自适应滤波算法研究及其Matlab实现-王鲁彬

自适应滤波算法研究及其Matlab实现王鲁彬1,翟景春1,熊　华2(1.　　264001;2.　　200436)　:在对自适应滤波器相关理论研究的基础上,重点研究了LMS自适应滤波算法,给出了不同信噪比条件下,LMS算法的Matlab仿真实现的滤波结果,通过分析仿真结果可以看出,在一定信噪比范围内,LMS算法在未知信号与噪声统计特性的条件下可以达到较好的滤波效果。:自适应滤波;LMS;信噪比;收敛步长:TN911.72　　　　　:A　　　　　:1004373X(2008)0317402AdaptiveFilterAlgorithmResearchandMatlabRealizationWANGLubin1,ZHAIJingchun1,XIONGHua2(1.FoundationDepartment,NavalAeronauticalEngineeringAcademy,Yantai,264001,China;2.NavalAeronauticalOrdnanceRepairInstitute,Shanghai,200436,China)Abstract:Onthebasisofresearchonadaptivefiltertheory,LMSadaptivefilteralgorithmisespeciallystudied,andfilterresultsofLMSalgorithmaregivenusingMatlabindifferentSNR.ItcanbeconcludedthroughanalyzingsimulationresultsthatLMSalgorithmhasbetterfilterresultswithoutsignalandnoisestatisticalcharacteristicsinsomecertainSNR.Keywords:adaptivefilter;LMS;SNR;convergencestep:20070626　　,。。,、、、、、。,[1-6],,,。,,LMS,。1　,,,,。:;。,,,。(IIR)(FIR),。IIR,,,。FIR,,[2],,FIR,1。:y(n)=WT(n)X(n)=∑N-1i=0wi(n)x(n-i)(1),n,N,X(n)=[x(n),x(n-1),…,x(n-N+1)]T,W(n)=[w0(n),w1(n),…,wN-1(n)]T。图1　自适应滤波器结构2　LMSLMS[2,3],LMS,174:Matlab,。ε:ε=E[e2(n)]=E[(d(n)-y(n))2](2),d(n),e(n)。(1)y(n)(2):ε=E[d2(n)]+WT(n)RW(n)-2WT(n)P(3),R=E[X(n)XT(n)]N×N,。P=E[d(n)X(n)]N×1,d(n)。,W＊=[w＊0,w＊1,…,w＊N-1]:εW(n)W(n)=W＊=0(4)　　:RW＊-P=0(5)　　,R,R-1,:W＊=R-1P(6)　　(6),RPW。,RX(n),Pd(n)X(n)。LMS,W(n+1)W(n),:W(n+1)=W(n)-u(n)(7),u[4,7],(n)n,:(n)=E[e2(n)]W(n)=-2E[e(n)X(n)](8)　　-2e(n)X(n)-2E[e(n)X(n)],Widrow-HoffLMS,:W(n+1)=W(n)+2ue(n)X(n)(9)3　:。f0=1000Hz,A=2,FIRN64,u=0.001,0,δ0.64,2,6.32,(SNR)5dB,0dB,-5dB,LMS2～4。,signal,noise,input,output64,0.001。图2　SNR=5dB时滤波仿真结果图3　SNR=0dB时滤波仿真结果图4　SNR=-5dB时滤波仿真结果　　:(1),LMS,;(2)(SNR=0dB),LMS,;(3)SNR=-5dB,LMS,,。,LMS,。LMS,,,。(下转第178页)　175《》20083266　3　TSMC0.18μmCMOS,1.8V,1.58GHz。,。,LNAS,4。图4　仿真结果4(a),1.58GHz,LNA,4(b)S11,,。1　LNA频率/GHz1.58电压/V1.8电流/mA1.9S11/dB-28.4S21/dB7.2NF/dB1.3IP-1dB/dBm1.6工艺0.18μmCMOS4　　LNA,。参　考　文　献[1]ThomasLeeH.CMOS[M].,,.:,2007.[2]ShaefferDK.A1.5V,1.5GHzCMOSLowNoiseAmpli-fier[J].IEEE.Solid-StateCircuits,1997,32:745-758.[3]HungWeiChiu.A2.17dBNF5GHz-BandMonolithicCMOSLNAwith10mWDCPowerConsumption[J].IEEETrans.MicrowaveTheo.andTech.,2005,53(3):813-824.[4]TrungKienNguyen.CMOSLow-NoiseAmplifierDesignOptimizationTechniques[J].IEEETrans.MicrowaveTheo.andTech.,2004,52(5):1433-1442.　魏玉香　女,1983年出生,硕士研究生。主要从事CMOS射频集成电路的研究。　　(上接第175页)LMS,,。4　　,LMS,:LMS,,,u。、,LMS。参　考　文　献[1],.LMS[J].,1997,12(3):171-174.[2].[M].:,1989.[3],.LMS[J].,1996,12(2):52-56.[4]WidrowB.AdaptiveNoiseCancelingPrinciplesandApplica-tion.IEEE,1975,63(12).[5].、[M].:,2003.[6].[M].:,1995.[7],.[J].,1990,18(4):63-69.　王鲁彬　女,1983年出生,山东临清人,硕士生。研究方向为系统分析与集成。翟景春　男,1956年出生,北京人,硕士,副教授。研究方向为复杂系统建模与仿真。熊　华　男,1970年出生,湖北公安人,硕士,工程师。研究方向为航空系统分析与维护。178:ADSCMOS