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基于FPGA的自适应滤波器设计.pdf

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北京信息科技大学 基于FPGA的 自适应滤波器设计 作者:李路 日期:2009年6月 E-mail:bitililu@sina.com 1
主要内容:  设计任务及背景知识  经典LMS算法  FPGA及System Generator简介  单元模块及经典LMS算法的实现  自适应滤波器四种应用模型的实现 2
一、设计任务及背景知识 1. 设计任务  学习FIR自适应滤波器原理;  学习MATLAB中的Simulink及Xilinx 的System Generator;  用FPGA实现自适应滤波器;  对不同输入情况,学习自适应滤波器 的各种应用。 3
一、设计任务及背景知识 2. 背景知识 1)自适应滤波器 自适应滤波器是一种复杂的信号处理系统,它基 于反馈的思想,通过反馈调节滤波部分系统特性,使 其具有时变、跟踪、适应的特点,因此其具有广泛的 应用。 4
一、设计任务及背景知识 2)自适应滤波器的应用 辨识: 系统测量、 地球物理勘探 逆模型: 信道均衡、 回波抵消 自适应滤波器 预测: 弹道预测、 预测编码、谱分析 干扰抵消: 胎心音检测、噪声抵消、 波束形成、智能天线 5
一、设计任务及背景知识 3)LMS算法的由来 维纳滤波器 维纳-霍夫方程 Widrow-Hoff LMS最速下降法 6
二、经典LMS自适应滤波器算法 1.维纳最佳滤波 图2.1 维纳滤波器输入输出关系 误差信号: 代价函数: (2.1) (2.2) 维纳滤波器,使得输出信号误差的平方最小化,即 具有最小均方误差(LMS,least-mean-square )特性。 7 ()()()xndnvnˆ()()yndn()hn2[()()][()]minJEenenEen()()()endnyn
二、经典LMS自适应滤波器算法 图2.2 FIR滤波器流图 (2.3) (2.4) 8 1z1z1z1jx1jx2jx3jxNjx1w2w3w1NwNwjy10()()()Nmynhmxnm1Njiijiywx
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