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《清华大学》 2003年
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LMS算法收敛性能研究及应用

谷源涛  
【摘要】: 论文以稳定的最大步长为切入点对加快LMS收敛速度的方法进行了全面地研究。说明增大步长取值范围是加速LMS收敛的根本途径,提出研究的三个步骤顺序是:输入信号功率谱平坦化,滤波器长度控制和叠代步长控制;并具体地研究了每个步骤,包括:(1)基于理想分析滤波器组和输入信号功率谱分段平坦的假设,分析子带加权自适应滤波器(WSAF)的工作性能:从均值意义上证明WSAF和LMS的收敛过程存在等价关系,同时解释前者稳态误差大的原因;从均方意义上分析该算法的收敛性能,得到时间常数,稳态误差,最大步长等描述自适应算法的一系列重要指标;(2)在最小均方误差准则下研究自适应滤波器长度对LMS收敛速度的影响,针对具有指数衰减包络的未知系统推导出保证LMS收敛速度最快的最优滤波器长度序列;证明当待辨识未知系统的冲激响应严格单调减时,滤波器长度的代价函数具有”简单的形状”,并通过引入对代价函数抽取的概念,将满足在抽取点上具有“简单的形状”的未知系统冲激响应的要求放松到分块能量单调减,从而极大地提高了理论的适用范围,随后构造出一种梯度搜索算法动态地寻找并跟踪最优滤波器长度;(3)基于最小均方误差准则,研究最优步长及其性质:提出最优步长定理和步长选择定理,推导出最优步长序列及变步长LMS算法收敛速度的理论极限,在此基础上提出最优变步长模型的概念;随后构造了两种实现算法:直接计算最优步长算法和平行滤波器组算法;利用前面提出的两个定理,证明了平行滤波器组算法具有逼近最优变步长模型的收敛性能。在分别研究每个步骤的基础上,将三者有机结合起来,提出一种实用的联合控制滤波器长度和步长的多延时分块LMS算法,具有收敛跟踪速度快,计算量小等优点。 此外,论文还研究非独立假设下LMS算法的收敛性能:通过分析基于独立理论推导均方叠代过程产生误差的原因,提出一个精确描述大步长情况下LMS算法均方收敛性能修正公式。 最后通过回声抵消和信道均衡等应用验证论文中提出的多种算法的实用性。
【学位授予单位】:清华大学
【学位级别】:博士
【学位授予年份】:2003
【分类号】:TN713

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【引证文献】
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1 姜洪洲;张涛;何景峰;;基于自适应滤波器的功率谱复现算法的研究[J];机床与液压;2009年06期
2 张志鹏;廉保旺;舒友国;;一种新的自适应算法在天线系统中的应用研究[J];计算机仿真;2008年08期
3 毛忠阳;王红星;宋恒;王洪利;;改善复数LMS算法收敛性能的方法[J];中国电子科学研究院学报;2011年03期
4 韩应都;蒲一平;韩方景;;功率反演算法的FPGA实现与仿真[J];航空兵器;2013年02期
5 刘俊坊;南敬昌;惠晓威;;基于自适应预失真器的BLMS算法研究[J];微计算机信息;2010年22期
6 张凯;王建业;冯增辉;;基于自适应系统辨识的收发隔离技术研究[J];现代防御技术;2010年01期
7 彭琴;童峰;;浅海水声信道自适应均衡算法[J];厦门大学学报(自然科学版);2011年04期
8 宁小玲;刘忠;罗亚松;孙臣良;;水声信道快速收敛自适应均衡算法[J];系统工程与电子技术;2010年12期
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1 陈世同;高精度光纤陀螺建模及信号处理技术研究[D];哈尔滨工程大学;2009年
2 费满锋;低仰角下宽带地空通信研究[D];西安电子科技大学;2008年
3 林斌;自适应滤波器的稳态性能研究[D];大连海事大学;2008年
4 马家义;车用发动机排气噪声有源主动控制管道模拟研究[D];吉林大学;2009年
5 李宁;LMS自适应滤波算法的收敛性能研究与应用[D];哈尔滨工程大学;2009年
6 张成榆;基于PDF盲均衡算法和修正恒模算法的研究[D];大连海事大学;2010年
7 刘传林;电网畸变电流快速自适应检测方法[D];武汉大学;2012年
8 单志明;α稳定分布参数估计及自适应滤波算法研究[D];哈尔滨工程大学;2012年
中国硕士学位论文全文数据库 前10条
1 姚刚;小波变换应用于NQR信号处理[D];中国海洋大学;2010年
2 蔡文;水果动态称重与自动分选控制系统研究与开发[D];浙江大学;2011年
3 钟玉仔;100Gbps及以上相干偏振复用光纤通信系统中电信道均衡技术的研究[D];电子科技大学;2011年
