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《基于DSP的LMS自適應(yīng)濾波器的實(shí)現(xiàn)_劉琴》由會(huì)員上傳分享，免費(fèi)在線閱讀，更多相關(guān)內(nèi)容在教育資源-天天文庫(kù)。
1、第18卷第6期中原工學(xué)院學(xué)報(bào)Vol.18No.62007年12月JOURNALOFZHONGYUANUNIVERSITYOFTECHNOLOGYDec.,2007文章編號(hào):1671-6906(2007)06-0040-03基于DSP的LMS自適應(yīng)濾波器的實(shí)現(xiàn)劉琴,張愛(ài)華(中原工學(xué)院,鄭州450007)摘要:在通用DSP芯片TMS320C5402上實(shí)現(xiàn)了基于LMS算法的自適應(yīng)濾波器,并對(duì)調(diào)試運(yùn)行結(jié)果進(jìn)行了分析討論,其結(jié)果為將來(lái)硬件實(shí)現(xiàn)LMS自適應(yīng)濾波器提供了可靠保證,為自適應(yīng)濾波器在實(shí)際中的應(yīng)
2、用提供了參考.關(guān)鍵詞:自適應(yīng)濾波器;橫向結(jié)構(gòu);LMS算法;DSP中圖分類號(hào):O436文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼:A自適應(yīng)濾波理論與技術(shù)是現(xiàn)代信號(hào)處理技術(shù)的重由兩部分組成:一是濾波器結(jié)構(gòu),它為完成期望的處理要組成部分,對(duì)復(fù)雜信號(hào)的處理具有獨(dú)特的功能.隨著功能而設(shè)計(jì);二是自適應(yīng)算法,它調(diào)節(jié)濾波器系數(shù)以改[5]微電子技術(shù)和計(jì)算機(jī)技術(shù)的迅速發(fā)展,具備了實(shí)現(xiàn)自進(jìn)性能.自適應(yīng)濾波器的一般形式如圖1所示,圖中適應(yīng)濾波器技術(shù)的各種軟硬件條件,有關(guān)自適應(yīng)濾波輸入信號(hào)x(n)加權(quán)到數(shù)字濾波器產(chǎn)生輸出信號(hào)y器的新算法、新理論和新的實(shí)施方法不斷涌現(xiàn),對(duì)
3、自適(n),自適應(yīng)算法調(diào)節(jié)濾波器權(quán)系數(shù)使輸出y(n)和濾應(yīng)濾波的穩(wěn)定性、收斂速度和跟蹤特性的研究也不斷波器期望的響應(yīng)d(n)之間的誤差信號(hào)e(n)為最小.自[1-3]深入,這一切使該技術(shù)越來(lái)越成熟,并且在系統(tǒng)辨適應(yīng)濾波器的系數(shù)受誤差信號(hào)的控制,根據(jù)e(n)的值識(shí)、通信均衡、回波抵消、譜線增強(qiáng)、噪聲抑制、系統(tǒng)模和自適應(yīng)算法自動(dòng)調(diào)整.一旦輸入信號(hào)的統(tǒng)計(jì)規(guī)律發(fā)擬語(yǔ)音信號(hào)處理、生物醫(yī)學(xué)電子等方面都獲得了廣泛生了變化,濾波器能夠自動(dòng)跟蹤輸入信號(hào)的變化,自動(dòng)[3-4]應(yīng)用.自適應(yīng)濾波器實(shí)現(xiàn)的復(fù)雜性通常用它所需調(diào)整濾波器的權(quán)系數(shù),實(shí)現(xiàn)自適應(yīng)過(guò)程,
