M序列的matlab產(chǎn)生方法

1、M序列是工程中常用的輸入信號，它的性質(zhì)類似于白噪聲，而白噪聲是理論上最好的輸入信號，可見M序列的價值。下面介紹M序列的matlab產(chǎn)生方法。idinput函數(shù)產(chǎn)生系統(tǒng)辨識常用的典型信號。格式u=idinput(N,type,band,levels)u,freqs=idinput(N,'sine',band,levels,sinedata)N產(chǎn)生的序列的長度，如果N=Nnu,則nu為輸入的通道數(shù)，如果N=PnuM,則nu指定通道數(shù)，P為周期，M*P為信號長度。默認情況下，nu=1,M=1,即一個通道，一個周期。Type指定產(chǎn)生信號的類型，可選類型如下，rgs，高斯隨機信號'

2、;rbs（默認）二值隨機信號'prbs，二值偽隨機信號(M序列)'sine'正弦信號和Band指定信號的頻率成分。對于rgs''rbs"sineband=wlow,whigh指定通帶的范圍，如果是白噪聲信號，則band=0,1,這也是默認值。指定非默認值時，相當于有色噪聲。對于prbs'band=0,B,B表示信號在一個間隔1/B(時鐘周期)內(nèi)為恒值，默認為0,1。Levels指定輸入的水平。Levels=minu,maxu,在type='rbs"prbs”sine寸；表示信號u的值總是在minu和maxu之間。對于t

3、ype='rgs'minu指定信號的均值減標準差，maxu指定信號的均值加標準差，對于0均值、標準差為1的高斯白噪聲信號，則levels=-1,1,這也是默認值。說明對于PRBS信號，如果M>1,則序列的長度和PRBS周期會做調(diào)整，使PRBS的周期為對應一定階數(shù)的最大值(即2-1,n為階數(shù))；如果M=1,PRBS的周期是大于N的相應階數(shù)的值。在多輸入的情形時，信號被最大平移，即P/nu為此信號能被估計的模型階次的上界。上面的意思可如下理解：對于M=1時，ms=idinput(12,'prbs',01,01);figurestairs(ms)title(&#

4、39;M序列')ylim(-0.51.5)結(jié)果如下同時，matlab給出如下警告Warning:ThePRBSsignaldeliveredisthe12firstvaluesofafullsequenceoflength15.即函數(shù)的輸出為周期為15(大于12的第一個2An-1的值)PRBS信號白前12個值組成的序列。如ms=idinput(15,'prbs',01,01);figurestairs(ms)title('M序列')ylim(-0.51.5)可以看到指定12時的序列為指定15時的序列的前面部分。對于M>1時,ms=idinput(1

5、2,1,2,'prbs',01,01);figurestairs(ms)title('M序列')ylim(-0.51.5)結(jié)果如下Matlab給出的響應警告為Warning:TheperiodofthePRBSsignalwaschangedto7.Accordingly,thelengthofthegeneratedsignalwillbe14.對于正弦信號和的產(chǎn)生，貌似用的不多，語法還挺復雜，等用的時候再看吧。方法產(chǎn)生rg密號的帶通信號使用的是一個8階巴特沃斯濾波器，使用idfilt做的非因果濾波，這個是可信賴的方法。對于rb密號，使用的是相同的濾波器，但是

6、是在二值化之前，這意味著頻率成分并不保證是精確的。產(chǎn)生高斯隨機信號clcclearallcloseall%高斯隨機信號u=idinput(1000,'rgs');figurestairs(u)title（'高斯隨機信號,）figurehist(u,-4:4)title（,高斯隨機信號的分布,）高的儲風值號寓斯期也信號的時布產(chǎn)生二值隨機信號clcclearallcloseall%二值隨機信號u=idinput(100,'rbs');figurestairs(u)title（'二值隨機信號,）ylim(-1.51.5)產(chǎn)生二值偽隨機信號（M序列）二值

7、就機俱量合理的選擇輸入激勵信號，能有效的激勵起系統(tǒng)的動態(tài)信號。白噪聲的平穩(wěn)譜的性質(zhì)決定了它是一個很好的輸入信號，但它在工程中不易實現(xiàn)，而M序列具有近似白噪聲的性質(zhì)，可保證良好的辨識精度。clcclearallcloseall%二值偽隨機信號(M序列)n=8;%階次p=2An-1;%循環(huán)周期ms=idinput(p,'prbs');figurestairs(ms)title('M序列')ylim(-1.51.5)結(jié)果驗證M序列的性質(zhì)如下-1和1的個數(shù)差1sum(ms=1)%1的個數(shù)sum(ms=-1)%-1的個數(shù)ans=127ans=128存在直流分量mean(m

8、s)%直流分量ans=-0.0039相關(guān)函數(shù)a=zeros(length(ms)*10,1);%采樣fori=1:10a(i:10:end)=ms;endc=xcorr(a,'coeff);%自相關(guān)函數(shù)figureplot(c)title('相關(guān)函數(shù)')自相關(guān)函數(shù)接近于8函數(shù)。譜密度figurepwelch(a)%譜密度附2立討Fnegyencyg'sm時說明M序列不含基頻的整數(shù)倍的頻率成分。產(chǎn)生逆M序列譜分析表明，M序列含有直流成分，將造成對辨識系統(tǒng)的考擾動”，這通常不是所希望的。而逆M序列將克服這一缺點，是一種比M序列更為理想的偽隨機碼序列。clcclear

9、allcloseall%二值偽隨機信號(M序列)n=8;%階次p=2An-1;%循環(huán)周期ms=idinput(p,'prbs',01);figurestairs(ms)title('M序列')ylim(-0.51.5)%產(chǎn)生逆M序列s=0;ims=zeros(2*p,1);mstemp=ms;ms;fori=1:2*pims(i)=xor(mstemp(i),s);s=not(s);endims(ims=0)=-1;figurestairs(ims)title('逆M序列')ylim(-1.51.5)-1和1的個數(shù)差1sum(ims=1)%1的個數(shù)sum(ims=-1)%-1的個數(shù)ans=255ans=255無直流分量mean(ims)%直流分量ans=0相關(guān)函數(shù)a=zeros(length(ims)*10,1);%采樣fori=1:10a