基于分数低阶统计模型的粒子滤波器.pdf

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1、2010年第2期·设计与研究·文章编号：1001—2265(2010)02—0035—02基于分数低阶统计模型的粒子滤波器杨保海，查代奉(九江学院电子工程学院，江西九江332005)摘要：在alpha稳定分布噪声下，传统的基于二阶模型的粒子滤波器性能会出现退化，文章提出了一种基于分数低阶模型的分数低阶粒子滤波器(FLOS—PF)，并给出了具体的运算公式。用这种方法对高斯噪声和alpha稳定分布噪声下的正弦信号分别进行仿真，仿真结果表明，分数低阶粒子滤波器在处理高斯噪声时，其结果与标准的粒子滤波器(GSPF)相当

2、，但是在处理alpha稳定分布噪声时，分数低阶粒子滤波器的仿真结果明显优于标准的粒子滤波器。关键词：分数低阶；仪稳定分布；粒子滤波器中图分类号：TP39l文献标识码：AAFractionalFiiterBasedontheFractionalLowerOrderStatisticalModelYANGBao—hai，ZHADai—feng(CollegeofElectronicEngineering，JiujiangUniversity，JiujiangJiangxi332005，China)Abstract：

3、Theperformanceoftraditionalparticlefilterwouldbedegenerateinalphastabledistributionnoise．Anewfractionallowerorderparticlefilterbasedonfractionallowerordermodelwaspresentedinthispaper，andthedetailedoperationalgorithmwasproposed．Thesinesignalembededingaussionn

4、oiseandthealphastabledistribitionnoisewassimulatedwiththenewmethodrespectively，Simulationresultsshowedthattheperformanceofthenewmethodbasedonfractionallowerordermodelsimilartostandardparticlefilteringausssionnoisewhileoutperformsthestandardparticlefilterinal

5、phastabledistributionnoise．Keywords：fractionallowerorder；alphastabledistribution；Particlefilter噪声、电路传输线上瞬间尖峰、语音信号和生物医学信O引言号等含有脉冲噪声的场合。迄今为止，除了文献[4]粒子滤波是一种利用一些随机样本来表示系统状用蒙特卡洛方法来推导了含加性稳定分布噪声参数态变量的后验概率分布的递推贝叶斯滤波方法，随着的最大似然估计公式，其他用蒙特卡洛方法处理含计算机性能的提高，其在非线性、非高斯系统方面逐步

6、稳定分布的信号还没有很好的解决。本文提出了一种得到广泛的应用。目前粒子滤波器最主要的缺点是重在分数低阶统计量下的参数化的分数低阶粒子滤波器采样带来的粒子枯竭问题，蒙特卡罗(MenteCarlo)方(FLOS—PF)。法是解决粒子枯竭问题的主要的方法。但是大部分的1alpha稳定分布描述蒙特卡罗公式是基于非参数技术，利用后验概率密度函数直接推导下一个采样粒子。文献[1]利用高斯假我们通常用稳定分布来描述具有显著尖峰脉冲设和最初时刻的均值和方差提出了一种高斯粒子滤波波形和较厚拖尾的随机信号，稳定分布是唯一的器(GP

7、F)，GPF也可以作为一个模块用于更复杂的滤一类构成独立同分布(i．i．d)随机变量之和的极限分波一高斯求和滤波器(GSPF)。布，其概率密度比高斯分布概率密度有更厚的拖尾，所O／稳定分布是一种包含高斯分布密度的更广的分以比高斯分布有更广泛的适用性。Ot稳定分布没有统一布。通常用于描述那些高斯分布无法很好描述的信号形式的概率密度函数，其二阶及二阶以上统计量均不和噪声。如某些通信信号、海洋声纳采集到的信号、雷存在。但它的特征函数存在统一的形式，所以通常用特达回波信号以及无线电信道噪声、城区环境噪声、大气征函数对其

8、进行描述：收稿日期：2009—08—12基金项目：困家自然科学基金(60772037)；江西省教育厅科技项日(GJJ09344)作者简介：杨保海(1978一)，男，河南郑州人，九江学院电子工程学院讲师，硕士，主要研究方向为数字罔像处理，信号处理，(E—mail)yangbaohai@sohu．COI]I·设计与研究·组合机床与自动化加工技术s(t)=expIj~tt—ItI。[1+j／