2022年自适应滤波器设计方案开题报告 .pdf

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1、个人资料整理仅限学习使用长江大学毕业设计开题报告题 目 名 称自适应滤波器的设计与应用学院电信学院专 业 班 级信工 10702 班学 生 姓 名李雪利指 导 教 师王圆妹老师辅 导 教 师王圆妹老师开题报告日期 2018年 3 月 19 日精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 1 页，共 9 页个人资料整理仅限学习使用自适应滤波器的设计与应用学生 ：李雪利，长江大学电子信息学院指导教师：王圆妹，长江大学电子信息学院一、题目来源来源于其他二、研究目的和意义滤波技术在当今信息处理领域中有着极其重要的应用。滤波是从连续的或离散的输入数据中除去

2、噪音和干扰以提取有用信息的过程，相应的装置就称为滤波器。滤波器实际上是一种选频系统，他对某些频率的信号予以很小的衰减，使该部分信号顺利通过。而对其他不需要的频率信号予以很大的衰减，尽可能阻止这些信号通过。滤波器研究的一个目的就是：如何设计和制造最佳的(或最优的 滤波器。在数字信号处理中，数字滤波是语音和图像处理、模式识别、频谱分析等应用中的一个基本处理算法。在许多应用场合，由于无法预先知道信号和噪声的特性或者它们是随时间变化的，仅仅用 FIR 和 IIR两种具有固定滤波系数的滤波器无法实现最优滤波。在这种情况下，必须设计自适应滤波器，以跟踪信号和噪声的变化。自适应滤波器是利用前一时刻已获得的滤

3、波器参数，自动地调节、更新现时刻的滤波器参数，以适应信号和噪声未知的统计特性，从而实现最优滤波。当在未知统计特性的环境下处理观测信号精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 2 页，共 9 页个人资料整理仅限学习使用时，利用自适应滤波器可以获得令人满意的效果，其性能远超过通用方法所设计的固定参数滤波器。三、阅读的主要参考文献及资料名称1、数字信号处理刘益成第二版）西安电子科技出版社2、数字信号处理张小虹结构及W IDROW - HOFF自适应LMS 算法。这种方法算法简单, 稳健性也比较好 ,因而被广泛应用。但是滤波器的阶数可能会很高,步长系

4、数可能会很小,收敛性能不理想 , 对输入信号的自相关矩阵有很强的依赖性, 因而不具有高自适应率。当输入信号的自相关矩阵的特征值分布发散度很大时 , 算法的收敛速度很慢,跟踪性能不好。许多学者对LMS 算法进行了研究 , 对传统 LMS 算法提出了许多有效的改进措施,如采用变步长LMS 算法、变换域LMS 算法, 以及QR分解LMS算法等 , 有效地克服了其性能局限性。精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 4 页，共 9 页个人资料整理仅限学习使用五、主要研究内容，需重点研究的关键问题及解决思路5.1 研究内容：1、自适应滤波算法的原理。2

5、、自适应滤波 经典的算法。3、MATLAB 编程实现自适应滤波 经典方法。4、提出改进的自适应滤波的设计方法并编程实现，并与经典的算法进行优缺点的比较。5.2 研究的关键问题：1、自适应滤波器的结构：自适应滤波器的结构有 F I R 和 II R 两种。由于 II R 滤波器存在稳定性的问题 ,因此一般采用FIR 滤波器。由于FIR 滤波器横向结构的算法具有容易实现和计算量少等优点, 在对线性相位要求不严格、 收敛速度不是很快的场合,多采用FI R 作为自适应滤波器结构。2、LMS 算法的选取：LMS 算法使用的准则是使滤波器的期望输出值和实际输出值之间的均方误差最小化的准则，即使用均方误差来

6、做性能指标.3、LMS 算法的分析：精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 5 页，共 9 页个人资料整理仅限学习使用步长：越大 ,自适应时间越短 ,自适应过程越快 , 但它引起的失调也越大。失调越小,但自适应过程也相应加长。步长的选择应从整个系统要求出发, 在满足精度要求的前提下,尽量减少自适应时间。阶数 N： 当阶数 N 取值大时，迭代次数增加，收敛速度变快.但当阶数 N 大到一定程度，收敛速度变化不明显，且可能引起系数迭代过程不收敛。5.3 解决思路 : 精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - -

7、- - -第 6 页，共 9 页个人资料整理仅限学习使用图一为自适应滤波器结构的一般形式，图中x(n为输入信号，通过参数可调的数字滤波器后产生输出信号y(n，将输出信号y(n与标准信号 (或者为期望信号 d(n进行比较，得到误差信号e(n 。e(n和x(n通过自适应算法对滤波器的参数进行调整，调整的目的使得误差信号 e(n的均方值最小。参数可调滤波器一般选择FIR有限冲击响应滤波器）滤波器，因其具有稳定性和线性相位两大优点自适应算法选择 LMS最小均方误差）算法， LMS是一种以期望响应和滤波器输出信号之间误差的均方值最小为准则，其显著特点是精选学习资料 - - - - - - - - - 名

8、师归纳总结 - - - - - - -第 7 页，共 9 页个人资料整理仅限学习使用简单、计算量小、易于实现。但 LMS的参数对其性能有一定的影响，尤其是步长的选取。另一方面，梯度算法只有一个调整参数用来控制收敛速率，收敛慢正是由于这个基本的限制，为了避免滤波器出现不稳定，步长可以由输入功率进行控制。最后用 Matlab中的 Simuli nk 工具对设计的自适应滤波器进行模拟仿真。六完成毕业设计所必须具备的工作条件及解决的办法 1 、通过上网查找相关的资料、文献，了解相关技术的最新的发展方向和成果。 2 、图书馆查找相关基础知识的书面资料。 3 、向老师请教设计过程中所遇到的问题。 4 、通

9、过电脑软件 MATLAB 进行程序设计及调试。七、工作的主要阶段 , 进度与时间安排2.21 3.7 日：联系指导教师，领取任务书并，完成开题报告和开题答辩。3.8 3.20 日：文献调研初步工作，翻译相关的外文文献，。3.21 4.7 日：学习理论知识，复习及掌握MATLAB 软件。4.8 5.10 ：上网查阅相关文献资料及相关的程序块，仔细研究，与老师密切联系，。 5.20 6.2 日：写出论文初稿，交给指导老师评审。 6.5 6.9 日：论文定稿、打印、装订，最终版本交指导老师；制作PPT文稿，准备答辩。精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 8 页，共 9 页个人资料整理仅限学习使用 6.10日：完成答辩。八、指导教师审查意见签字：年月日精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 9 页，共 9 页