自適應(yīng)LMS濾波器的改進(jìn)與FPGA設(shè)計(jì).pdf

1、自適應(yīng)濾波器在通信、信號(hào)處理等領(lǐng)域的運(yùn)用非常普遍，本文分析并改進(jìn)了自適應(yīng)LMS濾波器，在文章最后借助仿真軟件實(shí)現(xiàn)了LMS濾波器，并展示了其在信號(hào)處理領(lǐng)域的簡(jiǎn)單運(yùn)用。文章主要依據(jù)維納最優(yōu)濾波的理論，對(duì)如何求解某一最優(yōu)準(zhǔn)則下的最優(yōu)解（又稱維納解）作了闡述;而以最小均方誤差作為最優(yōu)準(zhǔn)則、以隨機(jī)梯度法作為抽頭權(quán)值更新的方法確定的LMS算法，在實(shí)現(xiàn)過(guò)程中僅需要有限的加法和有限的乘法，并給予充分多的迭代，我們可以得到最優(yōu)解的近似值;雖然最終得到的不

2、是維納解，但是LMS算法求解該近似解過(guò)程的簡(jiǎn)單性使其得到了極普遍的應(yīng)用以及發(fā)展。之后，文章采用一種特殊方法，即求解權(quán)值與權(quán)值最優(yōu)解（維納解）誤差的期望的方法，來(lái)分析算法收斂性和穩(wěn)態(tài)誤差性來(lái)自步長(zhǎng)參數(shù)的影響，同時(shí)也使用MATLAB軟件作了仿真比較;二者結(jié)果吻合，它們均驗(yàn)證了固定步長(zhǎng)不能使算法同時(shí)擁有良好的收斂性和良好的穩(wěn)態(tài)誤差性。于是，為了改善算法以上兩種性能不能兼得的缺陷，便引出了VSLMS算法，其具步長(zhǎng)參數(shù)可調(diào)的特性;迭代初期算法擁有

3、大的步長(zhǎng)參數(shù)可以獲取更快的收斂速度，收斂之后算法擁有小的步長(zhǎng)參數(shù)可以獲得較小的穩(wěn)態(tài)誤差;然而不同的VSLMS算法在性能上也存在一定的差異，文章比較了指數(shù)函數(shù)VSLMS算法和具有記憶因子的VSLMS算法的變步長(zhǎng)表達(dá)式，并使用MATLAB軟件把兩種算法作了仿真類比，然后提出了一種改進(jìn)的算法;而MATLAB對(duì)三種算法的仿真結(jié)果表明，改進(jìn)的VSLMS算法集其它兩種算法的優(yōu)良性能于一體，既獲取了較快的收斂速度及較小的穩(wěn)態(tài)誤差又獲取了良好的跟蹤性能