x\right)={\∫}_{-\∞}^{x}f\left(u\right)\mathrm{du}={\∫}_{-\∞}^x\frac{1}{\sqrt{2\mathrm{\π}}}\exp (-\frac{u^2}{2})\mathrm{du}$

CF≥CF₀=16dB

$a\≤F(-{10}^{\frac{{\mathrm{CF}}_0}{20}})={\∫}_{-\∞}^{-{10}^{\frac{{\mathrm{CF}}_0}{20}}}\frac{1}{\sqrt{2\mathrm{\π}}}\exp (-\frac{u^2}{2})\mathrm{du}=1.399\×{10}^{-10}$

为了预留一定的余量，可取a=10^-10。应当理解，每个波峰系数均可以通过上述计算方法选择出合适的a值。举例来说，波峰系数从10dB到16dB所对应的a值，如表1所示，

预设CF(dB)	10	11	12	13	14	15	16
								a	7.7e-4	1.92e-4	3.3e-5	3.75e-6	2.45e-7	7.7e-9	1e-10

表1为每个波峰系数对应的合适的a值

在根据波峰系数获得对应的a值之后，可得到原象Y的范围是[a,1-a]。如果第一步生成的均匀白噪声是L比特，则原象Y为[a,1-a]上等间隔的2^L个点（含边界点）。具体地，原像Y可以表示为：

{a,a+1Δ,a+2Δ,…,a+(2^L-2)Δ,1-a},其中

在获得原象Y之后，可根据原象Y将均匀白噪声转化为高斯白噪声。

通过本发明的实施例，测试中设置波峰系数从10dB到16dB，通过表1的a值预设到射表中，分别生成噪声序列，测量生成的噪声的波峰系数，如表2所示，测试结果表明都能达到预设值，这证明了波峰系数控制的准确性。

预设值(dB)	10	11	12	13	14	15	16
								测量值(dB)	10.0772	11.0222	12.0131	13.0048	14.0017	15.0079	16.0096

表2为预设与测量的峰值系数值

由此，在映射表按上述方法合理选择后，只要第一步生成的均匀随机数取值均匀，并能遍历映射的原象，则能保证映射后可以取到峰值。例如，利用软件可以便捷地计算出映射值，制作成映射表后以.mif或.hex文件形式保存，待到工程中使用，也可以通过监控软件实时地写入RAM（Random Access Memory，随机存取存储器）中。

本发明实施例的高斯白噪声发生方法，具有以下有益效果：

1、通过并行结构的去相关m序列法生成均匀白噪声，有效去除了m序列相关性，节省了硬件资源；

2、将波峰系数这一指标变为可控因素，用基于波峰系数控制的查找表实现了均匀白噪声到高斯白噪声的转化。通过测试产生的测试结果表明生成的高斯白噪声的波峰系数均能达到预设值，因此，对波峰系数的控制准确性很高；

3、生成的高斯白噪声服从大拖尾的高斯分布，由此满足了高波峰系数特性的需求；

4、生成的高斯白噪声具有功率谱曲线的不平坦性小的特点，经测试约为0.3427dB，非常接近0dB。

图2是本发明一个具体实施例的高斯白噪声发生方法的流程图。

如图2所示，该高斯白噪声发生方法包括以下步骤。

S201，均匀白噪声生成步骤，通过n级移位寄存器产生随机序列并进行去相关处理，以产生均匀白噪声。

在本发明的实施例中，去相关处理可采用并行结构对随机序列实施预设位数m位的移位寄存。具体而言，可采用m个并行的异或运算实施去相关处理。

在本发明的实施例中，预设位数m位可为8位，n级移位寄存器可为64位移位寄存器。

具体地，在本发明的实施例中，可通过并行结构的去相关m序列生成均匀白噪声。其中，去相关m序列是对移位寄存器法的改进。

S202，高斯白噪声生成步骤，查找预存的映射表，将均匀白噪声转化为高斯白噪声。

在本发明的实施例中，预存的映射表使得高斯白噪声的波峰系数CF大于或者等于预设阈值。

在本发明的实施例中，根据高斯白噪声的波峰系数CF计算出预存的映射表中像X的取值范围，并根据像X的取值范围和预设的映射函数F计算出预存的映射表中原像Y的取值范围。其中，预设的映射函数F为正态分布的累积分布函数的反函数。

