一种改进的变步长LMS自适应滤波算法.pdfVIP

第3O卷第9期 计算机应用与软件 Vo1．30 No．9 2013年 9月 ComputerApplicationsandSoftware Sep．2013 一 种改进的变步长 LMS自适应滤波算法 石嘉豪 罗雅愉 刘威杨 梅剑寒 王为凯 (华南理工大学电子与信息学院 广东 广州510641) 摘 要 针对最小均方算法收敛过程中收敛速度与稳态误差的矛盾，提出一种基于反正切函数的归一化最小均方算法。该算法 利用反正切函数和误差自相关的时间估计建立 了步长与误差之间的非线性关系，抑制环境中的非相关噪声，同时引入归一化信号功 率扩大输入信号的取值。仿真结果表明，该算法具有较快的收敛速度、较低的稳态误差，同时具备较好的系统时变跟踪能力。 关键词 自适应滤波 变步长 最小均方 反正切函数 中图分类号 TP302．7 文献标识码 A DOI：10．3969／j．issn．1000-386x．2013．09．051 A M oDIFIED VARIABLE STEP SIZE LMSADAPTIVE FILTERING ALGoIUTHM ShiJiahao LuoYayu LiuWeiyang MeiJianhan WangWeikai (SchoolofElectronicandInformationEngineering，SouthChinaUniversityofTechnology，Guangzhou510641，Guangdong，hCina) Abstract Aimingatthecontradictionbetweenconvergencerateand~taticerrorinconvergenceprocessoftheleastmeansquare(LMS) algorithm，anormalisedLMSalgorithm basedonractangentfunctionisproposed．Inthisalgorithm，ractnagentfunctionnadtimeesfimmionof theerrorautocorrelationareutilisedtoestablishanon—linera relationbetweenthestepfactorandtheerrortosuppresshtenon—correlatednoise intheenvironment；meanwhile，thenormalised signal powerisintroduced toexpandthevaluernageofinputsigna1．Simulationresults confirm htattheproposedalgorithm hasfasterconvergencerate，lowerstoicerrorandhasbettercapabilityof system time-varyingtracking． Keywords Adaptivefiltering Variablestepsize Leastmena squrae Arctna gentfunction KwongRH等 于1992年提出Kwong算法，通过均方瞬时 0 引 言 误差e(n)控制步长的更新。算法在低噪声环境中能够在收敛 速度和稳态误差之间折中取得较好的性能，但是当噪声较大时， 自适应滤波算法广泛应用于信号处理领域，例如雷达、声 步长容易受到噪声干扰从而偏离预期的更新过程。AboulnasrT 纳、系统辨识 、智能天线等方面，原理如图1所示。在众多的 自 等 提出的算法同样能够折中取得好的算法性能，而且在收敛 适应算法中，最小均方算法以其结构简单、运算量小的特点，得 过程中避免非相关噪声的影响，但是跟踪能力有限，尤其