用最小平方时间平均准则代替集合平均准则,有
地球物理信息处理基础
式中:
;ap0=1,由长度为p+1的预测误差滤波器单位冲激响应序列(1,ap1,ap2,…app)与长度为N的数据序列(x(0),x(1),…,x(N-1))进行卷积得到。故序列
的长度为N+p。在计算卷积过程中,在数据段xN(n)的两端,实际上添加了若干零采样值,即xN(n)的第一个数据x(0)进入滤波器,滤波器便输出第一个误差信号采样值
(0);直到只有xN(n)的最后一个数据x(N-1)还留在滤波器中时,才输出最后一个误差信号采样值
。这说明,数据x(n)(0≤n≤N-1)是通过对无穷长数据序列x(n)(-∞≤n≤∞)加窗函数截断而得到的。将
代入式(4-74),得
地球物理信息处理基础
对式(4-75)两端求微分,并令其等于零,得
地球物理信息处理基础
该式可记为
地球物理信息处理基础
式中自相关序列
采用有偏估计
地球物理信息处理基础
因此,用时间平均最小化准则同样可以导出Yule-Walker方程组,利用Levinson-Durbin递推算法由k阶模型参数求k+1阶模型参数的计算公式(4-23)、(4-24)、(4-25)求出AR(p)模型参数,递推计算直到k+1=p为止,将模型参数代入式(4-27),即可计算功率。不过方程组中的R要用
取代。采样自相关矩阵
是正定的,因而能够保证所得到的预测误差滤波器是最小相位的,也就能保证反射系数的模值都小于1,这是使滤波器稳定的充要条件。图4-8所示的是用自相关法计算
的原理。
地球物理信息处理基础