在本发明的实施例中，可根据随机序列遍历预存的映射表中的原像Y，并根据获取的原像Y将均匀白噪声转化为高斯白噪声。

S203，对高斯白噪声进行转换，以生成高斯白噪声的噪声源。

具体地，生成的高斯白噪声可通过例如D/A模块进行数模转换，转换后的高斯白噪声可用于进行噪声特性的测试或直接当噪声源使用，也可以叠加到待干扰的信号上用于整个系统性能的测定。

本发明实施例的高斯白噪声发生方法，通过将高斯白噪声进行数模转换，可将转换后的高斯白噪声用于进行噪声特性的测试或直接当噪声源使用，也可叠加到待干扰的信号上用于整个系统性能的测定。

为了实现上述实施例，本发明还提出一种高斯白噪声发生装置。

图3是根据本发明一个实施例的高斯白噪声发生装置的结构示意图。如图3所示，高斯白噪声发生装置包括均匀白噪声发生模块100和高斯白噪声转化模块200。

具体地，均匀白噪声发生模块100用于通过n级移位寄存器产生随机序列并进行去相关处理，以产生均匀白噪声。在本发明的实施例中，去相关处理可采用并行结构对随机序列实施预设位数m位的移位寄存。具体而言，可采用m个并行的异或运算实施去相关处理。

在本发明的实施例中，预设位数m位可为8位，n级移位寄存器可为64位移位寄存器。

具体地，在本发明的实施例中，均匀白噪声发生模块100可通过并行结构的去相关m序列生成均匀白噪声。其中，去相关m序列是对移位寄存器法的改进。

进一步而言，m序列（Maximum Length Sequence，MLS）是一种典型的伪随机序列，由n级移位寄存器产生的m序列的周期为2ⁿ-1。如果把m序列的n级移位寄存器的状态看作无符号整数，那么状态的取值范围是1,…,2ⁿ-1，周期也为2ⁿ-1。移位寄存器的状态值服从均匀分布，为了获得较长的周期，这就要求移位寄存器的级数适当取高一些，并选择线性反馈结构的本原多项式。其中，反馈线的数目和模2加法器的数目取决于本原多项式的项数。此外，在本发明的时实施例中，在通过反复仿真试验比较之后，例如可选用64级多项式x⁶⁴+x⁴+x³+x+1。由此，可在保证周期的同时，又能使得最终映射结果具有良好的高斯性。

在均匀白噪声生成阶段，均匀白噪声发生模块100通过64位移位寄存器产生随机序列并采用并行结构去相关m序列法进行去相关处理。具体地，如图5所示，在Step=2³=8时，每个时钟脉冲到来都会将8个连续的比特数据进行右移，由此可以达到倍频的技术效果。在右移之后，移位寄存器产生一个状态，此时，可将64位移寄存器每个状态的高12位截出并作为产生的均匀白噪声输出。此外，并行结构的去相关m序列方法可在例如VHDL（Very-High-Speed Integrated Circuit Hardware Description Language，超高速集成电路硬件描述语言）中实现。由此，可降低生成均匀白噪声过程中对硬件的要求。

应当理解的是，上述去相关m序列实际上是对移存器法（Shift-Register Generator，SRG）的改进。由于移存器法消耗的资源小，实现的结构简单，因此，通过移存器法加之本发明实施例中的去相关m序列的方法，可以更简便的生成性能优越、分布更均匀的白噪声。

高斯白噪声转化模块200用于查找预存的映射表，将均匀白噪声转化为高斯白噪声。

在本发明的实施例中，预存的映射表使得高斯白噪声的波峰系数CF大于或者等于预设阈值。

在本发明的实施例中，高斯白噪声转化模块200根据高斯白噪声的波峰系数CF计算出预存的映射表中像X的取值范围，并根据像X的取值范围和预设的映射函数F计算出预存的映射表中原像Y的取值范围。其中，预设的映射函数F为正态分布的累积分布函数的反函数。

