变宽度凸组合变阶数LMS自适应滤波算法.pdf

第34卷第3期
系统工程与电子技术
Vol 34 No. 3
2012年3月
Systems Engineering and Electronics
March 2012
文章编号:1001-506X(2012)03-0451-06
变宽度凸组合变阶数LMS自适应澽波算法
芮国胜',苗俊”,张洋2,王林
(1.海军航空工程学院电子信息工程系,山东烟台264001;
2.海军航空工程学院研究生管理大队,山东烟台264001)
摘要:为了进一步改善凸组合变阶数最小均方( convex combination variable fractional tap-length least
mean square, CETTLMS)自适应滤波算法的稳态性能,在证明其稳态性能的基融上,提出了一种变宽度凸组合变阶
数( variable width- CETLMS, VW CFTLMS)自适应滤波算法,并给出参数的选择依据。仿真结果验证了低信噪
比情况下,VW- CFTLMS算法稳态性能和参数选择依据的正确性;同时该算法的稳态性能要优于 CFTLMS算法,
其额外均方误差相比于 CETLMS算法降低約1.8dB,具有实用价值
关键词:自适应滤波器;凸组合;变宽度;最小均方误差;变阶数
中图分类号:TN911
文献标志码:A
DOI:10.3969/j.1issn.1001-506X.2012.03.04
Convex combination of adaptive filters for variable width and variable
fractional tap-length LMS algorithm
RUI Guo-sheng, MIAO Jun, ZHANG Yang, WANG Lin
1. Department of Electronic In formation Engineering, Naval Aeronautical and Astronautical
Universit y, Yantai 264001, China; 2. Graduate Students Brigade, Naval
Aeronautical and Astronautical University, Yantai 264001, China)
Abstract To further improve the steady-state performance of the convex combination of adaptive filter for variable
fractional tap-length least mean square(CFTL)algorithms, a onvex combination of variable width(VW)and variable
tap-length adaptive filter ng a o m is proposed based on the roof of the steady state performance of CFTI MS algo-
rithm and the choice principles of parameters are given. Simulation results show the correctness of steady-state perform
ance analysis and parameter selection princ ps of the VW-CFTLMS algorithm under lower NR conition, and te stead
y-state perormance of the al ori m is eor o hat of the CFTLMS agorithm, of which the excess mean square error
is lowered by about 1.8 db
Keywords adaptive ilter; convex combination; variable width; least mean square(LMS)error; variable tap-length
FTI.MS)算法对前两种算法进行了改进,提高了算法的灵
活性和收敛性能,并大大减少了计算量。但是, FTLMS算
滤波器的阶数是最小均方( least mean square,LMS)法性能取决于固定参数的选择,在低信噪比情况下很难获
算法中的一个重要参数,在LMS算法运用时,通常自适应得快速的收敛速率和较小的稳态均方误差,其应用受到了
滤波器的阶数是固定的。在实际应用中,LMS最优滤波器局限。文献[4中提出一种凸组合自适应滤波算法,政进了
的阶数是未知或变化的,为了克服阶数选择不当带来的额 FTLMS算法在低信噪比情况下的系统性能,但没有给出
外误差,通常选择一个远大于实际未知阶数的阶数值来进系统稳定性能的证明。本文在证明文献[4]稳定性能的基
行滤波器设计;但较大阶数增加了滤波算法复杂度的同时础上,提出了一种变宽度凸组合分数阶变阶数LMS自适应
也可能带来较大的稳态误差。
o (variable width convex combination variable fractional
为了克服上述问题,变阶数LMS算法应运而生,如分tap- length LMS,VW- CFTLMS)算法,并给出了参数选择
割滤波器IMS算法、梯度下降LMS算法和分数阶数依据。由仿真实验可知,在低信噪比情况下,VW- CETLMS
LMS算法?。其中,前两种算法均假设滤波器阶数为整算法的稳态性能以及参数选择依据是正确的,与 CETLMS
数,限制了滤波器设计的灵活性,同时也带来了一定的误算法相比,其额外均方误差( excess mean square error,
差。分数阶数最小均方( fractional tapr-length I MS,EMSE)降低约1.8dB,具有一定实用性。
收稿日期:2011-05-17;修回日期:2011-09-1
作者筒介:芮国胜(1968-),男,教授,博上研究生导师,主要研究方向为现代通信系统、小波理论及其应用。E-mail:1219415l2@q.com