基于dsp芯片的自適應(yīng)濾波器實(shí)現(xiàn)課程設(shè)計(jì)

《基于dsp芯片的自適應(yīng)濾波器實(shí)現(xiàn)課程設(shè)計(jì)》由會(huì)員上傳分享，免費(fèi)在線閱讀，更多相關(guān)內(nèi)容在行業(yè)資料-天天文庫(kù)。

1、課程設(shè)計(jì)題目：基于DSP芯片的自適應(yīng)濾波器實(shí)現(xiàn)班級(jí)：姓名：學(xué)號(hào)：指導(dǎo)教師：成績(jī)：電子與信息工程學(xué)院信息與通信工程系摘要：自適應(yīng)濾波器是統(tǒng)計(jì)信號(hào)處理的一個(gè)重要組成部分。在實(shí)際應(yīng)用中，由于沒(méi)有充足的信息來(lái)設(shè)計(jì)固定系數(shù)的數(shù)字濾波器，或者設(shè)計(jì)規(guī)則會(huì)在濾波器正常運(yùn)行時(shí)改變，因此我們需要研究自適應(yīng)濾波器。凡是需要處理未知統(tǒng)計(jì)環(huán)境下運(yùn)算結(jié)果所產(chǎn)生的信號(hào)或需要處理非平穩(wěn)信號(hào)時(shí)，自適應(yīng)濾波器可以提供一種吸引人的解決方法，而且其性能通常遠(yuǎn)優(yōu)于用常方法設(shè)計(jì)的固定濾波器。此外，自適應(yīng)濾波器還能提供非自適應(yīng)方法所不可能提供的新的信號(hào)處理能力。本文從自適應(yīng)濾波器研究

2、的意義入手，介紹了自適應(yīng)濾波器的基本理論思想，具體闡述了自適應(yīng)濾波器的基本原理、算法及設(shè)計(jì)方法。最后用DSP實(shí)現(xiàn)了自適應(yīng)濾波器。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，該自適應(yīng)濾波器濾波效果優(yōu)越。關(guān)鍵詞：DSP、自適應(yīng)濾波器目錄1課程設(shè)計(jì)的目的和要求12主要內(nèi)容和步驟13詳細(xì)設(shè)計(jì)過(guò)程33.1LMS自適應(yīng)算法33.2FIR濾波器設(shè)計(jì)33.3自適應(yīng)濾波器DSP設(shè)計(jì)實(shí)現(xiàn)44實(shí)驗(yàn)過(guò)程64.1CCS程序運(yùn)行后的各種輸出結(jié)果64.2DSP實(shí)現(xiàn)結(jié)果75結(jié)論與體會(huì)91課程設(shè)計(jì)的目的和要求對(duì)自適應(yīng)濾波算法的研究是當(dāng)今自適應(yīng)信號(hào)處理中最為活躍的研究課題之一。Windrow等于1967

3、年提出的自適應(yīng)濾波系統(tǒng)的參數(shù)能自動(dòng)的調(diào)整而達(dá)到最優(yōu)狀況，而且在設(shè)計(jì)時(shí)，只需要很少的或根本不需要任何關(guān)于信號(hào)與噪聲的先驗(yàn)統(tǒng)計(jì)知識(shí)。自適應(yīng)濾波器本身有一個(gè)重要的自適應(yīng)算法，這個(gè)算法可以根據(jù)輸入、輸出及原參量信號(hào)按照一定準(zhǔn)則修改濾波參量，以使它本身能有效的跟蹤外部環(huán)境的變化。因此，自適應(yīng)數(shù)字系統(tǒng)具有很強(qiáng)的自學(xué)習(xí)、自跟蹤能力和算法的簡(jiǎn)單易實(shí)現(xiàn)性。自適應(yīng)濾波技術(shù)的核心問(wèn)題是自適應(yīng)算法的性能問(wèn)題，提出的自適應(yīng)算法主要有最小均方(LMS)算法、遞歸最小二乘(RLS)算法及相應(yīng)的改進(jìn)算法如：歸一化(NLMS)算法、變步長(zhǎng)(SVSLMS)算法、遞歸最小二乘