在本发明的实施例中，高斯白噪声转化模块200可根据随机序列遍历预存的映射表中的原像Y，并根据获取的原像Y将均匀白噪声转化为高斯白噪声。

具体地，在功率归一化的前提下，高斯白噪声转化模块200可根据波峰系数的CF值（以dB为单位）经CF=20lg(Fcx)转换算得到的像X的范围是[-Fcx,Fcx]，则通过a=F(-Fcx)可以得到原象Y的范围。例如，在波峰系数的值要求大于16dB时，可按下式计算原象Y的范围：

$f\left(x\right)=\frac{1}{\sqrt{2\mathrm{\π}}}\exp (-\frac{x^2}{2})$

$F\left(x\right)={\∫}_{-\∞}^{x}f\left(u\right)\mathrm{du}={\∫}_{-\∞}^x\frac{1}{\sqrt{2\mathrm{\π}}}\exp (-\frac{u^2}{2})\mathrm{du}$

CF≥CF₀=16dB

$a\≤F(-{10}^{\frac{{\mathrm{CF}}_0}{20}})={\∫}_{-\∞}^{-{10}^{\frac{{\mathrm{CF}}_0}{20}}}\frac{1}{\sqrt{2\mathrm{\π}}}\exp (-\frac{u^2}{2})\mathrm{du}=1.399\×{10}^{-10}$

为了预留一定的余量，可取a=10^-10。应当理解，每个波峰系数均可以通过上述计算方法选择出合适的a值。举例来说，波峰系数从10dB到16dB所对应的a值，如表1所示，

预设CF(dB)

10

11

12

13

14

15

16

a

7.7e-4

1.92e-4

3.3e-5

3.75e-6

2.45e-7

7.7e-9

1e-10

表3为每个波峰系数对应的合适的a值

在根据波峰系数获得对应的a值之后，高斯白噪声转化模块200可得到原象Y的范围是[a,1-a]。如果第一步生成的均匀白噪声是L比特，则原象Y为[a,1-a]上等间隔的2^L个点（含边界点）。具体地，原像Y可以表示为：

{a,a+1Δ,a+2Δ,…,a+(2^L-2)Δ,1-a},其中

在获得原像Y之后，高斯白噪声转化模块200可根据原像Y将均匀白噪声转化为高斯白噪声。

通过本发明的实施例，测试中设置波峰系数从10dB到16dB，通过表1的a值预设到射表中，分别生成噪声序列，测量生成的噪声的波峰系数，如表2所示，测试结果表明都能达到预设值，这证明了波峰系数控制的准确性。

预设值(dB)	10	11	12	13	14	15	16
								测量值(dB)	10.0772	11.0222	12.0131	13.0048	14.0017	15.0079	16.0096

表4为预设与测量的峰值系数值

由此，在映射表按上述方法合理选择后，只要第一步生成的均匀随机数取值均匀，并能遍历映射的原象，则能保证映射后可以取到峰值。例如，利用软件可以便捷地计算出映射值，制作成映射表后以.mif或.hex文件形式保存，待到工程中使用，也可以通过监控软件实时地写入RAM（Random Access Memory，随机存取存储器）中。

本发明实施例的高斯白噪声发生装置，具有以下有益效果：

1、通过并行结构的去相关m序列法生成均匀白噪声，有效去除了m序列相关性，节省了硬件资源；

2、将波峰系数这一指标变为可控因素，用基于波峰系数控制的查找表实现了均匀白噪声到高斯白噪声的转化。通过测试产生的测试结果表明生成的高斯白噪声的波峰系数均能达到预设值，因此，对波峰系数的控制准确性很高；

3、生成的高斯白噪声服从大拖尾的高斯分布，由此满足了高波峰系数特性的需求；

4、生成的高斯白噪声具有功率谱曲线的不平坦性小的特点，经测试约为0.3427dB，非常接近0dB。

图4是根据本发明一个具体实施例的高斯白噪声发生装置的结构示意图。如图4所示，高斯白噪声发生装置包括均匀白噪声发生模块100、高斯白噪声转化模块200、转换模块300和时钟模块400。

转换模块300用于对高斯白噪声进行转换，以生成高斯白噪声的噪声源。具体地，生成的高斯白噪声可通过例如转换模块300进行数模转换，转换后的高斯白噪声可用于进行噪声特性的测试或直接当噪声源使用，也可以叠加到待干扰的信号上用于整个系统性能的测定。

