图2-2为方程误差自适应IIR滤波器的结构框图,其差分方程表示式如式(2-1),可以看出,它被描述为非递归差分方程形式:
显然,这里都是待调整的系数,下标表示方程误差法以区别输出误差方法。
从下图中可以看出,这是由两个输入单个输出组成的滤波器。两个输入为样本输入和期望输入,输出样本没有反馈回输入端。所以,输出是系数的线性函数,这大大简化了梯度类算法,因为,不是系数的函数,则对系数的导数是非递归的,且易于计算。
利用延迟算子,式(2-1)可重新表述成更方便的形式:
式中,多项式表示时变滤波器,且有:
值得是注意的是中求和的下界从开始,因此仅依赖于的延迟样本,这种形式的表示法可用于在任何瞬时发现自适应滤波器的零点。例如图2-2中,在每次系数更新后和系数被复制到逆滤波器之前,有必要检测的零点,以确定逆滤波器是否是一稳定系统。如果不是稳定系统,则应采取某种措施,如在逆滤波器形成之前将它的根投影到单位圆内等。
方程误差也是滤波器系数的线性函数,因此,的均方函数是系数的二次函数。如果数据的相关阵非奇异,仅有一个全局最小点,则在很大程度上使方程误差自适应IIR滤波器都像一个自适应FIR滤波器。而它们之间最主要的区别在于,方程误差自适应IIR滤波器把逆滤波器级联到之后,它就是一个零点–极点模型,而自适应FIR滤波器因,是一个严格的全零点模型。
方差误差自适应IIR滤波器与自适应FIR滤波器具有相似的自适应算法和相似的收敛性解,收敛速度和系数的稳定性都是由Hessian矩阵的特征值决定的。
差分方程(2-1)还可以表示成内积的矩阵形式:
表达式(2-5)具有线性回归的形式,为对应于待估计的参数,称为包含测量数据的回归矢量。这样表示的结果使得可以利用数理统计中的参数估计方法来对系数进行优化,如用最大似然参数估计均方误差方法、最小均方误差(LMS)算法和递归最小二乘(RLS)方法等。