[信息與通信]自適應信號處理緒論(編輯修改稿)
2024-11-12 17:36 本頁面
【文章內(nèi)容簡介】 星通信） 15 2021/11/10 自適應噪聲抵消與譜線增強 ? 應用背景 在許多實際應用中，寬帶的隨機信號（如語言或音樂）往往被環(huán)境的周期性干擾所劣化，為保證隨機信號質量，必須濾除這種噪聲干擾。 △ 延遲 預測器 自適應控制算法 ∑ ()xn??()xn ()yn()en輸出 誤差輸出 + 主輸入 參考輸入 圖 6 自適應系統(tǒng) PS: 當輸入信號 x(n)含有寬帶隨機信號與周期性干擾，自適應系統(tǒng)輸出中的周期干擾會被大大削弱或消除，誤差輸出為寬帶隨機信號。當輸入信號 x(n)為正弦信好加寬帶噪聲干擾時，該系統(tǒng)可從加性寬帶噪聲背景中檢測出弱正弦信。 去相關 16 2021/11/10 自適應譜估計 ? 功率譜是隨機信號分析的一個重要的統(tǒng)計參數(shù)。在參量譜分析中，常用信號模型法進行譜估計，即以自回歸（ AR）模型、滑動平均（ MA）模型、自回歸滑動平均（ ARMA）模型來估算隨機過程的功率譜。 ? 利用自適應預測誤差濾波器可以確定非平穩(wěn)模型 AR參數(shù)。如下圖所示。濾波器的抽頭權系數(shù)收輸出預測誤差調(diào)節(jié)。 AR功率譜隨時間變化而西東，模型系統(tǒng)就自適應的跟蹤譜峰。 自適應控制算法 1z? 1z? 1z?1()an 2()an ()Man預測誤差 ()xn ( 2)xn?( 1)xn? ()xn M?圖 7 自適應預測誤差濾波器 17 2021/11/10 自適應波束形成 ? 自適應陣列處理與波束形成技術有著極其廣泛和重要的應用。由天線陣列構成的波束形成器是一個接受空間信號的空間域濾波系統(tǒng)，它能夠形成筆形波數(shù)（如下圖所示），以專門接受從特定方向發(fā)射來的信號，而與此同時衰減從其他方向來的干擾信號。 圖 8 自適應波束形成器形成的波束 波束形成器即可用與空間期望信號的接收，也可用于能量的輻射。后者用途更希望把能量集中在狹窄的主瓣上，旁瓣越低越好。 用天線陣列來產(chǎn)生波束形成器，需要廣泛地采用自適應技術，如自適應多旁瓣對消器，基于參考信號的自適應波束形成器，線性約束最小方差波束形成器等。 18 2021/11/10 自適應神經(jīng)智能信息處理 ? 神經(jīng)網(wǎng)絡是這一種自適應非線性動力學系統(tǒng)。它具有許多重要的特點：大量的并行性，巨量的互連性，存貯的分布性，高度的非線性，高度的容錯性，結構的可變性，計算的非精確性等。 ? 神經(jīng)網(wǎng)絡是由大量的簡單處理單元（人工神經(jīng)元）廣泛互聯(lián)而成的具有自學習、自適應和自組織性的智能信息處理系統(tǒng)。 ? 自適應神經(jīng)網(wǎng)絡信息處理時自適應信號處理分支學科新發(fā)展的內(nèi)容，把典型自適應上升到神經(jīng)智能自適應信息處理，以神經(jīng)元聯(lián)接機制為基礎從網(wǎng)絡結構上直接地模擬人類智能的動力學行為。 ? 神經(jīng)元是一種多輸入單輸出的自適應線性組合器。自適應神經(jīng)網(wǎng)絡和一般神經(jīng)網(wǎng)絡都具有相同優(yōu)點。自適應神經(jīng)計算系統(tǒng)是一種新的計算結構，功能性極強。 19 2021/11/10 盲自適應信號處理 ? 在信號處理域大量存在以下兩個數(shù)學表達式： 式子中， 為觀測信號數(shù)據(jù)； 為統(tǒng)計獨立信源信號； A為參數(shù)矩陣； 為信道沖激響應函數(shù)； 和 為隨機噪聲； 表示卷積運算。 ? 所謂盲（ Blind）信號處理實在多信號矢量 s(t)和傳輸系統(tǒng)參數(shù)矩陣 A（即混合矩陣）未知的情況下，如何只由已知觀測數(shù)據(jù)矢量 x(t) 來求解 s(t)這不確定問題。因為很多對的矩陣 A與矢量 s(t)相乘等于給定矢量 x(t)，根據(jù)信息論自然梯度信息，已有多種新算法可求解這難題。如統(tǒng)計高階矩方法、獨立分量分析方法，自適應盲處理方法等。 ( )
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