M序列的matlab产生方法

1、M序列是工程中常用的输入信号，它的性质类似于白噪声，而白噪声是理论上最好的输入信号，可见M序列的价值。下面介绍M序列的matlab产生方法。idinput函数产生系统辨识常用的典型信号。格式u=idinput(N,type,band,levels)u,freqs=idinput(N,'sine',band,levels,sinedata)N产生的序列的长度，如果N=Nnu,则nu为输入的通道数，如果N=PnuM,则nu指定通道数，P为周期，M*P为信号长度。默认情况下，nu=1,M=1,即一个通道，一个周期。Type指定产生信号的类型，可选类型如下，rgs，高斯随机信号'

2、;rbs（默认）二值随机信号'prbs，二值伪随机信号(M序列)'sine'正弦信号和Band指定信号的频率成分。对于rgs''rbs"sineband=wlow,whigh指定通带的范围，如果是白噪声信号，则band=0,1,这也是默认值。指定非默认值时，相当于有色噪声。对于prbs'band=0,B,B表示信号在一个间隔1/B(时钟周期)内为恒值，默认为0,1。Levels指定输入的水平。Levels=minu,maxu,在type='rbs"prbs”sine寸；表示信号u的值总是在minu和maxu之间。对于t

3、ype='rgs'minu指定信号的均值减标准差，maxu指定信号的均值加标准差，对于0均值、标准差为1的高斯白噪声信号，则levels=-1,1,这也是默认值。说明对于PRBS信号，如果M>1,则序列的长度和PRBS周期会做调整，使PRBS的周期为对应一定阶数的最大值(即2-1,n为阶数)；如果M=1,PRBS的周期是大于N的相应阶数的值。在多输入的情形时，信号被最大平移，即P/nu为此信号能被估计的模型阶次的上界。上面的意思可如下理解：对于M=1时，ms=idinput(12,'prbs',01,01);figurestairs(ms)title(&#

4、39;M序列')ylim(-0.51.5)结果如下同时，matlab给出如下警告Warning:ThePRBSsignaldeliveredisthe12firstvaluesofafullsequenceoflength15.即函数的输出为周期为15(大于12的第一个2An-1的值)PRBS信号白前12个值组成的序列。如ms=idinput(15,'prbs',01,01);figurestairs(ms)title('M序列')ylim(-0.51.5)可以看到指定12时的序列为指定15时的序列的前面部分。对于M>1时,ms=idinput(1

5、2,1,2,'prbs',01,01);figurestairs(ms)title('M序列')ylim(-0.51.5)结果如下Matlab给出的响应警告为Warning:TheperiodofthePRBSsignalwaschangedto7.Accordingly,thelengthofthegeneratedsignalwillbe14.对于正弦信号和的产生，貌似用的不多，语法还挺复杂，等用的时候再看吧。方法产生rg密号的带通信号使用的是一个8阶巴特沃斯滤波器，使用idfilt做的非因果滤波，这个是可信赖的方法。对于rb密号，使用的是相同的滤波器，但是

6、是在二值化之前，这意味着频率成分并不保证是精确的。产生高斯随机信号clcclearallcloseall%高斯随机信号u=idinput(1000,'rgs');figurestairs(u)title（'高斯随机信号,）figurehist(u,-4:4)title（,高斯随机信号的分布,）高的储风值号寓斯期也信号的时布产生二值随机信号clcclearallcloseall%二值随机信号u=idinput(100,'rbs');figurestairs(u)title（'二值随机信号,）ylim(-1.51.5)产生二值伪随机信号（M序列）二值

7、就机俱量合理的选择输入激励信号，能有效的激励起系统的动态信号。白噪声的平稳谱的性质决定了它是一个很好的输入信号，但它在工程中不易实现，而M序列具有近似白噪声的性质，可保证良好的辨识精度。clcclearallcloseall%二值伪随机信号(M序列)n=8;%阶次p=2An-1;%循环周期ms=idinput(p,'prbs');figurestairs(ms)title('M序列')ylim(-1.51.5)结果验证M序列的性质如下-1和1的个数差1sum(ms=1)%1的个数sum(ms=-1)%-1的个数ans=127ans=128存在直流分量mean(m

8、s)%直流分量ans=-0.0039相关函数a=zeros(length(ms)*10,1);%采样fori=1:10a(i:10:end)=ms;endc=xcorr(a,'coeff);%自相关函数figureplot(c)title('相关函数')自相关函数接近于8函数。谱密度figurepwelch(a)%谱密度附2立讨Fnegyencyg'sm时说明M序列不含基频的整数倍的频率成分。产生逆M序列谱分析表明，M序列含有直流成分，将造成对辨识系统的考扰动”，这通常不是所希望的。而逆M序列将克服这一缺点，是一种比M序列更为理想的伪随机码序列。clcclear

9、allcloseall%二值伪随机信号(M序列)n=8;%阶次p=2An-1;%循环周期ms=idinput(p,'prbs',01);figurestairs(ms)title('M序列')ylim(-0.51.5)%产生逆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的个数差1sum(ims=1)%1的个数sum(ims=-1)%-1的个数ans=255ans=255无直流分量mean(ims)%直流分量ans=0相关函数a=zeros(length(ims)*10,1);%采样fori=1:10a