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塊稀疏自適應濾波算法及其應用研究

發(fā)布時間:2020-06-01 02:16
【摘要】:自適應濾波算法研究一直是信號與信息處理領域的熱點,已經(jīng)廣泛應用于語音處理、回波消除、信道均衡、系統(tǒng)辨識、譜線增強、自適應陣列處理和生物醫(yī)學信號處理等諸多領域。隨著信息通信和技術的發(fā)展,傳統(tǒng)的自適應濾波算法面臨著新的挑戰(zhàn),例如,一些通信系統(tǒng)信道的脈沖響應時間很長,這導致傳統(tǒng)的自適應濾波算法迭代時間增加、收斂速度慢。另外,很多實際應用環(huán)境中廣泛存在著沖擊性強、不符合高斯分布的脈沖噪聲,在這種非高斯噪聲環(huán)境下,基于二階統(tǒng)計量的傳統(tǒng)自適應濾波算法的性能會大大下降,甚至是不能工作。針對脈沖響應時間長的系統(tǒng),充分利用其塊稀疏性,即非零的脈沖響應值成塊出現(xiàn)的特性可以提高算法性能。塊稀疏成比例仿射投影(Block-sparse Proportionate Affine Projection Algorithm,BS-PAPA)算法在計算對應的步長因子時,采用混合l_(21,)范數(shù)約束替代傳統(tǒng)的_1l范數(shù)約束。這種約束條件充分利用了未知系統(tǒng)的塊分布特征,從而取得了更好的收斂性能和識別性能。本文在深入研究傳統(tǒng)的自適應濾波算法的基礎上,考慮非高斯噪聲的影響,選用最小誤差熵(minimum error entropy,MEE)準則替代傳統(tǒng)的最小均方誤差(mean square error,MSE)準則,并且結合系統(tǒng)的塊稀疏特性,提出了基于最小誤差熵準則的塊稀疏成比例仿射投影(minimum error entropy block-sparse proportionate affine projection algorithms,MEE-BS-PAPA)自適應濾波算法,該算法結合了BS-PAPA算法針對塊稀疏信道良好的收斂特性和熵的算法對非高斯噪聲干擾的抑制能力。理論分析和仿真結果表明本文提出的算法在非高斯噪聲和高斯噪聲干擾下均具有良好的收斂性能、穩(wěn)態(tài)性能和跟蹤性能。
【圖文】:

框圖,自適應濾波器


另外,還需要使“自適應”過程得以執(zhí)行的一系列步驟或程序或經(jīng)歷“自適應”過程的“系統(tǒng)”有一個更技術化但更普及的名字“濾波器”適應濾波器也是一種維納濾波器,在無人為干擾下,可自身調(diào)節(jié)其參數(shù)的效果。由于自適應濾波器表現(xiàn)出優(yōu)異實用性和良好的濾波效果,,廣泛領域中,如回聲消除、信道均衡等[59]。適應濾波器的基本原理應濾波器的本質(zhì)是是在無人為干預下,依靠實時更新自身的參數(shù),從而盡可能的與其期望輸出信號相一致。自適應濾波器的總體框圖如圖 2.1 自適應濾波器和自適應濾波算法兩部分。從圖中可以看到,輸入信號通器調(diào)整參數(shù),產(chǎn)生了一個輸出信號,與期望信號相比較,得到了一個誤應濾波算法通過不斷調(diào)整濾波器權系數(shù),得到最優(yōu)的抽頭權系數(shù),使得,實現(xiàn)了輸出信號與期望信號逐漸相一致,從而辨識出未知系統(tǒng)或是未了最優(yōu)濾波的目標。

穩(wěn)定分布,對稱參數(shù),尺度參數(shù)


圖 2.2 a、b、c、d 分別為 =0.5,1.0,1.5,2.0 時的 -穩(wěn)定分布Fig. 2.2 a、b、c、d to -stable distribution when =0.5,1.0,1.5,2.0)參數(shù) 被稱為對稱參數(shù)。對稱參數(shù)用來描述分布函數(shù)的扭曲程度,在曲向左右傾斜移動情況。當 =0 時, -穩(wěn)定分布是對稱的,稱為 -對稱metrical -stable, S S),高斯分布滿足 S S分布。)參數(shù) 被稱為尺度參數(shù)。尺度參數(shù)用來描述服從 -穩(wěn)定分布的隨機變量離程度。)參數(shù) 被稱為位置參數(shù)。式(2.32)中的指數(shù)項 exp j t代表了概率密的平移。使用標準的 S S分布來作為非高斯脈沖噪聲模型。圖 2.2 所示為標準 S特征指數(shù) 下的概率密度函數(shù)。
【學位授予單位】:沈陽工業(yè)大學
【學位級別】:碩士
【學位授予年份】:2019
【分類號】:TN713

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本文編號:2690815

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