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《现代通信系统》
实验报告
均匀、非均匀量化与编码
一、验证思路
1均匀量化：
○1验证内容：输入噪声功率不变时，量化级数M对输出信噪比的影响。
验证方法：输入噪声功率取固定值（本实验取三个功率）,改变量化级
数M，（取M属于2-512区间）用matlab做仿真画图，看输出信号量噪比
P/Nq怎么变化（M为横坐标，P/Nq为纵坐标，不同情况下的曲线用不同
颜色区分）
○2验证内容：量化级数M不变时，输入功率对输出信噪比的影响。
验证方法：量化级数M取固定值（本实验取M=512与M=256两种情况）,
改变输入信号功率P，用matlab做仿真画图，看输出信号量噪比P/Nq
怎么变化（P为横坐标，P/Nq为纵坐标，不同情况下的曲线用不同颜色
区分）
2非均匀量化：
验证内容：非均匀量化与均匀量化的效果比较
验证方法：输入信号功率P变化在同一个图里画非均匀量化时理论曲线
与实际仿真曲（P为横坐标，P/Nq为纵坐标，紫色表示非均匀量化理论
曲线，绿色表示实际仿真曲线）并与前面均匀量化的图比较。
二、实验框图
1.均匀量化
图2-1量化过程
图2-2均匀量化框图
2.非均匀量化
图2-3u律压扩特性（本实验以u律为例）
图2-4非均匀量化框图
三、实验仿真结果
1.均匀量化
图3-1量化级数M对输出信噪比影响
图3-2输入信号平均功率对输出信噪比影响
2.非均匀量化
图3-3非均匀量化理论与仿真效果
四、分析与说明
1.均匀量化
○1量化级数M对输出信噪比影响:由图2-1中分析与已知的知识我们知
道在输入信号平均功率不变情况下均匀量化输出信噪比与量化级数M成正比
关系。从图3-1我们仿真的图也可以看到这个效果，我们取三个固定输入功
率，结果在固定输入功率情况下，输出信噪比都随M的增大而增大，而且在
量化器满载时输出信噪比约等于M的平方，仿真结果也符合理论分析。
○2输入信号平均功率对输出信噪比影响：由理论分析知在量化级数M不
变的情况下，均匀量化输出信噪比与输入信号功率成正比关系。从我们仿真
结果图3-2可以看出，在取量化级数M为固定的256与512情况下，输出信
号信噪比随着输入信号功率增加而增加，而且为线性关系，仿真效果与实际
效果吻合。
2.非均匀量化
从图3-3中看到非均匀量化的输出信号量噪比也与输入信号功率成正比。
从图3-2与图3-3对比我们看出在小信号功率时采用非均匀量化所得到的输
出量噪比比采用均匀量化的大，说明小信号时输出信噪比得到改善。另外对
比可以观察到均匀量化的量化误差分布比较均匀，而非均匀量化的量化误差
随信号幅度变化，在大幅度处大，在小幅度处小，这是由于均匀量化采用相
同的量化间隔，而非均匀量化采用不同量化间隔的原因造成的。
五、总结
通过对实验数据的分析，我们直观的发现了与通原理论课一样的结论。无论
是均匀量化还是非均匀量化，其量化信噪比都是随着量化级数与输入信号功
率的增大而增大。而均匀量化与非均匀量化相比，前者比较简单，后者相对
复杂，但更适合小信号出现概率较大的信号，有实际应用背景。
附录：
源程序：
clearall;closeall;
clc;
Q=2^8;
V=1;
t=0:0.
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