自適應(yīng)噪聲抵消系統(tǒng)模型失配與相關(guān)性研究.pdf

1、隨著社會(huì)經(jīng)濟(jì)的不斷發(fā)展，噪聲污染備受關(guān)注。在自適應(yīng)噪聲抵消可以應(yīng)用的場(chǎng)合，都能使噪聲抑制達(dá)到用直接濾波難于或者不可能實(shí)現(xiàn)的程度。本文將自適應(yīng)噪聲抵消中模型失配和相關(guān)性作為主要研究對(duì)象，重點(diǎn)研究了分?jǐn)?shù)階變階數(shù)最小均方類算法、復(fù)雜噪聲背景下提高相關(guān)性的多通道參考信號(hào)噪聲抵消方法等，完成了相應(yīng)的仿真、實(shí)驗(yàn)工作，主要工作如下：
　?。?）研究了模型失配與相關(guān)性對(duì)自適應(yīng)噪聲抵消性能的影響。以基本自適應(yīng)噪聲抵消系統(tǒng)為對(duì)象，研究了當(dāng)自適應(yīng)濾波器

2、階數(shù)失配時(shí)以及參考信號(hào)的相關(guān)性發(fā)生變化時(shí)，抵消系統(tǒng)的收斂速度、穩(wěn)態(tài)失調(diào)等性能的變化。理論分析和仿真表明，當(dāng)選取的自適應(yīng)濾波器階數(shù)與實(shí)際階數(shù)相匹配時(shí)，可以減小由階數(shù)失配帶來(lái)的誤差；當(dāng)參考信號(hào)與期望信號(hào)中噪聲的相關(guān)性越強(qiáng)，同時(shí)與有用信號(hào)的相關(guān)性越弱時(shí)，噪聲抵消效果越好。
　　（2）提出了一種改進(jìn)的變誤差寬度變階數(shù)LMS算法（IVW-FTLMS， Improved variable error width variable fracti

3、onal tap-length LMS）。針對(duì)模型失配中濾波器階數(shù)收斂速度與穩(wěn)態(tài)振蕩之間的矛盾，通過(guò)建立引入的誤差寬度函數(shù)與誤差信號(hào)之間的非線性關(guān)系，達(dá)到參數(shù)選擇不受噪聲限制的目的。仿真結(jié)果表明：在輸入信噪比20dB和0dB的噪聲環(huán)境下，該算法比VW-FTLMS（Variable error width variable fractional tap-length LMS）算法階數(shù)收斂速度快、穩(wěn)態(tài)誤差小。
　　（3）提出一種變迭代

4、參數(shù)分?jǐn)?shù)階變階數(shù)梯度自適應(yīng)格型濾波算法(VP-FTGAL， Variable parameter Fractional tap-length gradient adaptive lattice）。針對(duì)模型失配中輸入信號(hào)自相關(guān)矩陣特征值分散度高的情況，把分?jǐn)?shù)階變階數(shù)的思想與格型結(jié)構(gòu)濾波器相結(jié)合，利用格型結(jié)構(gòu)逐級(jí)正交等特點(diǎn)，達(dá)到加快收斂速度的目的。仿真結(jié)果表明：在輸入信噪比20dB和0dB的噪聲環(huán)境下，當(dāng)輸入信號(hào)特征值分散度高，該算法比變迭

5、代參數(shù)分?jǐn)?shù)階變階數(shù)LMS算法的階數(shù)收斂速度快，階數(shù)穩(wěn)態(tài)振蕩小，同時(shí)學(xué)習(xí)曲線收斂速度快和穩(wěn)態(tài)誤差小。
　?。?）開(kāi)展了多通道參考信號(hào)相關(guān)特性與抵消性能研究。在建立的多通道參考信號(hào)噪聲抵消系統(tǒng)模型上分析了抵消原理，通過(guò)實(shí)驗(yàn)研究了相關(guān)性和通道數(shù)的關(guān)系以及抵消性能。仿真結(jié)果表明：不同傳輸特性參考通道數(shù)目的增加，可獲得更多的噪聲信息，與期望信號(hào)中噪聲的相關(guān)性更強(qiáng)；在白噪聲抵消實(shí)驗(yàn)，三通道參考信號(hào)噪聲抵消系統(tǒng)比單通道參考信號(hào)噪聲抵消系統(tǒng)平均信

6、噪比增益提高了約9dB；鈴聲噪聲加警報(bào)噪聲抵消實(shí)驗(yàn)，平均信噪比增益提高約7dB。
　?。?）開(kāi)展了實(shí)驗(yàn)研究。設(shè)計(jì)并完成了包括信號(hào)源、信號(hào)采集與處理、噪聲抵消與輸出等幾部分的自適應(yīng)噪聲抵消實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明：?jiǎn)晤l噪聲實(shí)驗(yàn)，三通道噪聲抵消系統(tǒng)比單通道噪聲抵消系統(tǒng)平均信噪比增益提高了約19dB；白噪聲實(shí)驗(yàn)，平均信噪比增益提高約1.6dB；鈴聲噪聲加警報(bào)噪聲實(shí)驗(yàn)，平均信噪比增益提高約3.5dB。此外在實(shí)驗(yàn)環(huán)境下驗(yàn)證了IVW-FTLMS