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列文森-杜宾

使用Levinson—Durbin递归求解线性方程组。

模块类型: LevinsonDurbin

库中的路径:

/Signal Operations/Math Functions/Matrices and Linear Algebra/Linear System Solvers/Levinson-Durbin

资料描述

座 *列文森-杜宾*求解线性方程组 -顺序

哪里

  • -Hermitian正定Toeplitz矩阵;

  • -匹配第一列 ,由一个元素移位并具有相反的符号:

块可以输出多项式的系数*A*、反射系数*K*和预测误差的功率*P*的各种组合。

申请表格

在此块中实现的Levinson—Durbin公式的应用之一是Yule-Walker自回归(AR)问题,该问题包括将未知系统建模为AR过程。 这样的过程可以被建模为在输入处具有白高斯噪声的全极点IIR滤波器的输出。 在Yule-Walker问题中,使用信号的自相关序列获得最优估计导致方程 上述类型,使用Levinson-Durbin递归最有效地解决。 在这种情况下,块输入是自相关序列,并且 -具有零延迟的值。 块的*A*端口上的输出信号包含对系统进行最优建模的过程的AP系数。 系数按度降序排列 ,并且AR过程本身具有最小相位。 预测误差 确定未知系统的增益:

端口*K*上的输出信号包含相应的反射系数 对于这种iir滤波器的晶格实现。

Levinson-Durbin算法的另一个常见应用是线性预测编码,其旨在找到基于当前信号样本和有限数量的过去样本预测下一个信号值的移动平均(CC)过程(或FIR滤波器)的 在这种情况下,块的输入是信号的自相关序列,其中 -具有零延迟的值,并且端口*A*上的输出包含预测过程的系数(按数量级的降序排列 ).

这些系数解决了以下优化问题:

б

输出*K*包含相应的反射系数, ,对于这种fir滤波器的晶格实现。

算法

该算法需要 每个输入信号的操作。 因此,这种实现在高 比标准的高斯消除方法效率高得多,这需要 每个信号的操作。

港口

输入

# IN_1 — 的输入信号
向量资料 | 矩阵

Details

阻止进入 ,设置为向量或矩阵。 如果在输入处存在矩阵,则该块将每列视为独立通道并分别求解。 每个输入通道包含从自相关序列的延迟 以前 它们存在于矩阵中 .

数据类型

漂浮物32, 漂浮64, Int8, Int16, Int32

复数支持

非也。

输出

# K — 反射系数
向量资料 | 矩阵

Details

反射系数 ,作为向量或矩阵返回。 输出*K*与输入*IN_1*具有相同的维度,减去一个元素。

对于每个通道,端口*K*输出 ,其中包含 反射系数。

标量输入信号在使用*K*端口时会导致错误。 反射系数可用于实现ar过程的晶格表示。 有关详细信息,请参阅[应用程序]

依赖关系

要使用此端口,请设置参数 *输出*价值 KA.

数据类型

漂浮物32, 漂浮64, Int8, Int16, Int32

复数支持

非也。

# A — 系数模型
向量资料 | 矩阵

Details

系数模型 ,作为向量或矩阵返回。 输出*A*与输入*IN_1具有相同的维度*

对于每个通道,端口*a*输出 是Levinson-Durbin方程的解。 每个输出信号的元素也可以被认为是AR过程的系数。 -顺序。

依赖关系

要使用此端口,请设置参数 *输出*价值 AA.

数据类型

漂浮物32, 漂浮64, Int8, Int16, Int32

复数支持

非也。

# P — 预测误差功率
向量资料

Details

预测误差输出功率 ,作为长度等于输入通道数的向量返回。 向量的每个元素表示每个信道的预测误差功率。

对于每个通道 用系数表示FIR滤波器的输出功率 和由描述的输入自相关 ,在哪里 是预测误差滤波器,并且 -街区入口。 在这种情况下 -这是漂白过滤器。 每个输入通道包含一个元素。

依赖关系

要使用此端口,请选中此框 输出预测误差功率 (P).

数据类型

漂浮物32, 漂浮64, Int8, Int16, Int32

复数支持

非也。

参数

# 输出 — 数据输出类型
A | A | K

Details

指定解决方案的表示形式 应该显示出来:

  • A -对于每个信号,端口*a*输出 是Levinson-Durbin方程的解。 *A*具有与输入相同的维度。 每个输出信号的元素也可以被认为是AR过程的系数。 -顺序。

  • K -对于每个信号,端口*K*输出 ,其中包含 反射系数并且具有与输入相同的维度,减去一个元素。 标量输入信号导致选择误差。 K. 反射系数可用于实现ar过程的晶格表示。

  • A -该块将两个选项输出到相应的端口。 标量输入信号在选择值时会导致错误 A.

如果输入是标量或字符串向量,则必须将此参数设置为 A.

A and K | A | K

默认值

K

程序使用名称

Outputs

可调谐

可计算

# 输出预测误差功率 (P) — 输出预测误差的功率
Logical

Details

选择*输出预测误差功率(P)复选框以将每个信号的预测误差功率输出到端口*P。 对于每个信号,*P*表示具有系数*A*和输入自相关*r*的FIR滤波器的输出功率,其中*A*表示预测误差滤波器并且*r*是块的输入。 在这种情况下,*A*是分离过滤器。 *P*每个输入信号有一个元素。

默认值

false (关掉)

程序使用名称

OutputPredictionErrorPower

可调谐

可计算

# 若滞后阶数 0 的值为零,则 A=[1 zeros], K=[zeros], P=0 — 块在第一个入口元素为零时的行为
Logical

Details

如果选中复选框并选中了第一个条目元素 ,则该块分别输出如下向量:

  • ;

  • ;

  • .

如果取消选中此框,则对于元素的每个信号 ,块输出向量 .

默认值

true (已开启)

程序使用名称

IfValueOfLag

可调谐

可计算

文学作品

  1. Golub,G.H.和C.F.Van Loan。 教派。 4.7在_Matrix计算中。 第3版。 巴尔的摩,MD:约翰霍普金斯大学出版社,1996。

  2. Ljung,L. _System Identification:Theory for The User._恩格尔伍悬崖,NJ:普伦蒂斯霍尔,1987. Pgs。 278–280.

  3. Kay,Steven M. _Modern Spectral Estimation:Theory and Application。_恩格尔伍悬崖,NJ:普伦蒂斯霍尔,1988.