【正文】 )( nnkk kn ??? ??? ? （ 41） 式中： ),( nk? 是加權(quán)因子，滿足： 1),(0 ?nk? ， n=1,2,...,k， 也稱作遺忘因子。當(dāng)環(huán)境噪聲不是平穩(wěn)隨機(jī)信號(hào)時(shí)， LMS 算法很難自適應(yīng)的跟蹤統(tǒng)計(jì)特性變化的外界噪聲干擾，因而其收斂效果一般。當(dāng)噪聲很大時(shí)，有用的語(yǔ)音信號(hào)會(huì)被噪聲所淹沒，這樣會(huì)嚴(yán)重影響通信。為確保自適應(yīng)過(guò)程的穩(wěn)定性， ? 必須滿足 0 2 / inMP??? ，其中 2[ ( )]inP E X n? 為輸入功率。 其應(yīng)用還有噪聲中信號(hào)的濾波、跟蹤、譜線增強(qiáng)以及預(yù)測(cè)等。頻譜資源越來(lái)越緊張，利LMS 及 RLS 自適應(yīng)干擾抵消算法的比較 10 用現(xiàn)有頻譜資源進(jìn)一步擴(kuò)展容量成為通信發(fā)展的一個(gè)重要問(wèn)題。合成器實(shí)際上是一個(gè)離散的隨時(shí)間變化的時(shí)變線性濾波器。消除心電圖中的電源干擾就是它的一個(gè)具體應(yīng)用 。 回波消除（ Echo Cancellation）。它主要包括以下幾個(gè)方面的應(yīng)用： 系統(tǒng)辨識(shí)和建模（ System Identification andModeling）。此外，還有附屬 LMS 算法、數(shù)據(jù)塊 LMS 算法等，在此就不一一列舉了。 1977 年， makjoul 提出了格型濾波器，并由此發(fā)展出了 LMS 自適格型濾 波器算法。) y 軸注解 title（ 39。當(dāng) m,n,p10時(shí)，可以簡(jiǎn)化為 subplot(mnp)或者 subplot mnp plot(x,y) 以 x 元素為橫坐標(biāo)值， y 元 素為縱坐標(biāo)值繪制曲線 xlabel(39。成為 攻讀學(xué)位的本科、碩士、博士生必須掌握的基本技能。 MATLAB 語(yǔ)言的幫助系統(tǒng)也近乎完備，用戶可以方便的查詢到想要的各種信息。 MATLAB 的基本數(shù)據(jù)單位是矩陣，它的指令表達(dá)式與數(shù)學(xué)、工程中常用的形式十分相似，故用 MATLAB 來(lái)解算 問(wèn)題要比用 C， FORTRAN 等語(yǔ)言完成相同的事情簡(jiǎn)捷得多，并且 MATLAB也吸收了像 Maple等軟件的優(yōu)點(diǎn) ,使 MATLAB成為一個(gè)強(qiáng)大的數(shù)學(xué)軟件。至 2021 年 6月推出 版， 2021 年 6 月推出 版，繼而推出 版 , 2021 年 7 月 MATLAB7和 被推出，目前的最新版本為 版。主輸入中含有待抵消的加性噪聲，參考輸入對(duì)準(zhǔn)主輸入中的噪聲 vo。所以探討如何提高收斂速度、增強(qiáng)穩(wěn)定性以滿足信號(hào)處理的高效性、實(shí)時(shí)性，一直是人們研究的重點(diǎn)和熱點(diǎn) [3]。根據(jù)自適應(yīng)算法是否與濾波 器輸出有關(guān)，可將其分成開環(huán)算法和閉環(huán)算法兩類。 自適應(yīng)濾波器的特性變化是由自適應(yīng)算法通過(guò)調(diào)整濾波器系數(shù)來(lái)實(shí)現(xiàn)的。自適應(yīng)濾波器實(shí)質(zhì)上就是一種能調(diào)節(jié)其自身傳輸特性以達(dá)到最優(yōu)的維納濾波器。 第五章仿真分析：對(duì)兩種算法進(jìn)行 MATLAB 仿真，通過(guò)仿真結(jié)果進(jìn)行對(duì)比和分析。 第一章緒論：主要介紹了論文所需的有關(guān)背景知識(shí)和論文主要研究?jī)?nèi)容的國(guó)內(nèi) 外發(fā)展現(xiàn)狀。