4 韩勇;光电检测电路的噪声分析与处理[D];哈尔滨工程大学;2011年
5 杨鹏;基于BP算法的自适应多径消除方法研究[D];哈尔滨工程大学;2011年
6 梁玉岚;基于二阶循环统计量的阵列信号处理[D];辽宁科技大学;2012年
7 周学文;大气激光通信系统中的时域均衡研究[D];西安理工大学;2006年
8 娄扬;基于TMS320C6713的NQR炸药探测系统信号处理[D];中国海洋大学;2008年
9 马志伟;被动声纳脉冲侦察的研究[D];哈尔滨工程大学;2009年
10 刘瑞梁;基于LMS算法的滤波研究及应用[D];华北电力大学(北京);2009年
【共引文献】
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1 郭丙华;;基于计算机网络的智能可视对讲监控系统设计[J];安防科技;2006年12期
2 王鹏;杜志明;;化学放热系统热爆炸临界值的随机性[J];安全与环境学报;2007年01期
3 刘习义;;基于SIP协议VoIP软终端的研究与实现[J];信息安全与技术;2011年10期
4 李强,王其申;消除噪声的自适应滤波方法研究[J];安庆师范学院学报(自然科学版);2004年01期
5 刘丽萍,李彩霞;卷积码UEP方案在分等级传输中的应用[J];保定师范专科学校学报;2004年02期
6 曾为民,陈泳恩;迟早门在蓝牙基带中的应用及其VHDL实现[J];半导体技术;2002年01期
7 高辉华,杨莲兴;一种适用于以太网接收器的均衡器结构及其实现[J];半导体技术;2003年07期
8 陈列,颜学龙;MADBIST系统中正弦信号发生器的设计与仿真[J];半导体技术;2003年08期
9 张强;吴小帅;;S波段微型直接变频发射机[J];半导体技术;2009年08期
10 邓婉玲;郑学仁;陈荣盛;;用于器件描述和电路仿真的新型多晶硅TFT直流模型(英文)[J];半导体学报;2007年12期
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1 项建弘;基于空时自适应处理的GPS调零技术应用研究[D];哈尔滨工程大学;2009年
2 于蕾;OFDM系统的信道估计技术研究[D];哈尔滨工程大学;2009年
3 王国亮;B型集合分拆的组合性质研究[D];南开大学;2010年
4 王铁军;非结构化对等网络资源定位技术研究[D];电子科技大学;2010年
5 覃岭;无线电侦测中的阵列处理算法研究[D];电子科技大学;2010年
6 李奇南;钢板磁悬浮系统控制[D];浙江大学;2010年
7 陈国志;电力谐波和间谐波参数估计算法研究[D];浙江大学;2010年
8 张志成;阵列信号多维参数估计理论与方法研究[D];吉林大学;2011年
9 潘文宇;一种新型MRI谱仪的设计及关键技术研究[D];中国科学技术大学;2011年
10 龚冰;毫米波/亚毫米波目标辐射特性及探测技术研究[D];南京理工大学;2011年
中国硕士学位论文全文数据库 前10条
1 覃霖;基于FPGA的自适应FIR滤波器的实现[D];中国工程物理研究院;2009年
2 张海社;智能天线算法的研究[D];山东科技大学;2010年
3 王春华;基于盲源分离的肺音信号提取研究[D];山东科技大学;2010年
4 解恺;基于多载波直扩码分多址的水声通信技术研究与实现[D];哈尔滨工程大学;2010年
5 刘文飞;改进的高频RFID识读器设计与实现[D];哈尔滨工程大学;2010年
6 邢荣荣;双基地混响建模仿真及混响背景下的目标检测[D];哈尔滨工程大学;2010年
7 李海燕;基于EMD的直扩通信窄带干扰自适应抑制研究[D];哈尔滨工程大学;2010年
8 崔凯华;部分更新RLS滤波器算法研究[D];大连理工大学;2010年
9 李婧;无线通信系统中信息道均衡技术研究[D];大连理工大学;2010年
10 苏新明;Turbo码译码算法与交织器的研究[D];辽宁工程技术大学;2010年
【同被引文献】
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1 方荇;王品红;赵淑平;;光纤陀螺用掺铒超荧光光纤光源[J];半导体光电;2006年03期
2 石光明,徐更光,王廷增,李润华;核四极共振在炸药探测上的应用[J];火炸药学报;2004年03期
3 张小飞;徐大专;;一种新的频域自适应波束形成算法[J];兵工学报;2006年03期
4 王李军;赵惠昌;严莉莉;胡泽宾;;基于时频分析和综合的GPS抗AM-FM干扰技术[J];兵工学报;2006年06期
5 费仁元,伊善贞;管道有源消声控制技术的发展与动向[J];北京工业大学学报;2003年03期
6 吴斌,费仁元,周大森;管道噪声有源控制的声学特性研究 Ⅰ理论分析[J];北京工业大学学报;2003年04期
