自適應(yīng)濾波算法的分析與FPGA高速實(shí)現(xiàn).pdf

1、自適應(yīng)濾波器能根據(jù)被測(cè)信號(hào)特點(diǎn)在滿足某種算法的前提下自動(dòng)調(diào)節(jié)濾波系數(shù)始終保持最優(yōu)濾波,已經(jīng)被廣泛應(yīng)用于信號(hào)對(duì)消去噪、系統(tǒng)辨識(shí)、信道均衡、信號(hào)預(yù)測(cè)等領(lǐng)域。自適應(yīng)濾波算法的研究及硬件實(shí)現(xiàn)一直是信號(hào)處理領(lǐng)域研究的熱點(diǎn)。隨著電子系統(tǒng)功能越來(lái)越強(qiáng)大,對(duì)信號(hào)處理速率也提出了越來(lái)越高的要求。
　　 本文針對(duì)自適應(yīng)濾波器一般采用DSP(Digital SignalProcessing,數(shù)字信號(hào)處理)通用處理器實(shí)現(xiàn)的現(xiàn)狀,提出了一種利用FPGA(

2、Field Programmable Gate Array,現(xiàn)場(chǎng)可編程門陣列)高速實(shí)現(xiàn)的方法。首先以受到50Hz工頻干擾和高斯白噪聲干擾的正弦波信號(hào)為研究對(duì)象,利用頻譜分析等方法,在matlab2007b軟件上對(duì)LMS(Least Mean Squares,最小均方誤差)自適應(yīng)算法進(jìn)行了深入的研究與仿真,分析了迭代步長(zhǎng)、階數(shù)與自適應(yīng)濾波精度、收斂速度等參數(shù)的關(guān)系,得出了適合硬件實(shí)現(xiàn)的自適應(yīng)濾波參數(shù)為濾波器階數(shù)32階左右,迭代步長(zhǎng)0.05

3、左右。
　　 然后利用Altera公司的DSP Builder工具,構(gòu)建了LMS算法系數(shù)自動(dòng)更新子系統(tǒng),在此基礎(chǔ)上構(gòu)建了8階LMS自適應(yīng)濾波器模型,經(jīng)過(guò)Modelsim仿真和QuartusⅡ綜合與適配,最終在EP2C240Q8N芯片上設(shè)計(jì)出最高響應(yīng)頻率為58.99MHz的高速LMS自適應(yīng)濾波器,其性能遠(yuǎn)優(yōu)于采用通用DSP處理器實(shí)現(xiàn)的自適應(yīng)濾波器,而開(kāi)發(fā)效率又遠(yuǎn)高于采用編寫HDL(Hardware Description Lang