而針對(duì)自適應(yīng)格型結(jié)構(gòu)采用 FPGA 硬件實(shí)現(xiàn)的文獻(xiàn)報(bào)導(dǎo)很少，國(guó)內(nèi)中國(guó)科學(xué)技術(shù)大學(xué)王顯潔等人通過(guò)采用流水線結(jié)構(gòu)和運(yùn)算單元分時(shí)復(fù)用，提高了運(yùn)算速度，能夠滿足實(shí)時(shí)性預(yù)測(cè)編碼要求。國(guó)內(nèi)有一些關(guān)于自適應(yīng)算法硬件實(shí)現(xiàn)的研究，但基本是針對(duì)自適應(yīng)濾波器中的算法，如南開大學(xué)李國(guó)峰的博士論文用 VHDL 語(yǔ)言描述了正負(fù)數(shù)的運(yùn)算問(wèn)題和浮點(diǎn)數(shù)運(yùn)算問(wèn)題，完成了基于 FIR 的LMS 自適應(yīng)濾波器的硬件設(shè)計(jì)與邏輯綜合。 用 FPGA 實(shí)現(xiàn)自適應(yīng)濾波器，國(guó)外起步比較早，發(fā)展也非常迅速。陸斌等人采用 TMS320C30 數(shù)字信號(hào)處理器與 IMSA110專用濾波器并行處理的方法 設(shè)計(jì)出了自適應(yīng)濾波器并應(yīng)用于直接序列的擴(kuò)頻接收系統(tǒng) 1221。 DSP 具有的硬件乘法模塊 (MAC)，專用的存儲(chǔ)器以及適用于高速數(shù)據(jù)運(yùn)行的總線結(jié)構(gòu)，使 DSP器件具有高速的數(shù)據(jù)運(yùn)算能力。 自適應(yīng)濾波的基本理論通過(guò)幾十年的發(fā)展已日趨成熟，近十幾年來(lái)自適應(yīng)青島科技大學(xué)本科畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 3 濾波器的研究主要針對(duì)算法與硬件實(shí)現(xiàn)。LMS 算法的優(yōu)點(diǎn)是結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、魯棒性強(qiáng)，其缺點(diǎn)是收斂速度很慢。尋求收斂速度快、計(jì)算復(fù)雜性低、數(shù)值穩(wěn)定性好的自適應(yīng)濾波算法是研究人員不斷努力追求的目標(biāo)。 LMS 及 RLS 自適應(yīng)干擾抵消算法的比較 2 1 緒論 自適應(yīng)噪聲抵消 ( Adaptive Noise Cancelling， ANC) 技術(shù)是自適應(yīng)信號(hào)處理的一個(gè)應(yīng)用分支，其主要 理論和框架由 等在 1975 年提出，經(jīng)過(guò)三十多年的豐富和擴(kuò)充，現(xiàn)在已經(jīng)應(yīng)用到了很多領(lǐng)域，比如車載免提通話設(shè)備，房間或無(wú)線通訊中的回聲抵消 ( AdaptiveEcho Cancelling， AEC) ，在母體上檢測(cè)胎兒心音，機(jī)載電子干擾機(jī)收發(fā)隔離等，都是用自適應(yīng)干擾抵消的辦法消除混入接收信號(hào)中的其他聲音信號(hào)。 其中最小均方 (Least Mean Square,LMS)算法和遞歸最小二乘 (Recursive Least Square,RLS)算法就是兩種典型的自適應(yīng)濾波算法，它們都具有很高的工程應(yīng)有價(jià)值。自適應(yīng)濾波具有很強(qiáng)的自學(xué)習(xí)、自跟蹤能力，適用于平穩(wěn)和非平穩(wěn)隨機(jī)信 號(hào)的檢測(cè)和估計(jì)。青島科技大學(xué)本科畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 1 前言 自適應(yīng)信號(hào)處理的理論和技術(shù)經(jīng)過(guò) 40 多年的發(fā)展和完善 ,已逐漸成為人們常用的語(yǔ)音去噪技術(shù)。 自適應(yīng)濾波的原理就是利用前一時(shí)刻己獲得的濾波參數(shù)等結(jié)果，自動(dòng)地調(diào)節(jié)現(xiàn)時(shí)刻的濾波參數(shù)，從而達(dá)到最優(yōu)化濾波。