4、方格形(RLSL)算法等。這些算法各有特點(diǎn)，適用于不同的場(chǎng)合。比如用于系統(tǒng)辨識(shí)、回波消除、自適應(yīng)譜線增強(qiáng)、自適應(yīng)信道均衡、語(yǔ)音線性預(yù)測(cè)、自適應(yīng)天線陣等諸多領(lǐng)域。自適應(yīng)濾波，對(duì)發(fā)展通信業(yè)務(wù)有著不可或缺的作用。所以是我們通信專業(yè)學(xué)習(xí)的重點(diǎn)。也是鞏固《數(shù)字信號(hào)處理》知識(shí)的一個(gè)重要的實(shí)驗(yàn)。2主要內(nèi)容和步驟自適應(yīng)濾波器主要由兩部分組成：系數(shù)可調(diào)的數(shù)字濾波器和用來(lái)調(diào)節(jié)或修正濾波器系數(shù)的自適應(yīng)算法。下圖為自適應(yīng)濾波器原理框圖：X(N)自適應(yīng)算法LMS∑F(N)E(N)圖中，自適應(yīng)濾波器有兩個(gè)輸入端：一個(gè)輸入端的信號(hào)Z（n）含有所要提取的信號(hào)s(n)，被

5、淹沒(méi)在噪聲d(n)中，s(n).d(n)兩者不相關(guān)，z(n)=s(n)+d(n)。另一輸入端信號(hào)為x(n),它是z(n)的一種度量，并以某種方式與噪聲d(n)有關(guān)。x(n)被數(shù)字濾波器所處理得到噪聲d(n)的估計(jì)值y(n),這樣就可以從z(n)中減去y(n),得到所要提取的信號(hào)s(n)的估計(jì)值e(n),表示為：e(n)=z(n)-y(n)=s(n)+d(n)-y(n)。顯然，自適應(yīng)濾波器就是一個(gè)噪聲抵消器。如果得到對(duì)淹沒(méi)信號(hào)的噪聲的最佳估計(jì)，就能得到所要提取的信號(hào)的最佳估計(jì)。為了得到噪聲的最佳估計(jì)y(n)，可以經(jīng)過(guò)適當(dāng)?shù)淖赃m應(yīng)算法，例如用

6、LMS（最小均方）算法來(lái)反饋調(diào)整數(shù)字濾波器的系數(shù)，使得e(n)中的噪聲最小。e(n)有兩種作用：一是得到信號(hào)s(n)的最佳估計(jì)；二是用于調(diào)整濾波器系數(shù)的誤差信號(hào)。自適應(yīng)濾波器中，數(shù)字濾波器的濾波系數(shù)是可調(diào)的，多數(shù)采用FIR型數(shù)字濾波器，設(shè)其單位脈沖響應(yīng)為h(0),h(1),…,h(N-1),你們它在時(shí)刻n的輸出便可寫(xiě)成如下的卷積形式y(tǒng)(n)=∑h(k)x(n-k)（2-1）為方便起見(jiàn)，上式中的各h(k)亦被稱為權(quán)值。根據(jù)要求，輸出y（n）和目標(biāo)號(hào)d(n)之間應(yīng)滿足最小均方誤差條件，即E[e2（n）]=E{[d(n)-y(n)]2}（2-2

7、）有最小值，其中e(n)表示誤差。令аE[e2（n）]/аh(k)=0（2-3）并把式（2—2）代入，便得正交條件：E[e(n)x(n-k)]=0,0≤k≤N-1（2-4）如果令h=hT(0,1,2,...,N-1),x(n)=xT(n,n-1,...,n-N-1)那么式（2-1）便可被寫(xiě)成y(n)=xT(n)h=hTx(n)(2-5)而由式（2-4）給出的正交條件則變?yōu)椋篍{[d(n)-y(n)]x(n)}=0把式（2-5）代入上式后，有E[d(n)x(n)]=E[x(n)xT(n)]h(2-6)如果令：r=E[d(n)x(n)],Фx

8、x=E[x(n)xT(n)],那么最佳權(quán)向量h*=Фxx-1r（2-7）3詳細(xì)設(shè)計(jì)過(guò)程3.1LMS自適應(yīng)算法自適應(yīng)算法是根據(jù)某種判斷來(lái)設(shè)計(jì)的。通常有兩種判據(jù)條件：最小均方誤差判據(jù)和最小二乘法判