[發明專利]頻域塊最小均方自適應濾波方法

有效

• 申請號: 201710022506.6
• 申請日: 2017-01-12
• 公開（公告）號: CN106936407B
• 公開（公告）日: 2021-03-02
• 發明（設計）人: 胡新士;潘云強
• 申請（專利權）人: 西南電子技術研究所（中國電子科技集團公司第十研究所）
• 主分類號: H03H21/00
• 分類號: H03H21/00
• 代理公司: 成飛(集團)公司專利中心 51121
• 代理人: 郭純武

1.一種頻域塊最小均方自適應濾波方法，其特征在于包括如下步驟：首先將待濾波輸入數據序列串轉換成長度為L的并行數據塊，從并行數據塊的前后分別級聯M/2個數據，組成長度為N＝L+M的級聯輸入數據塊，將得到的長度為N的級聯輸入數據塊做快速傅里葉FFT運算，得到N個頻域輸入數據，輸入信號x(n)先經串并轉換，得到長度為L的并行數據塊，再從并行數據塊的前后分別級聯M/2個數據，然后進行FFT變換，得到第k次濾波的級聯輸入數據塊X(k)；根據輸出信號y(k)計算誤差信號，利用第k次濾波的濾波器頻域抽頭系數W(k)，獲得濾波器頻域輸出N×1維向量Y(k)，然后將輸入數據塊X(k)與N×1維向量Y(k)相乘，同時進行梯度向量處理，把得到的N個頻域輸入數據與N個濾波器權值系數一一相乘，再對N個濾波器濾波后的頻域數據做N點傅立葉反變換IFFT，得到N個濾波后的頻域數據和長度為N的時域梯度向量，舍棄時域數據兩端的M/2個數據；以均衡器抽頭速率與信號速率的比值R作為因子進行抽取，得到L/R個有效輸出數據y(n)；把得到的L/R個有效輸出數據y(n)與期望數據d(n)做減法，相減得到L/R個誤差信號，再對輸入的誤差信號e(n)進行誤差信號補0，誤差信號e(n)每隔R個有效輸出數據插入R個0，變成長度為L的誤差信號e(n)，然后在上述誤差信號兩端分別填充M/2個0，變成長度為N的向量，最后做N點FFT變換，得到第k次頻域誤差信號向量E(k)；輸入信號x(n)經過快速傅里葉FFT變換到頻域后，得到級聯輸入數據塊X(k)，X(k)經過共軛后即可得到輸出數據X^H(k)，然后，輸出數據X^H(k)與第k次頻域誤差信號向量E(k)相乘,通過傅立葉反變換IFFT到時域得到長度為N的時域梯度向量用序列的循環卷積來計算線性卷積和線性相關，線性相關后，再將居中的M個時域梯度數據置為0，保留兩端數據；然后再做梯度約束，更新濾波器權值系數，將當前濾波器權值系數為上一時刻濾波器權值加上頻域梯度向量與迭代步長之積，作為更新濾波器權值系數，得到更新后的頻域梯度向量，其中，L、M、N為自然數。

2.按權利要求1所述的頻域塊最小均方自適應濾波方法，其特征在于，在計算快速卷積時，將改為在L點濾波器抽頭系數前后各補M/2個零，再進行L+M點FFT,當L＝M時為1/2重疊。

3.按權利要求1所述的頻域塊最小均方自適應濾波方法，其特征在于，對于保留的居中數據，以均衡器抽頭速率與信號速率的比值R進行等間隔抽取，輸出第1個數、1+R個數、1+2R個數、……，得到L/R個有效輸出數據y(n)，將有效輸出數據y(n)與期望數據d(n)相減得到L/R個誤差信號，其中，R為均衡器抽頭速率與信號速率的比值，n為自然數。

4.按權利要求3所述的頻域塊最小均方自適應濾波方法，其特征在于，當R＝1時，為整數間隔均衡器；當R1時，為分數間隔均衡器。

5.按權利要求3所述的頻域塊最小均方自適應濾波方法，其特征在于，期望數據由有效輸出數據的判決結果產生或采用訓練序列的L/R個有效輸出數據。

6.按權利要求1所述的頻域塊最小均方自適應濾波方法，其特征在于，為了區分不同時刻的信號，待濾波的輸入信號記為x，以x(n)表示第n時刻的輸入信號，經過串并轉換后，第k個數據塊為[x(kL),…,x(kL+L-1)]^T，長度為L，從并行數據塊的前后分別級聯M/2個數據，得到第k次濾波的級聯輸入數據塊

其中，k為自然數，上標T表示向量或矩陣的轉置，n為自然數。

7.按權利要求1所述的頻域塊最小均方自適應濾波方法，其特征在于，將向量轉化為對角陣diag{}，利用輸入數據做FFT變換到頻域得到長度為N的頻域輸入數據塊X(k)和傅里葉變換矩陣F，則第k次濾波的長度頻域輸入數據塊X(k)＝diag{Fx(k)}

并且傅里葉變換矩陣F，表示為

其中，e為自然對數，π為圓周率，j為虛數，即j²＝-1。