RLS算法在无绳电话通信系统中的应用研究

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1、RLS算法在无绳电话通信系统中的应用研究第28卷第5期2011年10月贵州大学(自然科学版)JournalofGuizhouUniversity(NaturalSciences)Vo1.28No.5Oct.20l1文章编号1000—5269(2011)05—0061—05RLS算法在无绳电话通信系统中的应用研究张惠兴,刘增力,唐克银(昆明理工大学信息工程与自动化学院,65o5oo)摘要:本文阐述了RLS算法的原理,对RLS算法在无绳电话通信系统中的应用进行研究.考虑无绳电话通信系统中存在的问题及特点,建立仿真模型,试验不同条件下RLS自适应滤波器滤除单频噪声及白噪声的性能并给出结果,

2、最后对RLS算法在无绳电话中的实际应用进行了一些探讨.关键词:RLS算法;无绳电话;自适应滤波器中图分类号:TN916.9文献标识码:A无绳电话由模拟到数字,由单信道到多信道,由一个母机带一个子机到一个母机带多个子机,技术不断发展.由于其便利性,无绳电话在人们的13常生活中被广泛使用.在无绳电话通信系统中,子机与母机间的通信除了语音通信外,还要进行数据通信,如开机,关机,拨号等.在无绳电话通信系统研发过程中,经常会碰到一个问题,那就是在信号较好的地方或不存在串扰时,先在子机与母机之间建立通信,然后走到某些信号比较弱的地方,这时子机与母机之间或子机通过母机与外线的用户之间能较好进行语音

3、通话,但子机却无法通过关机命令通过母机挂机,或者在相同的地方,处于待机状态的子机与母机之间无法建立通信.其原因是由于存在噪声或串扰,开关机信号,寻呼信号或拨号信号在解调输出后误码率较高所导致.如果能采取一些办法改善噪声或串扰的带来的影响,无绳电话通信系统的性能将得到改善,其有效通信距离将得到提高.RLS算法广泛应用于波束形成,信道均衡,噪声对消,系统识别等领域,针对无绳电话系统通信协议不复杂,实现相同功能的信号的编码固定,通信的双方的处理器中可预存这些编码的码本,系统的通信信号为平稳信号,噪声为加性白噪声的这些特点,应用RLS算法对噪声进行滤波是非常合适的.1RLS算法原理[】[][

4、3][]由LS算法的原理可知,对于LS自适滤波器的一种实现方式已经存在,对一个新的时刻,将新得到的数据增加到数据矩阵中,然后解新的Ls方程,得到新的时刻的权系数,但这种方法太耗费运算资源.在此希望与最陡下降和LMS算法类似,导出Ls自适应滤波器的递推公式.这相当于已知(/Z一1)=[W0(n一1),Wl(/7,一1),…,一.(n一1)]’(1)在/Z时刻,递推更新W(n),使之满足最小二乘解,这就是递推LS算法,即RLS算法.定义最小化的代价函数为()=∑(n,)le()l0<(几,)≤i=l1(2)其中,n随时间可变,(n,i)是对误差进行的“加权因子”,其选取时应该考虑给

5、”较新的时刻”更大的比例,”较久远的时刻”更小的比例,(n,i)经常使用一种指数”忘却”因子如下口(n,)=A～,i=1,2,…,n0<A≤1(3)定义e()e(i)=d(i)一Y(i)=d()一(n)x(i)(4)则最小化的代价函数化为:(n)=∑AId()一(n)()l(5)为使其最小化,如下正则方程需要得到满足(n)(n)=z(凡)(6)收稿日期:2011一O8—11作者简介:张惠兴(1968一),男,贵州长顺人,工程师,研究生,研究方向:信号与信息处理,Email:zhanghx003@163.tom.通讯作者:张惠兴,Email:zhanghx003@163.com.

6、?62?贵州大学(自然科学版)第28卷即(n)=(n)(n)(7)其中(n):∑A(i)x()(8)(n)=∑An-ix(i)d()(9)式中d(i)为d()取共轭,以下类似.由(8)(9)两式可得到它们的递推公式为(n):A(n一1)+(n)(n)(10)(n):Az(n一1)+(n)d(n)(11)根据矩阵反引理[5]可得P(n)=AP(n一1)一人k(n)(n)P(n一1)(12)式中P(n)=(n)(13),=式(12)称为RLS黎卡提(Riccati)方程.在求得这个方程后,可进一步推导出W(n)的递推方程.由(11)(13)可得(n)=P(n)[Az(n一1)+(n)d(

7、n)](15)进一步推导可得(n)=(n—1)+后(n)占(n)(16)式中(n)的共轭占(n)为(n)=d()一(凡一1)(n)(17)将(14)(17)(16)(12)按次序执行,就得到了RLS自适应滤波的递推算法.总结如下:(1)计算RLS增益矢量:=(2)计算前验估计误差:(n)=d(n)一(一1)(n)(19)(3)更新权系数矢量:(n)=(n一1)+后(n)占(n)(20)(4)递推系数矩阵:P(n)=A-lP(凡一1)一Ak(n)(n)P(n