關(guān)于CDMA系統(tǒng)自適應(yīng)濾波器的綜述【文獻(xiàn)綜述】

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1、畢業(yè)論文文獻(xiàn)綜述通信工程關(guān)于CDMA系統(tǒng)自適應(yīng)濾波器的綜述摘要：自適濾波器是信號處理的重要基礎(chǔ)，近年來發(fā)展速度很快，廣泛應(yīng)用在CDMA系統(tǒng)等各個(gè)領(lǐng)域中。在實(shí)際問題當(dāng)中，迫切需要研究有效，實(shí)用的自適應(yīng)濾波算法。圍繞這個(gè)課題，本文從國內(nèi)外對自適應(yīng)濾波的研究發(fā)展?fàn)顩r入手，綜述了幾種主要的自適應(yīng)濾波算法及應(yīng)用，分析了他們的實(shí)現(xiàn)方法和性能，對自適應(yīng)濾波系統(tǒng)的未來進(jìn)行了展望。關(guān)鍵詞：自適應(yīng)濾波；適應(yīng)濾波算法；自適應(yīng)噪聲消除；自適應(yīng)均衡；LMS算法；自適應(yīng)濾波器是統(tǒng)計(jì)信號處理的一個(gè)重要組成部分。在實(shí)際應(yīng)用中，由于沒有充足的信息來設(shè)計(jì)固定系數(shù)的數(shù)字濾波器，或者設(shè)計(jì)規(guī)則會(huì)在

2、濾波器正常運(yùn)行時(shí)改變，因此我們需要研究自適應(yīng)濾波器[1]。凡是需要處理未知統(tǒng)計(jì)環(huán)境下運(yùn)算結(jié)果所產(chǎn)生的信號或需要處理非平穩(wěn)信號時(shí)，自適應(yīng)濾波器可以提供一種吸引人的解決方法，而且其性能通常遠(yuǎn)優(yōu)于用常方法設(shè)計(jì)的固定濾波器。此外，自適應(yīng)濾波器還能提供非自適應(yīng)方法所不可能提供的新的信號處理能力[2]。自適應(yīng)濾波器是在維納濾波，卡爾曼濾波[3]等線性濾波的基礎(chǔ)上發(fā)展起來的一種最佳濾波方法。由于其具有更強(qiáng)的適應(yīng)性以及更優(yōu)的濾波性能，從而在工程實(shí)際尤其是信息處理技術(shù)中得到了廣泛的應(yīng)用[4]。自適應(yīng)濾波的研究對象是具有不確定性的系統(tǒng)或信息過程?！安淮_定”是指所研究的處理信息

3、過程及其環(huán)境的數(shù)學(xué)模型是不完全確定的，其中還包含了一些未知因數(shù)和隨機(jī)因數(shù)。任何一個(gè)實(shí)際的信息過程都是具有不同程度的不確定性的，這些不確定性時(shí)而表現(xiàn)在過程內(nèi)部，時(shí)而表現(xiàn)在過程外部。從過程內(nèi)部來說，描述信息動(dòng)態(tài)過程的數(shù)學(xué)模型的結(jié)構(gòu)和參數(shù)都是事先所不知道的。作為外部環(huán)境對過程的影響，可以等效的用擾動(dòng)來表示，這些擾動(dòng)通常是不可測的，它們可能是最確定的，也可能是隨機(jī)的。此外一些測量噪音也是以不同的途徑來影響信息過程的。這些擾動(dòng)和噪聲的統(tǒng)計(jì)特性通常是未知的。面對這些客觀存在的各種不確定性，如何綜合處理信息過程，并使某些指定的性能指標(biāo)達(dá)到最優(yōu)或者近似最優(yōu)，這就是自適應(yīng)濾

