基于多尺度小波变换的变步长LMS滤波算法.pdf

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1、2012年第3期工业仪表与自动化装置·5·基于多尺度小波变换的变步长LMS滤波算法缑新科，王娜娜(兰州理工大学电气工程与信息工程学院，兰州730050)摘要：对LMS自适应算法、基于抽样函数的变步长LMS算法和基于多尺度小波变换的自适应滤波算法进行了研究，在此基础上把变步长LMS算法与多尺度小波变换相结合，产生了新算法。该算法一方面可以克服固定步长LMS算法在收敛速度与收敛精度方面与步长因子的矛盾；另一方面，小波变换的引入减少了输入向量自相关矩阵的条件数，提高了收敛速度、跟踪性能和稳定性。最后对算法的

2、性能进行了计算机仿真比较，仿真结果表明：基于多尺度小波变换的变步长LMS滤波算法具有较快的收敛速度和更强的抑噪能力。关键词：自适应滤波；LMS算法；变步长；小波变换；Matlab仿真中图分类号：0231文献标志码：A文章编号：1000—0682(2012)03—0005—05AnadaptiveLMSalgorithmwithvariablestepbasedonmulti-scalewavelettransformGOUXinke，WANGNana(CollegeofElectricalandInf

3、ormationEngineering，LanzhouUniversityofTechnology，Lanzhou730050，China)Abstract：ThepaperrepresentsanewalgorithmfromthemergenceofthevariablestepsizeLMSalgorithmandthemulti—scalewavelettransformonthebasisofstudiesofLMSalgorithm，variablestepsizeLMSalgorithm

4、basedonsamplefunction，andLMSadaptivefilteringalgorithmbasedonmulti-scalewavelettransform．Ononehand，thisnewalgorithmcanovercomethecontradictionbetweenthefixedstepsizeLMSalgorithm’Sspeedandaccuracyofconvergenceanditsstepfactors．Ontheotherhand，theintroduct

5、ionofwaveletreducetheconditionsofauto—correlationmatrixoftheinputvector，andimprovethespeed，trackingperformanceandstabilityofcontradication．Finally，thealgorithmiscomparedbycomputersimulation，thesimulationresultsshowthataadaptiveLMSalgorithmwithvariablest

6、epbasedonmulti·scalewavelettransformhasfasterconvergencespeed，betterperformance，andstrongerrobustnessagainstnoiseanddisturbance．Keywords：adaptivefiltering；LMSalgorithm；variablestepsize；multi—scalewavelettransform；Mat1ahsiml11ation态失调之间的要求上存在着比较大的矛盾。为了克0

7、引言服这一矛盾，提出了许多改进型LMS算法。变步长1967年Windrow等人提出了自适应LMS滤波LMS算法因其可以克服收敛速度和稳态误差算法，自适应滤波系统的参数能自动的调整而达到这一固有矛盾，所以一直是时域LMS算法研究的热最优状况，而且在设计时，只需要很少的或根本不需点之一，通过对变步长LMS算法的分析，建立了步要任何关于信号与噪声的先验统计知识。自适应滤长因子与误差信号e之间的非线性函数关系，得波器的冲激响应或滤波参数是随外部环境的变化而到了基于抽样函数的变步长LMS算法。该算法在变化的，经

8、过一段自动调节的收敛时间达到最佳滤保证较好的收敛精度下提高了收敛速度和跟踪速波的要求。经典LMS算法易于实现，性能稳定，度，更大程度上解决了收敛速度和稳态误差的内在应用广泛，但在收敛速度、时变系统的跟踪能力和稳矛盾。但是，这种变步长LMS算法的收敛速度对输入信号的自相关矩阵的特征值分布敏感。分布越收稿日期：2011—12—05散，即输入信号自相关矩阵的条件数越大时，该算法作者简介：缑新科(1967)，男，工学硕士，教授，硕士研究生导师，研究方向为数字信号