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《复旦大学》 2011年
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变设计参数子带自适应滤波器研究

倪锦根  
【摘要】:自适应滤波器在通信、雷达、声纳、图像处理、生物医学工程等领域有着极其广泛的应用。自适应滤波器与其结构、算法和应用密切相关。自适应滤波器的结构和算法决定了自适应滤波器的性能。由Widrow和Hoff提出的基于横向滤波器结构的最小均方算法,因计算量低、稳定性好和易于实现等优点,成为最流行的自适应滤波算法之一。然而,当自适应滤波器输入信号的相关性较高时,最小均方算法收敛较慢。 子带自适应滤波技术是加快最小均方算法收敛速度的有效方法之一。子带自适应滤波器通过滤波器组将输入信号进行分割并抽取。与全带输入信号相比,子带输入信号具有更低的相关性,因而在子带中进行自适应滤波能够加快自适应滤波器的收敛速度。在传统子带自适应滤波器中,每个子带单独使用一个自适应子滤波器。这种子带结构会在自适应滤波器的输出端产生混叠分量,从而使得传统子带自适应滤波器具有较高的稳态失调。 为了解决传统子带自适应滤波器中存在的混叠分量问题,Lee和Gan提出了一种新的子带自适应滤波器结构,并将其命名为多带结构。在多带结构中,每个子带使用相同的全带自适应滤波器。在此结构基础上提出的归一化子带自适应滤波器,因其固有的去相关和最小扰动特性,具有较好的收敛性能。与其他自适应滤波器相似,归一化子带自适应滤波器的收敛速度越快,稳态失调越高;反之,收敛速度越慢,稳态失调越低。自适应滤波器的使用者必须选择合适的设计参数(如步长参数,正则化参数),在收敛速度和稳态失调之间进行折中。因此,归一化子带自适应滤波器无法兼得快的收敛速度和低的稳态失调。 本文以自适应滤波在系统辨识中的应用为基础,从不同的角度出发,提出了五种变设计参数,即变步长参数、变正则化矩阵Ⅰ、变步长矩阵、变正则化矩阵Ⅱ和变联合参数,来解决归一化子带自适应滤波器中存在的收敛速度和稳态失调之间的折中问题。在推导变设计参数的过程中,采用了两种不同的原理,即均方偏差最大下降原理和系统噪声抵消原理。此外,本文还提出了一种基于L1-范数最优化的符号子带自适应滤波器,并将变正则化参数引入其中,来增强该滤波器的鲁棒性。与归一化子带自适应滤波器相比,本文提出的变正则化参数符号子带自适应滤波器具有更强的鲁棒性和更低的计算复杂度。 实验结果表明,本文提出的各种变设计参数方法能够解决子带自适应滤波器中存在的收敛速度和稳态失调之间的折中问题,从而提高了子带自适应滤波器的整体性能。
【学位授予单位】:复旦大学
【学位级别】:博士
【学位授予年份】:2011
【分类号】:TN713

【引证文献】
中国硕士学位论文全文数据库 前2条
1 夏可智;基于M估计的鲁棒自适应滤波算法在回声消除中的应用[D];西南交通大学;2014年
2 马兰申;自适应网络的分布式估计研究[D];苏州大学;2014年
【参考文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 叶华,吴伯修;变步长自适应滤波算法的研究[J];电子学报;1990年04期
2 高鹰,谢胜利;一种变步长LMS自适应滤波算法及分析[J];电子学报;2001年08期
3 罗小东;贾振红;王强;;一种新的变步长LMS自适应滤波算法[J];电子学报;2006年06期
4 刘立刚;FUKUMOTO Masahiro;张世永;;一种变步长Proportionate NLMS自适应滤波算法及其在网络回声消除中的应用[J];电子学报;2010年04期
5 吴光弼,祝琳瑜;一种变步长LMS自适应滤波算法[J];电子学报;1994年01期
6 杨波;冯久超;;一种改进的自适应滤波算法及其在回波消除中的应用[J];电子与信息学报;2008年01期
7 覃景繁,欧阳景正;一种新的变步长LMS自适应滤波算法[J];数据采集与处理;1997年03期
8 邓江波,侯新国,吴正国;基于箕舌线的变步长LMS自适应算法[J];数据采集与处理;2004年03期
9 覃景繁,韦岗;基于S型函数的变步长LMS自适应滤波算法[J];无线电工程;1996年04期
10 兰瑞明,唐普英;一种新的变步长LMS自适应算法[J];系统工程与电子技术;2005年07期
【共引文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 陈静,彭安金;基于余弦调制滤波器组的电力系统谐波分析[J];安徽电气工程职业技术学院学报;2005年03期
