基于LMS的自適應(yīng)濾波算法研究與實現(xiàn).pdf

1、自適應(yīng)濾波理論是統(tǒng)計信號處理領(lǐng)域中的一個重要組成部分。由于在未知時變環(huán)境下，自適應(yīng)濾波器具有更強(qiáng)的適應(yīng)性以及更優(yōu)的濾波性能，自適應(yīng)濾波算法的研究成為當(dāng)今自適應(yīng)信號處理領(lǐng)域中活躍的研究課題。
　　 本文首先在查閱大量國內(nèi)外相關(guān)領(lǐng)域文獻(xiàn)的基礎(chǔ)上，對自適應(yīng)濾波算法進(jìn)行了研究。自適應(yīng)濾波算法可以分為兩類最基本的算法：LMS算法和RLS算法。由于LMS算法具有計算復(fù)雜度低的特點，是應(yīng)用最廣泛的自適應(yīng)濾波算法，因此本文將LMS算法作為重點研

2、究對象。
　　 針對LMS算法的收斂性能受自相關(guān)矩陣特征值擴(kuò)展影響的問題，本文分析了LMS算法的三種改進(jìn)算法：歸一化LMS算法、變換域LMS算法和TD NLMS算法。分析結(jié)果表明，TD NLMS算法通過在變換域中使用功率歸一化步長因子，能夠很好的解決特征值擴(kuò)展所導(dǎo)致的失調(diào)量與收斂速度之間的矛盾。經(jīng)過算法仿真，對于不同的特征值擴(kuò)展情況，TD NLMS算法都具有幾乎相同的收斂性能，即經(jīng)過約400次迭代后，均方誤差收斂到-35dB。<

3、br>　　 在理論分析基礎(chǔ)上，本文提出了TD NLMS算法實現(xiàn)的硬件結(jié)構(gòu)，并且使用VerilogHDL語言在FPGA平臺上進(jìn)行了設(shè)計實現(xiàn)，包括了流水線LMS模塊、DCT模塊和歸一化模塊。流水線LMS模塊對標(biāo)準(zhǔn)LMS算法進(jìn)行了改進(jìn)，乘法運(yùn)算采用3級流水線結(jié)構(gòu)，使算法模塊的時鐘頻率從56.32 MHz提高到了122.38 MHz。通過利用對稱性進(jìn)行奇偶項分離，設(shè)計了8點DCT模塊，明顯降低了DCT變換的計算復(fù)雜度，算法模塊的時鐘頻率達(dá)到了