線性自適應(yīng)濾波算法的種類很多，有 RLS 自適應(yīng)濾波算法、LMS 自適應(yīng)濾波算法、變換域自適應(yīng)濾波算法、仿射投影算法、共扼梯度算法等 [1]。通過(guò)對(duì)這兩種典型自適應(yīng)濾波算法的性能特點(diǎn)進(jìn)行分析及仿真實(shí)現(xiàn)，給出了這兩種算法性能的綜合評(píng)價(jià)。調(diào)整濾波器參數(shù)的方法就是自適應(yīng)算法 (Adaptive Algorithm),自適應(yīng)濾波算法的研究是當(dāng)今自適應(yīng)信號(hào)處理中最為活躍的研究課題之一。 Widrow 等人提出的最小均方 (Least Mean Square,LMS)算法就是一種以期望響應(yīng)和濾波器輸出信號(hào)之間誤差的均方值最小為原則。但是， RLS 算法的計(jì)算復(fù)雜度很 高，所需的存儲(chǔ)量極大，不利于適時(shí)實(shí)現(xiàn)，倘若自相關(guān)矩陣的逆失去了正定特性，這還將引發(fā)算法發(fā)散。DSP 器件采用改進(jìn)的哈佛結(jié)構(gòu)，具有獨(dú)立的程序和數(shù)據(jù)空間，允許同時(shí)存取程序和數(shù)據(jù)，內(nèi)置高速的硬件乘法器 (MAC)，增強(qiáng)的多級(jí)流水線。遲男等人在 TMS320C32 芯片上擴(kuò)展 EPROM 和RAM，實(shí)現(xiàn)了 30 階 LMS 自適應(yīng)濾波器，使用的刀 D 轉(zhuǎn)化器件為 AD1674，最高采樣頻率為 l00KHz。在這種需求場(chǎng)合下， DSP 具有不可媲美的性價(jià)比。 Dawood FPGA 開發(fā)了自適應(yīng) FIR 濾波器并與 DSP 處理器方案進(jìn)行了比較研究。 上海交通大學(xué)范瑜等人介紹了用 VHDL語(yǔ)言實(shí)現(xiàn)并行延時(shí) LMS 算法的自適應(yīng)數(shù)字波束成形器的 FPGA 設(shè)計(jì)過(guò)程。 論文內(nèi)容安排如下： 前言：簡(jiǎn)單介紹了本文研究課題的背景及內(nèi)容。 第四章 RLS 算法分析：本章開始簡(jiǎn)單介紹了研究 RLS 算法的背景，然后具體分析了 LMS 算法。 青島科技大學(xué)本科畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 5 2 算法概述及軟件平臺(tái)介紹 自適應(yīng)噪聲抵消系統(tǒng)的核心是自適應(yīng)濾波器，所謂的自適應(yīng)濾波，就是利用前一時(shí)刻以獲得的濾波器參數(shù)的結(jié)果，自動(dòng)的調(diào)節(jié)現(xiàn)時(shí)刻的濾波器參數(shù)，以適應(yīng)信號(hào)和噪聲未知的或隨時(shí)間變化的統(tǒng)計(jì)特性，從而實(shí)現(xiàn)最優(yōu)濾波。在這種情況下，必須設(shè)計(jì)自適應(yīng)濾波器，以跟蹤信號(hào)和噪聲的變化。不同的自適應(yīng)濾波器算法，具有不同的收斂速度、穩(wěn)態(tài)失調(diào)和算法復(fù)雜度。但其缺點(diǎn)是存在穩(wěn)定性問(wèn)題以及收斂速度不高。參考輸入端的參考信號(hào)為 vi 是一個(gè)與有用信號(hào) s 無(wú)關(guān)但與 vo 相關(guān)的噪聲信號(hào)。 MATLAB相關(guān)技術(shù)介紹 MATLAB簡(jiǎn)介 青島科技大學(xué)本科畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 7 MATLAB (Matrix Laboratory)為美國(guó) Mathworks 公司 1983 年首次推出的一套高性能的數(shù)值分析和計(jì)算軟件，其功能不斷擴(kuò)充，版本不斷升級(jí)， 1992 年推出劃時(shí)代的