自适应格型滤波器的算法设计及其FPGA实现
The Design of Adaptive Lattice Filtering Algorithm and FPGA Realization
自适应滤波一直是信号处理领域的研究热点,特别是在数字通信领域有广泛的应用.自适应格型滤波是自适应滤波一个重要的组成部分,构成自适应格型滤波的格型滤波算法在数字通信中的地位不可或缺,但是关于这方面的研究并不多,本课题主要对格型算法的理论和实现方面进行研究.
本文在研读大量的相关文献基础上,首先对自适应滤波理论进行整体阐述,在经典的自适应算法(LMS算法)的基础上引出自适应格型滤波算法.随后对自适应格型滤波算法进行概述、分析、总结和改进,介绍了自适应格型递归算法、基于伯格公式的格型算法、统计梯度格型算法、RLSL格型算法、归一化格型算法和QR分解格型算法,特别对统计梯度算法进行改进,使该算法不仅保留了梯度算法最佳反射系数的收敛性和稳定性,而且更适合节约硬件实现的资源.同时对当下的数字通信芯片进行比较,选出了适合FPGA硬件实现的改进型梯度自适应格型滤波算法,并对适合该算法的滤波器节数和步长选择进行分析,为滤波器的硬件实现提供很好的理论基础.借助现有的Simulink仿真软件,绘制格型节模块,搭建自适应格型联合处理滤波器模型,并进行相关的仿真.利用DSP Builder软件特点,将matlab仿真模块转换为适合于硬件实现的VHDL语言,利用FPGA硬件特点完成目标设计.
在已有设计的基础上,引出自适应均衡器,设计了自适应格型最小二乘均衡算法,以及最终利用嵌入锁相环的方式改进格型均衡器,设计出适合水声信道传输的自适应均衡器.
本课题采用的是Altera公司的CycloneⅡ系列EP2C5T144C6芯片.
- 作者：
- 张银巧
- 学位授予单位：
- 安徽理工大学
- 专业名称：
- 电路与系统
- 授予学位：
- 硕士
- 学位年度：
- 2011年
- 导师姓名：
- 周莉
- 中图分类号：
- TN713
- 关键词：
- 自适应格型滤波器；格型算法；格型节递归算法；FPGA硬件；格型均衡器
- adaptive lattice filtering；lattice algorithm；lattice section；FPGA；lattice；equalizer