【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及自适应滤波器，具体而言，涉及一种变步长自适应滤波方法及系统。
技术介绍
1、自适应算法是各类自适应滤波器、自适应控制装置的核心，通过自适应算法能够实现滤波器根据反馈信息自动迭代更新，使输出不断靠近我们期望的最优解。在众多自适应算法中，最小均方(lms，least mean square)自适应算法因其结构简单、易于工程实现而得到了十分广泛的应用。而在lms算法中，由于其迭代步长取值固定，算法存在着收敛速度和收敛精度不能同时满足的问题，对算法的性能造成了很大影响。
技术实现思路
1、本专利技术针对现有技术中存在的问题，如算法收敛速度慢，收敛速度与收敛精度之间存在矛盾的问题，提出了一种变步长自适应滤波技术，应用在自适应滤波器中，意在借助双曲正切函数的非线性特性，通过对双曲正切函数的形态进行调整，建立算法迭代步长与输出误差值之间的非线性关系，并且能够根据误差值自适应的对步长进行调节，不断对滤波器进行优化，进而使算法具有较快收敛速度的同时，保持较高的收敛精度。
2、为了实现上述技术目的，本申请提供了一种变步长自适应滤波方法，包括以下步骤：
3、基于lms算法的自适应滤波器，根据步长更新的双曲正切函数的非线性特性，通过对双曲正切函数的形态进行调整，建立lms算法的迭代步长与输出误差值之间的非线性关系；
4、基于非线性关系，控制自适应滤波器，根据误差值自适应的对步长进行调节，对待测滤波器进行自适应识别。
5、优选地，在对待测滤波器进
6、基于第一输出信号和第二输出信号，获取两个输出信号的误差的累计平均值，并依据步长更新公式，获取滤波器更新时的步长大小，作为自适应滤波器的步长因子；
7、基于滤波器输入序列、误差以及步长因子，更新自适应滤波器的系数，使得自适应滤波器的系数无限趋向于未知滤波器的系数。
8、优选地，在获取输入信号的过程中，将均值为0，方差为1的高斯信号，作为输入信号。
9、优选地，在获取第一输出信号的过程中，将输出信号与待测滤波器相乘，得到待测滤波器的输出信号，通过获取高斯噪声对待测滤波器的输出信号进行叠加，生成第一输出信号。
10、优选地，在获取第二输出信号的过程中，将输出信号与自适应滤波器相乘，生成第二输出信号。
11、优选地，在获取误差的过程中，将第一输出信号和第二输出信号发送至抵消器进行差值计算，获取误差。
12、优选地，在获取步长因子的过程中，步长更新公式表示为：
13、
14、其中，μvss(n)表示迭代步长，β用于控制步长可以取得的最大值，α用于对步长更新函数曲线的形态进行调节，为误差的累计平均值，e(n)为误差值。
15、优选地，在更新自适应滤波器的系数的过程中，自适应滤波器的更新公式为：
16、w(n+1)＝w(n)+2μvss(n)e(n)x(n)
17、其中，x(n)表示滤波器输入，e(n)为误差。
18、本专利技术公开了一种变步长自适应滤波系统，包括：
19、非线性分析处理模块，用于基于基于lms算法的自适应滤波器，根据步长更新的双曲正切函数的非线性特性，通过对双曲正切函数的形态进行调整，建立lms算法的迭代步长与输出误差值之间的非线性关系；
20、自适应识别模块，用于基于非线性关系，控制自适应滤波器，根据误差值自适应的对步长进行调节，对待测滤波器进行自适应识别。
21、优选地，自适应识别模块响应于在对待测滤波器进行自适应识别的过程，将输入信号同时输入待测滤波器和自适应滤波器，获取待测滤波器的第一输出信号以及自适应滤波器的第二输出信号；
22、基于第一输出信号和第二输出信号，获取两个输出信号的误差的累计平均值，并依据步长更新公式，获取滤波器更新时的步长大小，作为自适应滤波器的步长因子；
23、基于滤波器输入序列、误差以及步长因子，更新自适应滤波器的系数，使得自适应滤波器的系数无限趋向于未知滤波器的系数。
24、本专利技术公开了以下技术效果：
25、本专利技术针对原始lms算法中出现的收敛速度与收敛精度存在矛盾，无法同时满足的问题，以及现有的变步长lms算法收敛速度和精度仍不能满足使用需求的问题进行研究，基于双曲正切函数的非线性特性，进而建立了误差与步长之间的非线性关系，使得在误差很小时，步长取值同步减小且变化平滑；而当误差突然增大时，步长能够快速取得较大值，快速调整滤波器进行跟踪，不仅具有更高的收敛速度，也具有较高的收敛精度。
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1.一种变步长自适应滤波方法，其特征在于，包括以下步骤：
2.根据权利要求1所述一种变步长自适应滤波方法，其特征在于：
3.根据权利要求2所述一种变步长自适应滤波方法，其特征在于：
4.根据权利要求3所述一种变步长自适应滤波方法，其特征在于：
5.根据权利要求4所述一种变步长自适应滤波方法，其特征在于：
6.根据权利要求5所述一种变步长自适应滤波方法，其特征在于：
7.根据权利要求6所述一种变步长自适应滤波方法，其特征在于：
8.根据权利要求7所述一种变步长自适应滤波方法，其特征在于：
9.一种变步长自适应滤波系统，其特征在于，包括：
10.根据权利要求9所述一种变步长自适应滤波系统，其特征在于：
【技术特征摘要】
1.一种变步长自适应滤波方法，其特征在于，包括以下步骤：
2.根据权利要求1所述一种变步长自适应滤波方法，其特征在于：
3.根据权利要求2所述一种变步长自适应滤波方法，其特征在于：
4.根据权利要求3所述一种变步长自适应滤波方法，其特征在于：
5.根据权利要求4所述一种变步长自适应滤波方法，其特征在于：
【专利技术属性】
技术研发人员：师向群，范康，鲁宝儒，文光俊，
申请(专利权)人：电子科技大学中山学院，
类型：发明
国别省市：
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