2 李晶;谷彩连;;小电流接地系统单相接地故障选线的算法研究[J];安徽电气工程职业技术学院学报;2008年01期
3 朱哲;钟伟红;;非平稳随机信号分析处理方法研究[J];安徽电子信息职业技术学院学报;2008年06期
4 高清维,程玉林,明军;信号子带分解和重构的小波滤波器系统及边界处理[J];安徽大学学报(自然科学版);1999年04期
5 邵丽娜;熊智新;胡慕伊;陈朝霞;;小波变换在提高油菜籽脂肪酸近红外分析精度中的应用[J];安徽农业科学;2010年12期
6 段文亮 ,刘涤尘;发电厂暂态电磁环境的小波分析法[J];安全与电磁兼容;2005年04期
7 来五星;史铁林;杨叔子;;嵌入式激光器能量实时控制系统的开发[J];半导体光电;2006年03期
8 谢永乐;李西峰;;模拟集成电路参数型故障定位方法[J];半导体学报;2008年03期
9 田芬,李开成;MEM在铁路UM2000轨道电路信号接收中的应用[J];北方交通大学学报;2003年03期
10 吴才成;测试系统中的数据融合技术[J];车辆与动力技术;2005年03期
中国重要会议论文全文数据库 前10条
1 章大勇;吴文启;吴美平;;低成本MEMS-IMU/GPS组合导航的自适应滤波器设计[A];第二十七届中国控制会议论文集[C];2008年
2 王杰令;易克初;田斌;刘祖军;;一种鲁棒的自适应调零天线接收算法[A];第二届中国卫星导航学术年会电子文集[C];2011年
3 陈丽;吴仁彪;卢丹;;一种加权的直接解算GPS定位算法[A];第三届中国卫星导航学术年会电子文集——S07北斗/GNSS用户终端技术[C];2012年
4 殷晓敏;徐婷婷;景为平;张华;;弛豫铁电单晶光传感器噪声的处理[A];中国光学学会2010年光学大会论文集[C];2010年
5 曾朝阳;贾鑫;张晓永;;线性调频连续波激光雷达测量方法研究[A];中国光学学会2010年光学大会论文集[C];2010年
6 陈晓清;马君国;赵宏钟;付强;;基于二维小波变换的激光成像雷达目标识别算法[A];中国光学学会2010年光学大会论文集[C];2010年
7 汤辰;毕传兴;徐亮;;球阵列在近场声源识别中的应用[A];现代振动与噪声技术(第九卷)[C];2011年
8 刘艳超;王保合;刘炼;;小波变换在机械结构特性分析中的应用[A];现代振动与噪声技术(第九卷)[C];2011年
9 蒋瑜;陈循;陶俊勇;;非高斯随机振动试验控制技术研究[A];第九届全国振动理论及应用学术会议论文集[C];2007年
10 蔡宗义;王占江;张德志;林英睿;朱玉荣;;花岗岩中球对称空腔解耦爆炸应力波传播分析[A];第七届全国工程结构安全防护学术会议论文集[C];2009年
中国博士学位论文全文数据库 前10条
1 范迪;沉渣厚度超声检测信号处理技术研究及应用[D];山东科技大学;2010年
2 殷复莲;同步CDMA系统NBI识别及抑制技术研究[D];哈尔滨工程大学;2010年
3 乔梁;信源定位的可观测性及跟踪技术研究[D];哈尔滨工程大学;2010年
4 王婷;EMD算法研究及其在信号去噪中的应用[D];哈尔滨工程大学;2010年
5 吴冬梅;基于达芬振子的微弱信号检测方法研究[D];哈尔滨工程大学;2010年
6 邓志鑫;基于因子图消息传递算法的伪码快速捕获方法[D];哈尔滨工程大学;2009年
7 朱广平;混响干扰中的信号检测技术研究[D];哈尔滨工程大学;2009年
8 刘文海;水下被动目标瞬态特征检测技术研究[D];哈尔滨工程大学;2010年
9 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
10 于蕾;OFDM系统的信道估计技术研究[D];哈尔滨工程大学;2009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 李锦;基于声波的运动车辆行驶状态辨识理论研究[D];南昌航空大学;2010年
3 黄正荣;基于振动波的高速公路车辆行驶状态辨识理论研究[D];南昌航空大学;2010年
4 张亮;基于小波变换与希尔伯特黄变换的心音信号分析[D];山东科技大学;2010年
5 刘桂珍;颅骨三维重建与信息提取[D];山东科技大学;2010年
6 张海社;智能天线算法的研究[D];山东科技大学;2010年
7 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
8 陈磊;激光测风雷达回波信号处理技术的研究[D];长春理工大学;2010年