时钟模块400用于为均匀白噪声发生模块100和高斯白噪声转化模块200提供统一的同步时钟。

本发明实施例的高斯白噪声发生装置，通过将高斯白噪声进行数模转换，可将转换后的高斯白噪声用于进行噪声特性的测试或直接当噪声源使用，也可叠加到待干扰的信号上用于整个系统性能的测定。

应当理解，本发明的各部分可以用硬件、软件、固件或它们的组合来实现。在上述实施方式中，多个步骤或方法可以用存储在存储器中且由合适的指令执行系统执行的软件或固件来实现。例如，如果用硬件来实现，和在另一实施方式中一样，可用本领域公知的下列技术中的任一项或他们的组合来实现：具有用于对数据信号实现逻辑功能的逻辑门电路的离散逻辑电路，具有合适的组合逻辑门电路的专用集成电路，可编程门阵列（PGA），现场可编程门阵列（FPGA）等。

在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。

尽管已经示出和描述了本发明的实施例，本领域的普通技术人员可以理解：在不脱离本发明的原理和宗旨的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由权利要求及其等同物限定。

Claims (18)

1.一种高斯白噪声发生方法，其特征在于，包括以下步骤：

均匀白噪声生成步骤，通过n级移位寄存器产生随机序列并进行去相关处理，以产生均匀白噪声；以及

高斯白噪声生成步骤，查找预存的映射表，将所述均匀白噪声转化为高斯白噪声。

2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述去相关处理采用并行结构对所述随机序列实施预设位数m位的移位寄存。

3.如权利要求2所述的方法，其特征在于，采用m个并行的异或运算实施所述去相关处理。

4.如权利要求3所述的方法，其特征在于，所述预设位数m位为8位，所述n级移位寄存器为64位移位寄存器。

5.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述高斯白噪声生成步骤中，所述预存的映射表使得所述高斯白噪声的波峰系数CF大于或者等于预设阈值。

6.如权利要求5所述的方法，其特征在于，根据所述高斯白噪声的波峰系数CF计算出所述预存的映射表中像X的取值范围，并根据所述像X的取值范围和预设的映射函数F计算出所述预存的映射表中原像Y的取值范围。

7.如权利要求6所述的方法，其特征在于，所述预设的映射函数F为正态分布的累积分布函数的反函数。

8.如权利要求7所述的方法，其特征在于，根据所述随机序列遍历所述预存的映射表中的原像Y，并根据获取的原像Y将所述均匀白噪声转化为高斯白噪声。

9.如权利要求1所述的方法，其特征在于，在所述将均匀白噪声转化为高斯白噪声之后，还包括：

对所述高斯白噪声进行转换，以生成所述高斯白噪声的噪声源。

10.一种高斯白噪声发生装置，其特征在于，包括：

均匀白噪声发生模块，用于通过n级移位寄存器产生随机序列并进行去相关处理，以产生均匀白噪声；以及

高斯白噪声转化模块，用于查找预存的映射表，将所述均匀白噪声转化为高斯白噪声。

11.如权利要求10所述的装置，其特征在于，所述去相关处理采用并行结构对所述随机序列实施预设位数m位的移位寄存。

12.如权利要求11所述的装置，其特征在于，采用m个并行的异或运算实施所述去相关处理。

13.如权利要求12所述的装置，其特征在于，所述预设为数m位为8位，所述n级移位寄存器为64位移位寄存器。

14.如权利要求10所述的装置，其特征在于，所述高斯白噪声转化模块通过所述预存的映射表使得所述高斯白噪声的波峰系数CF大于或者等于预设阈值。

15.如权利要求14所述的装置，其特征在于，根据所述高斯白噪声的波峰系数CF计算出所述预存的映射表中像X的取值范围，并根据所述像X的取值范围和预设的映射函数F计算出所述预存的映射表中原像Y的取值范围。

16.如权利要求15所述的装置，其特征在于，所述预设的映射函数F为正态分布的累积分布函数的反函数。

17.如权利要求16所述的装置，其特征在于，根据所述随机序列遍历所述预存的映射表中的原像Y，并根据获取的原像Y将所述均匀白噪声转化为高斯白噪声。

18.如权利要求10所述的装置，其特征在于，还包括：

转换模块，用于对所述高斯白噪声进行转换，以生成所述高斯白噪声的噪声源。

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