exponenta event banner

aryule

Параметры авторегрессионной всеполюсной модели - метод Юле-Уокера

Синтаксис

Описание

пример

a = aryule(x,p) возвращает нормализованные параметры авторегрессии (AR), соответствующие модели порядка p для входного массива x.

пример

[a,e,rc] = aryule(x,p) также возвращает оценочную дисперсию, e, входного белого шума и коэффициентов отражения, rc.

Примеры

свернуть все

Используйте вектор полиномиальных коэффициентов для генерации процесса AR (4) путем фильтрации 1024 выборок белого шума. Сбросьте генератор случайных чисел для воспроизводимых результатов. Для оценки коэффициентов используется метод Юле-Уокера.

rng default

A = [1 -2.7607 3.8106 -2.6535 0.9238];

y = filter(1,A,0.2*randn(1024,1));

arcoeffs = aryule(y,4)
arcoeffs = 1×5

    1.0000   -2.7262    3.7296   -2.5753    0.8927

Генерируют 50 реализаций процесса, каждый раз изменяя дисперсию входного шума. Сравните оцененные по Юле-Уокеру отклонения с фактическими значениями.

nrealiz = 50;

noisestdz = rand(1,nrealiz)+0.5;

randnoise = randn(1024,nrealiz);
noisevar = zeros(1,nrealiz);

for k = 1:nrealiz
    y = filter(1,A,noisestdz(k) * randnoise(:,k));
    [arcoeffs,noisevar(k)] = aryule(y,4);
end

plot(noisestdz.^2,noisevar,'*')
title('Noise Variance')
xlabel('Input')
ylabel('Estimated')

Figure contains an axes. The axes with title Noise Variance contains an object of type line.

Повторите процедуру, используя многоканальный синтаксис функции.

Y = filter(1,A,noisestdz.*randnoise);

[coeffs,variances] = aryule(Y,4);

hold on
plot(noisestdz.^2,variances,'o')
hold off
legend('Single channel loop','Multichannel','Location','best')

Figure contains an axes. The axes with title Noise Variance contains 2 objects of type line. These objects represent Single channel loop, Multichannel.

Используйте вектор полиномиальных коэффициентов для генерации процесса AR (2) путем фильтрации 1024 выборок белого шума. Сбросьте генератор случайных чисел для воспроизводимых результатов.

rng default

y = filter(1,[1 -0.75 0.5],0.2*randn(1024,1));

Используйте метод Юле-Уокера, чтобы подогнать модель AR (10) к процессу. Выведите и постройте график коэффициентов отражения. Только первые два коэффициента лежат за пределами 95% доверительных границ, что указывает на то, что модель AR (10) значительно переоценивает временную зависимость в данных. Для получения дополнительной информации см. Выбор заказа AR с частичной автокорреляционной последовательностью.

[ar,nvar,rc] = aryule(y,10);

stem(rc)
xlim([0 11])
conf95 = sqrt(2)*erfinv(0.95)/sqrt(1024);
[X,Y] = ndgrid(xlim,conf95*[-1 1]);
hold on
plot(X,Y,'--r')
hold off
title('Reflection Coefficients')

Figure contains an axes. The axes with title Reflection Coefficients contains 3 objects of type stem, line.

Входные аргументы

свернуть все

Входной массив, заданный как вектор или матрица.

Пример: filter(1,[1 -0.75 0.5],0.2*randn(1024,1)) задает авторегрессионный процесс второго порядка.

Типы данных: single | double
Поддержка комплексного номера: Да

Порядок модели, заданный как положительный целочисленный скаляр. p должно быть меньше числа элементов или строк x.

Типы данных: single | double

Выходные аргументы

свернуть все

Нормализованные авторегрессионные параметры, возвращаемые в виде вектора или матрицы. Если x является матрицей, то каждая строка a соответствует столбцу x. a имеет p + 1 столбцов и содержит параметры системы AR, A (z), в степени убывания z.

Входная дисперсия белого шума, возвращаемая как скалярный вектор или вектор строки. Если x является матрицей, то каждый элемент e соответствует столбцу x.

Коэффициенты отражения, возвращаемые в виде вектора столбца или матрицы. Если x является матрицей, то каждый столбец rc соответствует столбцу x. rc имеет p строк.

Подробнее

свернуть все

Модель AR (p)

В AR-модели порядка p выход тока представляет собой линейную комбинацию прошлых выходов p плюс вход белого шума.

Веса на p прошлых выходах минимизируют среднеквадратичную ошибку предсказания авторегрессии. Если y (n) - текущее значение выходного сигнала, а x (n) - это вход белого шума с нулевым средним значением, то модель AR (p) равна

∑k=0pa (k) y (n k) = x (n).

Коэффициенты отражения

Коэффициенты отражения представляют собой коэффициенты частичной автокорреляции, масштабированные на -1.

Коэффициенты отражения указывают временную зависимость между y (n) и y  (n-k ) после вычитания предсказания на основе промежуточных k-1 временных шагов.

Алгоритмы

aryule использует рекурсию Левинсона-Дурбина для смещенной оценки последовательности автокорреляции образца для вычисления параметров.

Ссылки

[1] Хейс, Монсон Х. Статистическая цифровая обработка и моделирование сигналов. Нью-Йорк: John Wiley & Sons, 1996.

Расширенные возможности

Создание кода C/C + +
Создайте код C и C++ с помощью MATLAB ® Coder™

.
Представлен до R2006a