9 任泉;基于光纤传感的细纱小张力检测技术研究[D];浙江理工大学;2010年
10 郭豹;基于小波变换和DTW算法的ECG身份识别系统研究[D];郑州大学;2010年
【同被引文献】
中国期刊全文数据库 前8条
1 高鹰,谢胜利;一种修正LMS牛顿算法[J];电路与系统学报;2004年03期
2 罗小东;贾振红;王强;;一种新的变步长LMS自适应滤波算法[J];电子学报;2006年06期
3 刘立刚;FUKUMOTO Masahiro;张世永;;一种变步长Proportionate NLMS自适应滤波算法及其在网络回声消除中的应用[J];电子学报;2010年04期
4 李雷雷;何剑辉;张勇刚;;分布式无线网络中的仿射投影自适应算法[J];中国传媒大学学报(自然科学版);2012年02期
5 倪锦根;商慧亮;李锋;;归一化子带自适应滤波器步长控制[J];电子与信息学报;2009年11期
6 王杰,谢胜利;具有双方对讲保护的自适应回波消除新算法[J];控制理论与应用;2005年05期
7 谢鹏;刘加;;采用变步长算法的无双端检测回声消除系统[J];数据采集与处理;2010年06期
8 高鹰,谢胜利;多路回波消除研究现状综述[J];系统工程与电子技术;2005年04期
【二级参考文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 叶华,吴伯修;变步长自适应滤波算法的研究[J];电子学报;1990年04期
2 高鹰,谢胜利;一种变步长LMS自适应滤波算法及分析[J];电子学报;2001年08期
3 阎兆立,杜利民;电话语音回声消除的研究[J];电子学报;2002年11期
4 谢胜利,周元建;一种新自适应滤波快速算法及其在多路回波消除中的应用[J];电子学报;2003年02期
5 罗小东;贾振红;王强;;一种新的变步长LMS自适应滤波算法[J];电子学报;2006年06期
6 李挥;林茫茫;胡海军;田欢;;VoIP回声消除器设计及算法研究[J];电子学报;2007年09期
7 吴光弼,祝琳瑜;一种变步长LMS自适应滤波算法[J];电子学报;1994年01期
8 覃景繁,欧阳景正;一种新的变步长LMS自适应滤波算法[J];数据采集与处理;1997年03期
9 杨学贤,张群英,侯紫峰;用于ADSL中的变步长LMS算法[J];通信学报;2002年03期
10 覃景繁,韦岗;基于S型函数的变步长LMS自适应滤波算法[J];无线电工程;1996年04期
【相似文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 苗家林;自适应滤波器的修正的时域正交性算法及其应用[J];电子与信息学报;1984年05期
2 刘侠琦;王志中;徐俊荣;;MLMS自适应滤波的改进方法[J];上海交通大学学报;1988年06期
3 陈殿仁;张子荐;;自适应滤波器的单板机实现[J];长春理工大学学报;1988年03期
4 吴正国;;自适应滤波算法的新进展[J];海军工程大学学报;1990年03期
5 赵新胜;;自适应语音回波抵消器的实现[J];军事通信技术;1990年01期
6 王正洪;;用第二代DSP芯片实现自适应噪声消抵[J];微型机与应用;1992年05期
7 杨静;;多输入正弦信号的自适应检测[J];无线电工程;1993年05期
8 邱天爽,王宏禹;一种抑制周期性干扰的二级自适应时间延迟估计方法[J];大连理工大学学报;1995年02期
9 吴荔清,郑杰,刘润华,何维望;输油管道泄漏检测信号的自适应滤波处理[J];遥测遥控;2001年04期
10 王韬,田逢春;宽带接入网中的噪声闪断技术研究[J];中国有线电视;2002年11期
中国重要会议论文全文数据库 前10条
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
7 方晓梅;昌彦君;;自适应滤波器用于瞬变电磁法工频干扰压制研究[A];中国地球物理学会年刊2002——中国地球物理学会第十八届年会论文集[C];2002年
8 张端金;刘侠;吴捷;;自适应逆控制的研究进展[A];第二十二届中国控制会议论文集(上)[C];2003年
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
中国硕士学位论文全文数据库 前10条
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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