自适应噪声抵消技术研究及DSP实现

发布时间：2020-08-17 19:44

【摘要】：近几十年来,随着自适应滤波理论和算法的不断发展,自适应滤波技术得到了广泛应用。特别是数字集成电路和计算机技术的迅猛发展为自适应信号处理技术的应用提供了十分优越的条件。自适应滤波技术是现代信号处理的重要组成部分,其以自适应滤波的算法及其应用为重点研究对象。当前,以高性能DSP为核心,结合相关自适应滤波算法的数字式消噪系统成为新的发展趋势。因此,构建一个基于DSP的噪声抵消器,在此基础上进行自适应算法移植,实现高性能的噪声抵消功能,具有重要的实用价值。文中首先分析了自适应滤波器的基本原理、结构及应用,重点对基于最小均方误差(MMSE)准则的标准LMS算法和基于最小二乘(LS)准则的RLS算法进行了深入研究;针对标准LMS算法收敛速度与稳态误差之间的矛盾,提出一种改进的变步长LMS算法,并同几种已有改进LMS算法进行了性能对比分析。其次在MATLAB环境下,介绍了几种自适应算法的实现方法,对影响标准LMS算法的参数进行了敏感性分析,并对几种自适应滤波算法在噪声对消中的应用进行了仿真研究,分析各算法的优缺点及滤波效果。同时采用实际加噪音频信号进行噪声抵消仿真,验证了文中提出改进算法的有效性。本文最后在软件仿真和相关理论的基础上,采用高速的数字信号处理芯片TMS320VC5509A、高性能的音频解码芯片TLV320AIC23及相关外围接口电路设计一个自适应噪声抵消器。在集成开发环境(CCS3.3)的软件仿真器模式下,实现了标准LMS算法与改进变步长LMS算法;在硬件仿真器模式下,采用简单且易于硬件实现的标准LMS自适应算法作为噪声抵消处理算法,通过硬件仿真器下载链接,在DSP噪声抵消系统平台上进行实时消噪处理。文中详细给出了自适应噪声抵消器的软件设计流程图,相关寄存器的配置以及各程序模块的设计,具有很好的参考价值。
【学位授予单位】：西北师范大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2011
【分类号】：TN911.4;TP368.1
【图文】：

噪声抵消,仿真输出

图 5.13 LMS 噪声抵消仿真输出初始化：输入信号长度 N=512；滤波器长度 M=64；步长因子 step=0为正弦信号 d[n]=1*sin(0.04*pi*k)；滤波输入信号为 x[n]= 1*sin(0.，其中噪声信号为均值为零的高斯白噪声，这里信噪比设置为：SNR=如下 MATLAB 代码产生：ower=var(d);ear_snr=10^(snr/10);tor=sqrt(s_power/linear_snr);se=randn(1,length(f))*factor;CCS 环境下，通过编译、链接生成公共目标代码，下载到仿真模式下的在图形显示窗口中得到的噪声抵消仿真结果，如图 5.13 所示。图中(an]；(b)为滤波输出信号 y[n]。CCS3.3 软件仿真器工作模式下，选用定点 DSP TMS320VC5509A，使用进变步长 LMS 算法，如下：or (i=order;i<N;i++)

【相似文献】