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        一種改進(jìn)的變步長NLMS算法

        2015-12-02 20:07:29劉志騁楊博
        現(xiàn)代電子技術(shù) 2015年22期

        劉志騁+++楊博

        摘 要: 針對傳統(tǒng)NLMS使用固定步長而出現(xiàn)的收斂速度和穩(wěn)態(tài)誤差的矛盾,提出一種改進(jìn)的變步長NLMS算法。該算法建立了步長與誤差的函數(shù)關(guān)系,使步長隨著輸出誤差和噪聲誤差的變化而動態(tài)更新,從而降低穩(wěn)態(tài)誤差。理論分析和仿真結(jié)果表明,與現(xiàn)有NLMS算法相比,改進(jìn)的算法具有更快的收斂速度和更低的穩(wěn)態(tài)誤差。

        關(guān)鍵詞: 自適應(yīng)濾波; 歸一化最小均方誤差算法; 變步長; 穩(wěn)態(tài)誤差

        中圖分類號: TN710?34; TN911.7 文獻(xiàn)標(biāo)識碼: A 文章編號: 1004?373X(2015)22?0012?02

        0 引 言

        自適應(yīng)算法是信號處理領(lǐng)域研究的重點(diǎn),常應(yīng)用于噪聲消除,回聲消除,系統(tǒng)辨識,信道均衡等領(lǐng)域。自適應(yīng)算法又主要分為LMS算法和RLS算法。LMS算法因比RLS算法原理簡單,計(jì)算量小而應(yīng)用廣泛。NLMS算法是LMS類算法的一種改進(jìn),傳統(tǒng)的NLMS采用固定步長。其收斂速度和穩(wěn)態(tài)誤差存在矛盾:步長越大,收斂速度越快,但穩(wěn)態(tài)誤差變大;步長越小,穩(wěn)態(tài)誤差變小,但收斂速度變慢。為解決這一問題,常采用變步長算法[1?10]。

        文獻(xiàn)[1]提出了基于Sigmoid函數(shù)的變步長LMS算法,兼顧了穩(wěn)態(tài)誤差和收斂速度這對矛盾,但是其需要進(jìn)行指數(shù)計(jì)算,運(yùn)算量較大;文獻(xiàn)[2]采用箕舌線函數(shù)代替Sigmoid函數(shù),解決了運(yùn)算量大的問題,但在誤差信號趨于零時(shí),步長變化太快,失調(diào)量增大。本文在傳統(tǒng)變步長NLMS算法的基礎(chǔ)上,從減小穩(wěn)態(tài)誤差的思想出發(fā),提出一種改進(jìn)的變步長NLMS算法。該算法根據(jù)輸出誤差和噪聲誤差的大小來不斷更新步長,從而得到較低的穩(wěn)態(tài)誤差。仿真結(jié)果表明,此算法在收斂速度和穩(wěn)態(tài)誤差方面均優(yōu)于其他變步長NLMS方法。

        3 結(jié) 語

        在傳統(tǒng)NLMS算法中,收斂速度和穩(wěn)態(tài)誤差是一對矛盾,需要選擇合適的步長進(jìn)行折中,這也限制了它的實(shí)際使用。變步長NLMS算法通過實(shí)時(shí)調(diào)整步長,很好地解決了這個(gè)問題。本文從誤差出發(fā),推導(dǎo)出一種新的變步長NLMS算法。該算法的步長隨著輸出誤差和噪聲誤差而變化。仿真結(jié)果表明,該算法的運(yùn)算量適中,并且有較好的收斂速率和穩(wěn)態(tài)誤差。

        參考文獻(xiàn)

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