4、波所要解決的問題。一.國內(nèi)外研究發(fā)展?fàn)顩r自適應(yīng)濾波的基本理論通過幾十年的發(fā)展已日趨成熟，近十幾年來自適應(yīng)濾波器的研究主要針對算法與硬件實(shí)現(xiàn)[5][6]。算法研究主要是對算法速度和精度的改進(jìn)，其方法大都采用軟件C、MATLAB等仿真軟件對算法的建模和修正。隨著信息化的進(jìn)程加快和計(jì)算機(jī)科學(xué)與技術(shù)、信號處理理論與方法等的迅速發(fā)展，需要處理的數(shù)據(jù)量越來越大，對實(shí)時(shí)性和精度的要求越來越高。5以迅速發(fā)展的移動(dòng)通信技術(shù)為例，從1G時(shí)代只能傳送語音的模擬通信，到2G時(shí)代的傳送語音和數(shù)據(jù)的GSM、TDMA與CDMA1595，到2.5G時(shí)代傳送語音、數(shù)據(jù)、圖片、彩信MMS、簡

5、短視頻、收發(fā)E-mail、網(wǎng)頁瀏覽等的GPRS與CDMA2000lX，到目前正處于研發(fā)與測試階段的能夠傳送圖像、音樂、視頻流等多種媒體形式，提供包括網(wǎng)頁瀏覽、電話會(huì)議、電子商務(wù)的3G通信，以及目前正在研發(fā)與憧憬中的能夠傳送高質(zhì)量流暢的視頻流與多種實(shí)時(shí)流媒體業(yè)務(wù)的4G通信。系統(tǒng)的功能是越來越強(qiáng)大，但對數(shù)據(jù)傳送與處理的速率要求也是越來越高。目前廣泛使用的GSM系統(tǒng)的數(shù)據(jù)傳輸速率只有9.6kbit/s，窄帶CDMA傳輸速率也只有14.4kbit/s，但到2.5G的GPRS系統(tǒng)數(shù)據(jù)傳輸速率達(dá)到了150kbit/t左右，而根據(jù)IMT2000協(xié)議，3G通信室內(nèi)或靜止?fàn)?/p>

6、態(tài)下的數(shù)據(jù)傳輸速率將達(dá)到2Mbit/s，到了基于全I(xiàn)P網(wǎng)絡(luò)的4G時(shí)代，在慢速或靜止?fàn)顟B(tài)下數(shù)據(jù)傳輸速率將達(dá)到100Mbit/s。而自適應(yīng)接收技術(shù)包括自適應(yīng)均衡器、智能天線、自適應(yīng)調(diào)制、自適應(yīng)編碼等，是數(shù)字通信系統(tǒng)中的關(guān)鍵技術(shù)之一。二.自適應(yīng)濾波算法（1）基子維納濾波理論的方法維納濾波器(Wienerfilter)是一種早期所提出的濾波器，在某個(gè)時(shí)間點(diǎn)n，線性濾波器產(chǎn)生一個(gè)輸出信號y(n)，此輸出信號是為了用來估測某一個(gè)我們想要估測的信號d(n)，因此所要估計(jì)的信號和濾波器輸出信號之差便稱為估測誤差e(n)。也就是說e(n)=d(n)-y(n)在線性濾波理論中

7、，維納濾波器所要解決的是最小均方誤差(LMS)準(zhǔn)則[7]下的線性濾波問題。這種濾波方法是在已知信號與噪聲的相關(guān)函數(shù)或功率譜的情況下，通過求解維納一霍夫(Wiener--hopf)方程，對平穩(wěn)隨機(jī)信號進(jìn)行最優(yōu)預(yù)測和濾波。利用抽頭延遲線做成的橫向?yàn)V波結(jié)構(gòu)的自適應(yīng)濾波器，通常被稱為自適應(yīng)橫向?yàn)V波器，或自適應(yīng)FIR濾波器，其抽頭加權(quán)系數(shù)集正好等于它的沖激響應(yīng)。在輸入平穩(wěn)隨機(jī)信號時(shí)，所期望的響應(yīng)信號與橫向?yàn)V波器輸出信號之間的差值的均方值是濾波參數(shù)或權(quán)矢量的二次方函數(shù)。因此，自適應(yīng)濾波器的均方誤差與權(quán)矢量的關(guān)系是一個(gè)凹型的超拋物體的曲面，它具有唯一的極小下點(diǎn)。可以用梯

8、度方法沿著該曲線面調(diào)節(jié)權(quán)矢量的各元素。得到這個(gè)均方誤差的最小點(diǎn)，對