bandpower
대역 전력
구문
설명
예제
가산성 N(0,1) 백색 가우스 잡음(AWGN)이 있는 100Hz의 사인파로 구성된 신호를 생성합니다. 샘플 레이트는 1kHz입니다. 평균 전력을 구하고 그 결과를 노름과 비교합니다.
t = 0:0.001:1-0.001; x = cos(2*pi*100*t) + randn(size(t)); p = bandpower(x)
p = 1.5264
l2norm = norm(x,2)^2/numel(x)
l2norm = 1.5264
지정된 주파수 구간에서 총 전력의 백분율을 구합니다.
100Hz 사인파와 220Hz~270Hz 범위의 주파수 성분을 갖는 처프 신호로 구성된 신호를 생성하고, 이에 N(0,1)의 가산성 백색 가우스 잡음(AWGN)을 추가합니다. 샘플 레이트는 1kHz입니다. 재현 가능한 결과를 얻기 위해 난수 생성기를 재설정합니다.
rng("default")
t = 0:0.001:1-0.001;
x = cos(2*pi*100*t) + t.*chirp(t,220,t(end),270) + 0.2*randn(size(t));50Hz~150Hz 및 200Hz~300Hz 주파수 구간에서 총 전력의 백분율을 구합니다.
powBands = bandpower(x,1000,[50 150;200 300]); powTotal = bandpower(x,1000,[0 500]); powPercent = 100*(powBands/powTotal)
powPercent = 2×1
76.0390
20.6880
먼저 주기도를 사용하여 PSD 추정값을 계산하여 평균 전력을 구합니다. PSD 추정값을 bandpower에 입력합니다.
가산성 N(0,1) 백색 가우스 잡음(AWGN)이 있는 100Hz의 사인파로 구성된 신호를 생성합니다. 샘플 레이트는 1kHz입니다. 주기도를 구하고 'psd' 플래그를 사용하여 PSD 추정값으로 평균 전력을 계산합니다. 그 결과를 시간 영역에서 계산한 평균 전력과 비교합니다.
t = 0:0.001:1-0.001;
Fs = 1000;
x = cos(2*pi*100*t) + randn(size(t));
[Pxx,F] = periodogram(x,rectwin(length(x)),length(x),Fs);
p = bandpower(Pxx,F,"psd")p = 1.5264
avpow = norm(x,2)^2/numel(x)
avpow = 1.5264
주기도를 입력값으로 사용하여, 지정된 주파수 구간에서 총 전력의 백분율을 구합니다.
100Hz 사인파와 220Hz~270Hz 범위의 주파수 성분을 갖는 처프 신호로 구성된 신호를 생성하고, 이에 N(0,1)의 가산성 백색 가우스 잡음(AWGN)을 추가합니다. 샘플 레이트는 1kHz입니다. 주기도를 구하고 이에 대응하는 주파수 벡터를 구합니다. 재현 가능한 결과를 얻기 위해 난수 생성기를 재설정합니다. 신호의 주기도를 플로팅합니다.
rng("default")
Fs = 1000;
t = 0:1/Fs:1-0.001;
x = cos(2*pi*100*t) + t.*chirp(t,220,t(end),270) + 0.2*randn(size(t));
[Pxx,F] = periodogram(x,hamming(length(x)),length(x),Fs);
periodogram(x,hamming(length(x)),length(x),Fs)
PSD 추정값을 사용하여 50Hz~150Hz 및 200Hz~300Hz 주파수 구간에서 총 전력의 백분율을 구합니다.
powBands = bandpower(Pxx,F,[50 150;200 300],"psd"); powTotal = bandpower(Pxx,F,[0 500],"psd"); powPercent = 100*(powBands/powTotal)
powPercent = 2×1
76.0390
20.6880
가산성 N(0,1) 백색 가우스 잡음(AWGN)이 있는 3개의 정현파로 구성된 다중채널 신호를 생성합니다. 정현파 주파수는 100Hz, 200Hz, 300Hz입니다. 샘플 레이트는 1kHz이고 신호의 지속 시간은 1s입니다.
Fs = 1000; t = 0:1/Fs:1-1/Fs; f = [100;200;300]; x = cos(2*pi*f*t)' + randn(length(t),3);
신호의 평균 전력을 구하고 그 결과를 노름과 비교합니다.
p = bandpower(x)
p = 1×3
1.5264 1.5382 1.4717
l2norm = dot(x,x)/length(x)
l2norm = 1×3
1.5264 1.5382 1.4717
입력 인수
출력 인수
알고리즘
대역 전력을 구하기 위해 bandpower 함수는 해밍 윈도우를 사용하여 주기도 파워 스펙트럼 추정값을 계산합니다.
다음 세 가지 방법으로 샘플 레이트 Fs에서 신호 x의 주파수 구간 [fMin fMax]에 대한 대역 전력 bPow 값을 동일하게 구할 수 있습니다.
| 신호에서 직접 | bPow = bandpower(x,Fs,[fMin fMax]) |
| 신호의 주기도에서 | [P,F] = periodogram(x,hamming(length(x)),length(x),Fs); bPow = bandpower(P,F,[fMin fMax],"psd") |
| 신호의 파워 스펙트럼 추정값(Welch PSD)에서 | [P,F] = pwelch(x,hamming(length(x)),[],length(x),Fs); bPow = bandpower(P,F,[fMin fMax],"psd") |
참고
bandpower 함수는 시간 영역의 입력 신호를 주파수 영역으로 변환할 때 중간 표현을 사용하므로, 반환되는 대역 전력은 신호 변환 방법, DFT 점 개수 및 윈도우 크기에 따라 달라질 수 있습니다.
참고 문헌
[1] Hayes, Monson H. Statistical Digital Signal Processing and Modeling. New York: John Wiley & Sons, 1996.
[2] Stoica, Petre, and Randolph Moses. Spectral Analysis of Signals. Upper Saddle River, NJ: Prentice Hall, 2005.
확장 기능
버전 내역
R2013a에 개발됨참고 항목
periodogram | sfdr | powerbw | obw
