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自适应滤波器的完整规范

一个自适应滤波器的完整规范是由如下三项所组成的:

1)应用:在过去10年中,自适应技术在更多的应用场合(比如回波消除、色散信道的均衡、系统辨识、信号增强、自适应波束形成、噪声消除以及控制领域等)取得了成功。

2)自适应滤波器结构:自适应滤波器可以用许多不同结构来实现。结构的选取会影响到处理的计算复杂度(即每次迭代的算术操作数目),还会对达到期望性能标准所需的迭代次数产生影响。从根本上讲,主要有两类自适应数字滤波器结构(这是根据其冲激响应的形式来划分的),即有限长冲激响应(FIR finite-duration impulse response)滤波器和无限长冲激响应(IIR , infinite-duration impulse reapuribe )滤波器。FTR滤波器通常利用非递归结构来实现,而IIR滤波器则利用递归结构来实现。

  • 自适应FIR滤波器结构:应用最广泛的自适应FIR滤波器结构是横向滤波器,也称为抽头延迟线,它利用正规直接形式实现全零点传输函数,而不采用反馈环节。对于这种结构,输出信号y(k)是滤波器系数的线性组合,它产生具有惟一最优解的二次均方误差函数(MSE= E|e(k) |2])。
  • 自适应IIR滤波器结构:自适应IIR滤波器采用得最多的结构是标准直接形式结构,因为它的实现和分析都很简单然而,采用递归自适应滤波器会存在一些内在的问题(这些问题是由结构决定的,比如要求对极点的稳定性进行监视),而且收敛速度很慢。为了克服这些间题,人们提出了不同的结构形式。

3)算法:算法是为了使某个预先确定的准则达到最小化,而自适应地调整滤波器系数的方法。算法是通过定义搜索方法(或者最小化算法)、FJ标函数和误差信号的特性来确定的。算法的选择决定了整个自适应过程的几个重要因素,如次优解的存在性、有偏最优解和计算复杂度等。

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