非高斯噪声环境下的比例自适应滤波算法研究

发布时间：2020-07-07 07:16

【摘要】：自适应滤波器具有实时跟踪信道的特性,其核心部分是自适应滤波算法,算法的优劣决定了滤波的性能。在不同环境中,适用的算法也有所不同,选择合适的算法能提高滤波器的收敛速度、降低稳态误差。通信系统中存在大量长稀疏信道,它的大量权重系数为零值或者逼近零值,只有少量权重系数有显著的值。传统的自适应滤波器采用一个全局步长参数,所有的信道权重系数全都是同一个固定参数,导致算法收敛速度受最小的参数的影响,并且较大的权重系数收敛到它的最优值需要较多的迭代次数,因此其收敛性能不理想。为解决这一问题,研究者提出各种改进算法,其中比例类改进是一种简单有效的方式,最典型的是将LMS算法改进为PNLMS算法。实际环境中有大量的非高斯冲激噪声干扰,这种噪声会使得算法变得敏感从而性能恶化。通过选择合适的误差准则能有效的改善这一问题,其中效果较好的有最小平均p范数准则(MPE)和最大相关熵准则(MCC)。本文利用MPE准则强抗尖峰干扰特性,对PLMP算法进行改进。首先对其进行归一化得到PNLMP算法,在具有较大的强脉冲噪声时有较好效果。此外引入-律方法,得到MPNLMP算法,它能跟踪权重系数的变化趋势,给大权重系数以合适的比例步长,提高收敛速度减小稳态误差。此外为了进一步提升性能,再引入了CIM方法,得到CIM-PNLMP算法,它能获得最优的比例步长,得到目前最佳的收敛速度和稳态精度,但计算复杂度高。此外,MCC准则在非高斯噪声环境中也具有较强鲁棒性,因此本文将-律方法和CIM方法引入PMCC算法,得到改进的MPMCC算法和CIMPMCC算法,这两种新算法在稀疏信道下有很好的滤波性能。CIMPMCC算法虽然效果最优,但是计算量过大。此外对MPMCC算法进行简化处理得到新算法SMPMCC算法,其计算简单,虽然收敛误差有所增加但是依旧能保持快速的收敛速度。SPMCC收敛速度快,但是损失了一定的稳态失调,PMCC的收敛速度慢,但是稳态失调低。为了平衡收敛速度和稳态失调,将PMCC和SMPMCC进行自适应凸组合,得到CSMPMCC算法,既有较好的收敛速度又有不错的稳态误差。本文之前所提算法的输入信号均为非相关信号,但当输入信号为相关信号时,滤波性能恶化。为了解决这个问题,本文利用解相关方法,去掉相邻输入信号之间的相关性,得到解相关的DMPMCC算法。实验证明在输入信号为相关信号时,DMPMCC算法有更加优越的滤波性能。本文通过MATLAB软件进行实验仿真,验证了本文所提的各种改进算法具有更好的滤波性能。
【学位授予单位】：电子科技大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2019
【分类号】：TN713

【参考文献】

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1 郭莹;侯明云;;基于指数梯度和凸组合的稀疏自适应滤波算法[J];仪器仪表学报;2014年04期

2 赵愉;彭最亮;李锋;;一种新的变阶仿射投影算法[J];计算机工程与应用;2012年16期

3 李姣军;李刚;李恒;;LMS和RLS自适应滤波算法对比研究[J];重庆科技学院学报(自然科学版);2011年02期

4 唐洪;邱天爽;;Alpha稳定分布噪声下广义恒模算法收敛性能的研究[J];电子学报;2009年01期

5 刘铁铮;漆兰芬;;智能天线LMS算法的分析及实现方案[J];科学技术与工程;2006年09期

6 彭劲东,段正华,王梓展;一种变步长解相关LMS算法[J];计算机工程与应用;2004年30期

7 徐明远,林华芳,邱恭安;基于LMS算法的自适应均衡系统的仿真研究[J];系统仿真学报;2003年02期

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1 周琳;冲击噪声下的稀疏自适应滤波算法研究[D];沈阳工业大学;2015年

2 张波;稀疏冲激响应自适应滤波器算法研究[D];中国科学技术大学;2014年

3 陈立峰;自适应声回波抵消算法的研究与实现[D];厦门大学;2006年

本文编号：2744820