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《基于雙曲正弦函數(shù)的新變步長 LMS 算法-論文.pdf》由會員上傳分享，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。
1、2014年8月湖南師范大學(xué)自然科學(xué)學(xué)報(bào)V01．37No．4第37卷第4期JournalofNaturalScienceofHunanNormalUniversityAug．，2014基于雙曲正弦函數(shù)的新變步長LMS算法羅海富，劉輝，張旗(湖南師范大學(xué)物理與信息科學(xué)學(xué)院，中國長沙410081)摘要對自適應(yīng)最小均方誤差(LMS)濾波算法的步長選取問題進(jìn)行了研究．在分析現(xiàn)有變步長LMS算法的基礎(chǔ)上，通過對雙曲正弦函數(shù)進(jìn)行數(shù)學(xué)變化，構(gòu)造步長因子u(n)與誤差信號e()的函數(shù)，提出了一種基于雙曲正弦函數(shù)的新變步長LMS算法，分析了參數(shù)a．b、c
2、的選取對該算法性能的影響．仿真結(jié)果表明：該算法在收斂速度和穩(wěn)態(tài)誤差方面明顯優(yōu)于固定步長LMS算法及SVS-LMS算法．關(guān)鍵詞LMS算法；步長因子；變步長；穩(wěn)態(tài)誤差；收斂速度；雙曲正弦函數(shù)中圖分類號TN911．72文獻(xiàn)標(biāo)識碼A文章編號1000-2537(2014)04-0062-04NewVariableStep—SizeLMSAlgorithmBasedonHyperbolicSineFunctionLUOHai-fu。HUHui。ZHANGQi(CollegeofPhysicsandInformationScience，HunanN
3、ormalUniversity，Changsha410081，China)Abstracteadaptiveminimummeansquareerror(LMS)filteringalgorithmstepwasstudied．BasedonanalyzingtheexistingvariablestepsizeLMSalgorithm．throughmathematicalchangesonthehyperbolicsinefunc—tion，afunctionissetupbetweenstepsizefactorM(rt)and
4、theerrorsignale(n)function，．a(chǎn)ndanewvariablestepsizeLMSalgorithmisproposedbasedonthehyperbolicsinefunction，andtheinfluenceofparametera，b，Cvalueontheperformanceofthealgorithmwasanalyzed．SimulationresultsshowthattheproposedalgorithmsignificantlyoutperformsthefixedstepsizeL
5、MSalgorithmandSVS-LMSalgorithminconvergencespeedandsteady—stateerror．KeywordsLMSalgorithm；stepfactor；variablestep-size；seeady—stateerror；convergencerate；hyperbolicsinefunction自適應(yīng)濾波技術(shù)是現(xiàn)代信息處理技術(shù)的重要組成部分，被廣泛地應(yīng)用于智能天線、通信、生物醫(yī)學(xué)、雷達(dá)信號處理等許多領(lǐng)域．1960年，美國斯坦福大學(xué)的Window和Hof基于維納濾波理論提出的最小均方
6、誤差(LMS)算法，由于其結(jié)構(gòu)簡單、性能穩(wěn)定、計(jì)算復(fù)雜度低、易于硬件實(shí)現(xiàn)、魯棒性好等特點(diǎn)，得到了廣泛的應(yīng)用¨引．LMS算法是自適應(yīng)濾波技術(shù)的經(jīng)典算法，它基于最陡下降法的原理，以固定的步長因子U沿著權(quán)值梯度估值的負(fù)方向進(jìn)行搜索，直至達(dá)到權(quán)值最優(yōu)，從而實(shí)現(xiàn)均方誤差意義下的自適應(yīng)濾波j．所以在設(shè)計(jì)自適應(yīng)濾波器時(shí)，不需要預(yù)先知道輸入信號和噪聲的統(tǒng)計(jì)特性的先驗(yàn)知識，也不需要精確的設(shè)計(jì)信號處理系統(tǒng)的參數(shù)，特別地在濾波過程中，輸入信號是非平穩(wěn)信號時(shí)，濾波器也能夠自我進(jìn)行調(diào)節(jié)適應(yīng)．然而傳統(tǒng)LMS算法的收斂性不好，且收斂速度和穩(wěn)態(tài)誤差之間存在矛盾L5j
7、，為了克服這一缺點(diǎn)，人們相繼提出了很多改進(jìn)的變步長LMS算法引，即采用變步長來實(shí)現(xiàn)矛盾間的平衡．文獻(xiàn)[5—8]指出，衡量自適應(yīng)濾波器算法性能的4個(gè)重要技術(shù)指標(biāo)是收斂速度、算法計(jì)算復(fù)雜度、時(shí)變跟蹤能力、穩(wěn)態(tài)失調(diào)，即一種好的算法應(yīng)該具備：跟蹤速度快、收斂速度快、計(jì)算復(fù)雜度小、抗噪性能強(qiáng)、收斂精度高的特點(diǎn)．收稿日期：2013-03-10基金項(xiàng)目：湖南省自然科學(xué)基金資助項(xiàng)目(12JJ3o71)~t-通訊作者。E—mail：liuhui1366@126．com第4期羅海富等：基于雙曲正弦函數(shù)的新變步長LMS算法631LMS算法自適應(yīng)濾波器的濾波
8、原理如圖1所示，其中()為實(shí)際輸入信號，(n)為噪聲信號，Y(n)為輸出信號，d(n)為期望信號，e(n)為誤差信號．LMS算法采用輸出信號與期望信號的最小均方誤差作為代價(jià)函數(shù)[1，傳統(tǒng)固定步長LMS算法步驟¨如下：．1