7 吴斌,费仁元,周大森;管道噪声有源控制的声学特性研究Ⅱ实验部分[J];北京工业大学学报;2004年01期
8 费仁元;刘太文;伊善贞;;发动机排气自适应有源消声控制仿真实验[J];北京工业大学学报;2005年06期
9 李彤,张文忠,沈兰荪;盲均衡器研究的进展[J];北京工业大学学报;1995年04期
10 张奇志,周雅莉,贾永乐;一维噪声的有源控制[J];北京机械工业学院学报;2000年01期
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1 李庆中;苹果自动分级中计算机视觉信息快速获取与处理技术的研究[D];中国农业大学;2000年
2 高大威;电力系统谐波、无功和负序电流综合补偿的研究[D];华北电力大学;2001年
3 郭艳;恒模算法及其在盲波束形成中的应用[D];西安电子科技大学;2001年
4 石光明;子带滤波器组的设计方法和应用[D];西安电子科技大学;2001年
5 冯斌;计算机视觉信息处理方法与水果分级检测技术研究[D];中国农业大学;2002年
6 张光新;啤酒生产过程的全自动化控制及其应用研究[D];浙江大学;2002年
7 王峰;基于高阶统计量的水声信道盲均衡理论与算法[D];西北工业大学;2003年
8 李霞;水声通信中的自适应均衡与空间分集技术研究[D];哈尔滨工程大学;2004年
9 陈四根;阵列信号处理相关技术研究[D];哈尔滨工程大学;2004年
10 王衍勇;宽带掺铒光纤放大器关键技术研究[D];天津大学;2004年
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1 徐朝军;数字微波无线系统中的自适应均衡技术[D];西安电子科技大学;2002年
2 吕瑞兰;小波阈值去噪的性能分析及基于能量元的小波阈值去噪方法研究[D];浙江大学;2003年
3 王新亭;电子称重式水果分选机微机测控系统的研究[D];中国农业大学;2003年
4 张雄;基于Bussgang技术盲均衡算法的研究[D];太原理工大学;2003年
5 肖瑞;掺铒光纤光源研究[D];中国人民解放军国防科学技术大学;2002年
6 李毅;自适应滤波及滤波算法研究[D];西北工业大学;2003年
7 厉燕新;ARMA模型在两相流检测中的应用研究[D];浙江大学;2004年
8 胡正伟;自适应信号处理算法研究及FPGA实现[D];华北电力大学(河北);2004年
9 赵宝峰;变步长盲均衡算法的研究[D];太原理工大学;2004年
10 田宝凤;基于胎儿心率信号提取的自适应去噪算法的研究[D];吉林大学;2004年
【二级引证文献】
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1 石鑫;李春龙;李昊;;基于RLS算法的自适应噪声抵消系统研究[J];电子测量技术;2010年03期
2 徐春燕;仇洪冰;;基于椭球模型的射线跟踪地空信道模型研究[J];桂林电子科技大学学报;2011年02期
3 袁鹏飞;杨燕翔;廖国军;丘宏烈;;语音去噪LMS自适应滤波器算法的改进[J];电子设计工程;2011年01期
4 徐艳;李静;;基于LMS算法与RLS算法的自适应滤波[J];电子设计工程;2012年12期
5 李宏;张仰维;董瑾;党恩山;;浅谈谐波治理技术的发展[J];电源技术应用;2011年02期
6 李芳兰;周跃海;童峰;;一种双参数可调的水声信道自适应均衡算法[J];兵工学报;2013年06期
7 陈超;成慧;周翊;;一种基于部分信道估计的DTD算法[J];重庆邮电大学学报(自然科学版);2013年05期
8 王丽晖;;交通监控网络系统自适应优化设计研究[J];电子技术与软件工程;2014年06期
9 汤勇;熊兴中;;基于分数低阶统计量的时延估计算法比较[J];电子测量技术;2014年08期
10 宋月丽;黎仁刚;;雷达对抗系统收发隔离技术研究[J];舰船电子对抗;2012年01期
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1 殷致云;FSO广义信道特性研究[D];西安理工大学;2009年
2 张成榆;基于PDF盲均衡算法和修正恒模算法的研究[D];大连海事大学;2010年
3 单志明;α稳定分布参数估计及自适应滤波算法研究[D];哈尔滨工程大学;2012年
4 姜吉光;车内噪声品质分析与选择性消声控制方法研究[D];吉林大学;2012年
5 刘畅;回声干扰抑制中的自适应信号处理算法研究[D];电子科技大学;2013年
6 张瑶;浅海条件下主动声呐目标探测若干方法研究[D];哈尔滨工程大学;2013年
7 姬忠校;光纤陀螺性能改善技术研究[D];中国科学院研究生院(西安光学精密机械研究所);2011年
8 门志国;Volterra级数建模预报方法研究及在船舶运动预报中应用[D];哈尔滨工程大学;2012年
