基于DSP的自适应滤波器的实现.pdf

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1、第26卷第9期计算机仿真2009年9月文章编号：1006—9348(2009)09—0281—04基于DSP的自适应滤波器的实现王丽芳，陈益平(南昌航空大学，江西南昌330063)摘要：在数字信号处理过程中，常常要处理一些无法预知的信号、噪声或时变信号，如果采用具有固定滤波系数的数字滤波器无法实现最优滤波。实现较好的滤波，必须设计自适应滤波器，以跟踪信号和噪声的变化。主要根据自适应滤波的结构及原理并对最小均方误差(LMS)算法进行了研究，同时在DSP的集成开发环境下利用C语言编程设计一个16阶LMS自适应滤波器，并在软件模拟器上实现了仿真。通过不断调整滤

2、波器的自适应步长，对实验结果进行对比分析，最后给出了结论。关键词：自适应滤波器；最小均方误差算法；数字信号处理中图分类号：TN713文献标识码：AImplementationofAdaptiveFilterBasedonDSPWANGLi—fang，CHENYi—ping(NanchangHangkongUniversity，NanehangJiangxi330063，China)ABSTRACT：IntheprocessofDigitalSignalProcessing，somerandomsignal，noiseorthetime—varyingsi

3、gnalmustbedealtwith．Theadoptionofdigitalfilterswithfixedcoefficientcannotrealizetheoptimizedfilter．ThereforeitisnecessarytodesignanAdaptiveFihertotrackthechangesofthesignalandnoise．ThispapermainlyintroducesthestructureandprincipleofAdaptiveFiherandtheresearchofLeastMeanSquareal(L

4、MS)algorithm，andpresentstheimplementationofsimulationinthesoftwaresimulatorofasixteenthordersAdaptiveFilterwhichisdesignedinClan—guageinDSP’Sintegrateddevelopmentenvironment．ThroughadjustingtheadaptivestepoftheFilterconstantly，andanalyzingtheexperimentalresultscomparatively，aconc

5、lusionisgivenintheend．KEYWORDS：Adaptivefilter；Leastmeansquarealalgorithm；Digitalsignalprocessing(DSP)1引言法。它能自动调节本身冲激响应的特性，或者说自动调节数在数字信号处理中，滤波技术占有极其重要的地位。数字滤波器的系数，以适应信号变化的特性，从而达到最佳滤字滤波是语音和图像处理、模式识别、频谱分析等应用中的波。由于自适应滤波不需要关于输入信号的先验知识，计算一个基本处理算法。但在许多应用场和，常常要处理一些无量小，特别适合于实时处理，近年来得到广泛的应

6、用，如在自法预知的信号、噪声或时变信号，如果采用具有固定滤波系适应预测、自适应均衡、自适应回波抵消、自适应噪声抵消等数的数字滤波器无法实现最优滤波。在这种情况下，必须设领域。计自适应滤波器，以使得滤波器的动态特性随着信号和噪声自适应滤波器主要由两部分组成：系数可调的数字滤波的变化而变化，以达到最优滤波效果。由于DSP芯片在实现器和用来调节或修正滤波器系数的自适应算法。图1是自数字滤波上具有稳定性好、精确度高、不受环境影响、灵活性z(n)=8(n)+d(n)好等优点。因此选择了DSP芯片来完成自适应滤波器的设计，通过修改滤波器的参数十分方便地改变滤波器的特

7、性2自适应滤波器结构及原理自适应滤波是仅需对当前观察的数据做处理的滤波算图1自适应滤波器原理框图收稿日期：2008—07—05修回日期：2008—07—31适应滤波器原理框图。自适应滤波器的结构有FIR或IIR两一281—种，由于IIR滤波器存在稳定性的问题，因此一般采用FIR，，(n)=∑()n一)(2)滤波器。本文采用FIR横向滤波器结构作为自适应滤波器的结构，如图2所示。为了方便起见，上式中的各h(k)亦被称为权值。根据要求，输出Y(n)和目标信号d(／'t)之间应满足最小均方误差条件，即E[e(n)]=E{[d(n)一，，(n)]。}(3)有最小

8、值，其中e(n)表示误差。对于横向型结构的滤波器，代人y(n)的表达式并采用迭代