【技术实现步骤摘要】
基于偏差补偿块稀疏成比例NLMS的自适应估计方法
本专利技术涉及基于偏差补偿块稀疏成比例NLMS的自适应估计方法，属于信号估计及数字滤波器
技术介绍
在现实生活中，通信系统模型往往具有稀疏性的结构，其中信道抽头值大多数系数为零或很小，只有少数系数处于显著状态，称之为稀疏系统或稀疏信道。典型的稀疏系统是回声信道，如声学回声信道和网络回声信道：声信号或电信号在空间或网络中经过多次反射后就产生了声学回声路径和网络回声路径，所以在进行通话时就会收到回声，为了抑制这样的影响，所以就有了回声或回波消除，针对稀疏系统的理论上的研究和工程上的应用都有相当重要的意义。自适应系统辨识技术是一种有效地针对稀疏系统回声消除的方法，其含义是通过一定次数的迭代使设计的系统可以真实有效估计未知系统参数。自适应系统辨识技术的核心就是自适应滤波方法，在所有的自适应滤波方法中，归一化最小均方(NormalizedLeastMeanSquare,NLMS)方法以其计算复杂度低、收敛性好、鲁棒性好，以及可以有效解决梯度噪声放大问题等优点被广泛应用...
【技术保护点】
1.基于偏差补偿块稀疏成比例NLMS的自适应估计方法，其特征在于：包括以下步骤：/n步骤A，预设迭代次数n，并进行稀疏信道建模，得到稀疏系统模型；/n步骤B，计算成比例矩阵，具体包括如下子步骤：/n步骤B1，计算无偏估计以及辅助向量嵌套的成比例因子；/n步骤B2，分别计算无偏估计以及辅助向量嵌套的成比例矩阵；/n步骤C，计算输入端未知加性噪声方差的估计值，包含以下步骤：/n步骤C1，依据(5)计算迭代时刻i的后向一步预测误差值ε(i)：/nε(i)＝d(i-1)-β(i)
【技术特征摘要】
1.基于偏差补偿块稀疏成比例NLMS的自适应估计方法，其特征在于：包括以下步骤：
步骤A，预设迭代次数n，并进行稀疏信道建模，得到稀疏系统模型；
步骤B，计算成比例矩阵，具体包括如下子步骤：
步骤B1，计算无偏估计以及辅助向量嵌套的成比例因子；
步骤B2，分别计算无偏估计以及辅助向量嵌套的成比例矩阵；
步骤C，计算输入端未知加性噪声方差的估计值，包含以下步骤：
步骤C1，依据(5)计算迭代时刻i的后向一步预测误差值ε(i)：
ε(i)＝d(i-1)-β(i)T·zi(5)
其中，d(i-1)代表后向期望输出，zi代表有噪声干扰的输入信号，β(i)为计算步骤B1时引入的迭代时刻i的辅助向量，[·]T代表向量的转置操作；
步骤C2，计算辅助向量β的估计值：
根据(6)计算辅助向量β在迭代时刻i的迭代公式：
其中，G1代表步骤B2中辅助向量嵌套的成比例矩阵，μ表示步长，δ代表正则化系数，β(i+1)迭代时刻i+1的辅助向量；
步骤C3，计算期望输出与预测误差的互相关函数的估计值
其中，的初始值为0，α为平滑因子，0＜＜α＜1；通常取值范围在0.95～0.999之间，d(i)为迭代时刻i的期望输出；
步骤C4，计算迭代时刻i输入端的未知加性噪声方差估计值
其中，ωo代表步骤A建立的稀疏系统模型，E{β}表示β的数学期望；
步骤C5，使用当前瞬时值βi和i-1时刻的传输信道无偏估计值ωi-1分别替代公式(8)中的E{β}和ωo，所以噪声方差估计值用(9)表示：
步骤D，基于成比例矩阵以及输入端未知加性噪声方差的估计值进行自适应权值更新，补偿稀疏信道估计值中由噪声引起的偏差，具体如(10)迭代公式所示：
其中，G代表步骤B2中无偏估计嵌套的成比例矩阵，ω(i)为信道特性参数ωo的无偏估计值，e(i)为迭代时刻i的误差值，且e(i)＝d(i)-ziT·ω(i)，δ代表正则化系数；
步骤E，循环步骤B到步骤D，执行迭代更新直至到达预设的迭代次数n，方法收敛。
2.根据权利要求1所述的基于偏差补偿块稀疏成比例NLMS的自适应估计方法，其特征在于：步骤A中，信道建模依据通信标准ITU-T.G.168中的网络回波信道建立，经过稀疏信道建模后，得到稀疏系统模型。
3.根据权利要求2所述的基于偏差补偿块稀疏成比例NLMS的自适应估计方法，其特征在于：步骤B1中，无偏估计的成比例因子gl(i)通过(1)计算：
其中，gl(i)表示迭代时刻i的自适应滤波器第l个成比例因子；N＝L/P为分块数量，L为信道阶数，P是指定义的每块分区大小，γl(i)为迭代时刻i的无偏估计值嵌套最大值函数，为使每次迭代都不陷入停滞，该嵌套最大值函数为：γl(i)＝max{ρmax[δp，||ω1(i)||2，||ω2(i)||2…||ωN(i)||2]，||ωl(i)||2}，其中，||·||2代表二范数运算，适应滤波器的无偏估计权向...
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