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1 李海燕;基于EMD的直扩通信窄带干扰自适应抑制研究[D];哈尔滨工程大学;2010年
2 姚刚;小波变换应用于NQR信号处理[D];中国海洋大学;2010年
3 蔡文;水果动态称重与自动分选控制系统研究与开发[D];浙江大学;2011年
4 李慎之;毫米波无源成像超分辨算法研究及DSP实现[D];电子科技大学;2011年
5 刘翀;多种轿车风扇性能对比与仿真研究[D];吉林大学;2011年
6 秦运柏;超声红外定位系统抗干扰技术研究[D];吉林大学;2011年
7 李婵;短波通信基带串行Modem的算法研究及其DSP平台的构造与实现[D];北京邮电大学;2011年
8 魏士杰;基于PSO和DE优化神经网络的柴油机故障诊断研究[D];中北大学;2011年
9 孔飞;功放预失真技术的研究[D];电子科技大学;2011年
10 王瑞;电动负载模拟器力矩畸变及性能改善方法研究[D];哈尔滨工业大学;2010年
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1 韩继勇;;自适应滤波在地震勘探中的应用[A];1996年中国地球物理学会第十二届学术年会论文集[C];1996年
2 周永军;卢智远;牛中奇;孔令锋;;自适应滤波器在心电信号检测中的初步应用[A];全国非电离辐射与电离辐射生物效应及防护学术研讨会论文汇编[C];2004年
3 王晓琳;王大宇;刘碧龙;;基于矢量传感器的水下有源吸声研究[A];中国声学学会2009年青年学术会议[CYCA’09]论文集[C];2009年
4 李正周;董能力;金钢;刘顺发;;基于自适应滤波的强起伏背景下弱小目标检测[A];第二届全国信息获取与处理学术会议论文集[C];2004年
5 李国峰;吴岳;秦世才;;LMS自适应滤波器的FPGA实现方法[A];第十届全国信号处理学术年会(CCSP-2001)论文集[C];2001年
6 蒋薇薇;杨萍;王昱洁;;基于变步长LMS算法的自适应滤波器研究[A];第八届全国信息获取与处理学术会议论文集[C];2010年
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9 刘斌;魏贤龙;李卓;;基于支持向量机的Widrow自适应滤波器[A];2006中国控制与决策学术年会论文集[C];2006年
10 刘勇;沈毅;胡恒章;;递归神经网络自适应滤波器[A];1998年中国智能自动化学术会议论文集(上册)[C];1998年
中国博士学位论文全文数据库 前10条
1 倪锦根;变设计参数子带自适应滤波器研究[D];复旦大学;2011年
2 谷源涛;LMS算法收敛性能研究及应用[D];清华大学;2003年
3 林耀荣;自适应滤波理论及其在回波消除中的应用研究[D];华南理工大学;1999年
4 韩加蓬;基于轮胎纵向刚度估计理论的间接轮胎压力监测技术研究[D];江苏大学;2008年
5 韩华;基于LMS算法的自适应逆控制方法研究[D];中南大学;2008年
6 李宁;LMS自适应滤波算法的收敛性能研究与应用[D];哈尔滨工程大学;2009年
7 吴云峰;计算智能新技术及其生物医学信号分析应用[D];北京邮电大学;2008年
8 林斌;自适应滤波器的稳态性能研究[D];大连海事大学;2008年
9 毕云龙;自适应声学回声抑制算法研究及其VLSI芯片设计[D];哈尔滨工业大学;2010年
10 吴敬兵;企业配电网电能质量检测及控制方法研究[D];湖南大学;2011年
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1 王丽丽;自适应滤波器在高次非球面面形检测的应用研究[D];长春理工大学;2010年
2 冉兴萍;自适应滤波器的研究[D];西北师范大学;2013年
3 张盈盈;自适应滤波器的研究及其在齿轮箱特征提取中的应用[D];中北大学;2010年
4 赵光丛;基于优化算法的自适应滤波器设计及其应用研究[D];南京航空航天大学;2013年
5 陈达荣;基于粒子群优化算法的自适应滤波器电路设计[D];西安电子科技大学;2013年
6 钱佳;船舶动力定位系统非线性自适应滤波器研究[D];江苏科技大学;2013年
7 钟灼均;基于LMS滤波器在热工信号处理中的应用研究[D];华北电力大学(北京);2011年
8 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
9 张银行;子带自适应滤波器的FPGA实现[D];西南交通大学;2010年
10 李红艳;自适应滤波器的FPGA实现及应用研究[D];中南大学;2011年
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