4、最終達(dá)到濾波的乘法次數(shù)和階數(shù)來(lái)衡量,而DSP強(qiáng)大的數(shù)據(jù)吞吐量效果.和數(shù)據(jù)處理能力使得自適應(yīng)濾波器的實(shí)現(xiàn)更容易且更有效.目前絕大多數(shù)的自適應(yīng)濾波器應(yīng)用是基于最新[5]發(fā)展的DSP來(lái)設(shè)計(jì)的.本文在TMS320C5402DSP芯片上實(shí)現(xiàn)了基于LMS算法的自適應(yīng)濾波器,使得[1-3]對(duì)其研究從目前大多數(shù)的算法改進(jìn)與仿真跨向了圖1自適應(yīng)濾波器的一般形式實(shí)際DSP應(yīng)用的一步,程序調(diào)試運(yùn)行結(jié)果為硬件實(shí)現(xiàn)LMS自適應(yīng)濾波器提供了可靠保證,為實(shí)現(xiàn)其在實(shí)際自適應(yīng)濾波器的結(jié)構(gòu)可以采用FIR或IIR結(jié)構(gòu),未知或時(shí)變系統(tǒng)中的應(yīng)用提供了參考.但實(shí)際應(yīng)用中一般
5、采用FIR型結(jié)構(gòu),主要原因是FIR結(jié)構(gòu)的濾波器只包含正向通路,是固有穩(wěn)定的,實(shí)現(xiàn)更1自適應(yīng)濾波器的結(jié)構(gòu)和算法容易,其權(quán)系數(shù)的修正就調(diào)節(jié)了濾波器的性能,計(jì)算量小且很穩(wěn)定;而IIR濾波器同時(shí)兼有正向通路和反饋1.1自適應(yīng)濾波器的結(jié)構(gòu)通路,內(nèi)部反饋可能導(dǎo)致濾波器震蕩,存在穩(wěn)定性問(wèn)自適應(yīng)濾波器的特性變化是由自適應(yīng)算法通過(guò)調(diào)題.所以,在自適應(yīng)濾波器的應(yīng)用中,一般采用FIR濾整濾波器的系數(shù)來(lái)實(shí)現(xiàn)的.所以,自適應(yīng)濾波器一般都波器.一個(gè)自適應(yīng)的FIR濾波器的結(jié)構(gòu)可以是橫向結(jié)收稿日期:2007-09-20作者簡(jiǎn)介:劉琴(1975-),女,河
6、南信陽(yáng)人,講師,碩士.第6期劉琴等:基于DSP的LMS自適應(yīng)濾波器的實(shí)現(xiàn)41N-1構(gòu)、對(duì)稱橫向結(jié)構(gòu)或格型結(jié)構(gòu).橫向結(jié)構(gòu)是多數(shù)情況下Ty(n)=W(n)X(n)=Wk(n)x(n-k)k=1采用的最主要的自適應(yīng)濾波器結(jié)構(gòu),圖2為FIR橫向[5]型濾波器結(jié)構(gòu)示意圖.濾波器輸出y(n)可表示為:圖2橫向型濾波器結(jié)構(gòu)T其中,X(n)=[x(n),x(n-1),,x(n-N+1)]量是誤差信號(hào)e(n)的加權(quán)值,加權(quán)系數(shù)為2X(n),正為自適應(yīng)濾波器的輸入矢量;W(n)=[w0(n),w1(n)
7、,比于當(dāng)前的輸入信號(hào).值得注意的是,對(duì)權(quán)矢量的估值T,wn-1(n)]為系統(tǒng)的權(quán)系數(shù)矢量;n為時(shí)間序列;N的所有分量來(lái)說(shuō),誤差信號(hào)e(n)是相同的.為濾波器的階數(shù);T為矩陣轉(zhuǎn)置符.由表達(dá)式可以看出在自適應(yīng)濾波器的實(shí)際操作中,必須注意自適應(yīng)輸出是兩矢量的內(nèi)積.步長(zhǎng)的選擇.由上面介紹的LMS迭代算法可知,欲使1.2橫向結(jié)構(gòu)的LMS算法其收斂,則自適應(yīng)步長(zhǎng)的取值范圍為:0<<1/設(shè)計(jì)自適應(yīng)濾波器時(shí),確定濾波器的結(jié)構(gòu)之后,就max,max為輸入信號(hào)采樣值X(n)間的相關(guān)性矩陣的[6]要設(shè)計(jì)自適應(yīng)算法,以調(diào)整濾波器參數(shù)達(dá)到最優(yōu)濾波
8、.最大本征值.自適應(yīng)算法是根據(jù)某種判據(jù)來(lái)設(shè)計(jì)濾波器的,其目標(biāo)由迭代公式可知,自適應(yīng)步長(zhǎng)的大小是表征迭是使某一特定的代價(jià)函數(shù)最小化.代快慢的物理量.采用小的值收斂慢,但系統(tǒng)穩(wěn)定,自適應(yīng)算法的種類很多,根據(jù)其優(yōu)化準(zhǔn)則的不同失調(diào)也小;采
