Question

我的信号具有复杂的正态分布，均值为0，方差为1.我想用均匀量化器将其量化为512级。我正在以下列方式在MATLAB中生成信号 -

s = sqrt(0.5).*(randn(1,numBits) + 1i*randn(1,numBits));

我通过以下方式量化范围（-1,1）中512级的信号：

min = -1;

max = 1;

q = (max-min)/2^9;

quantSignal = round(s/q)*q;

这是量化这种信号的正确方法吗？我将不胜感激任何意见。

Answer 1

您正在使用的量化公式会将输入值映射到量化版本。但是，它不会将结果限制为仅512个级别，因为您的输入信号可能超过[-1,+1]范围，并且您没有做任何限制量化器输出（或输入）的任何操作。

要限制值，您可以使用min和max内置函数。然而，由于它们与复数的模数一起使用，因此您必须首先将数字拆分为它们的实部和虚部。因此，使用实际和虚部对每个约束在[minValue,maxValue]范围内的复数进行量化可以通过以下方式完成：

q = (maxValue-minValue)/(2^9-1);
realPart = min(max(real(s),minValue),maxValue);
realPart = minValue + round((realPart-minValue)/q)*q;
imagPart = min(max(imag(s),minValue),maxValue);
imagPart = minValue + round((imagPart-minValue)/q)*q;
quantSignal = realPart + j*imagPart;

我之前提到过，单位方差的正常信号通常不会局限于[-1,1]范围（或任何范围）。因此，通常尝试最小化量化误差的量度，例如均方误差（未量化输入与对应量化输出之间的平方差的预期值）。

对于均匀量化器和给定的特定信号特征（在这种情况下是复高斯信号），该均方误差是量化级数和量化器输入范围的函数。对于512个级别，实部和虚部应理想地在大约+/- 4.2标准偏差内。由于实部和虚部的标准偏差为sqrt(0.5)，因此可以使用

实现

maxValue = 4.2*sqrt(0.5);
minValue = -maxValue;

如果您需要将量化输出的实部和虚部限制在特定范围内，那么您可以在量化器的输出处应用缩放因子（例如除以4.2*sqrt(0.5)以得到实数和虚部被约束为[-1,+1]）。

在matlab中使用均匀量化器对复杂信号进行量化

1 个答案: