自适应滤波课件-第一章

部分相关参考书（中文） 沈福民，《自适应信号处理》，西安电子科 技大学出版社，2001 张贤达，《现代信号处理（第二版）》，清 华大学出版社，2002 邱天爽等，《通信中的自适应信号处理》， 电子工业出版社，2005 杨维等，《移动通信中的阵列天线技术》， 清华大学出版社等，2005 金荣洪等，《无线通信中的智能天线》，北 京邮电大学出版社等，2006
x
I ( x)
时间频谱
空间长度 天线上电流
I ( )
E (u )
空间频谱或角谱 空间角频

f
时间角频 时间频率
u
1
sin
空间频率
1.4.1 雷达动目标显示
2v r fd f0 c
y(n) x(n) 2 x(n 1) x(n 2)
H ( f ) 4 sin （f / f r )
i 1
M
§1.3 空域滤波和时空对应
天线L在A点产生的电场为
E ( X , R) C
L
I ( x) exp( jk )

dx
波数
k
2

x点到A点的距离
R 2 ( X x) 2 0 1
2 Xx
0
2

x2
02
R 2 ( X x) 2 0 1
自适应时域滤波 自适应空域滤波（又称智能天线、自适应天线、自适应阵列、
自适应波束形成等）。
1.2.1自适应滤波器的组成
1.2.2 可编程滤波器
自适应滤波器是非线性的和时变的。 可编程滤波器，当其参数固定时，可能是线性的或非线性的。
线性可编程滤波器
FIR（有限脉冲响应）横式滤波器 IIR（无限脉冲响应）横式滤波器 格形滤波器
2
。
y(n) x(n) 2wx(n 1) x(n 2)
H ( f ) 2cos(2f / f r ) w
自适应空域干扰抑制 自适应阵列
自适应波束选择 空分多址
用定向和置零提高信干比
用自适应波束实现动态跟踪
1.军事扩频通信系统自适应抗干扰
1.4.4自适应均衡
部分相关参考书（英文-cont’）
S. Haykin, ‘Adaptive filter theory(4th edi.)’, Printiace Hall, 2002 B.Farhang-Boroujeny, ‘Adaptive filters-theory and applications’ JohnWiley&Sons,1998. J.G.Proakis, ‘Algorithms fro statistical signal processing’, Printiace Hall, 2002. P.S.R.Dinz, ‘Adaptive filtering: algorithms and practical implementation(2nd edition)’, Kluwer Acad. Publi.,2002.
非线性可编程滤波器
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
FIR滤波器-线性组合器
输入
x(n) x1 (n) x(n 1) x2 (n),, x(n M 1) xM (n)
输出
y (n) wi xi (n) wi x(n i 1)

M
M
i 1
i 1
y (n) wi xi (n)
维纳滤波要求：
⑴输入过程是广义平稳的； ⑵输入过程的二阶统计特性是已知的。
输入过程取决于外界的信号、干扰环境， 这种环境的统计特性常常是未知的、变化的。
自适应滤波器是这样的处理器，它在输入过程的统计特性未知
时，或是输入过程的统计特性变化时，能够调整自己的参数，以满 足某种最佳准则的要求。
当输入过程的统计特征未知时，调整参数的过程称为“学习过程”。 当输入过程的统计特征变化时，调整参数的过程称为“跟踪过程”。

第一章 自适应滤波基本概念
§1.1 自适应滤波
滤波:从连续的（或离散的）输入数据中
滤除噪音和干扰以提取有用信息的过程称为滤波。
滤波器: 实现滤波的装置 线性滤波器：滤波器的输出为输入的线性函数。 非线性滤波器: 滤波器的输出为输入的非线性函数。 非时变滤波器：滤波器的参数不随时间变化。 时变滤波器:滤波器的参数随时间变化。
C exp( jk 0 )
0
L
I ( x) exp(jkx sin )dx
L
E( X , R) E(u) C0 I ( x) exp(jux)dx
u k sin 2

sin
I ( x) I (t ) exp( jt )dt
T
t
I (t )
时间 时间信号
通常
2 Xx
(1.3.4)
0
2

x2
02
0 R 2 X 2
0 L x
x2 0 (1 2 2 ) 0 2 0 Xx
X 0 sin
x2 0 (1 sin 2 ) 0 20 x
>>
0 x sin
E ( X , R) E ( )
自适应信号处理
信号处理
●信号产生 ●建模、分析和参数估计（频谱估计）
●滤波
●存储 ●显示
（信号增强、干扰抑制）
信号滤波 信号频谱估计
自适应信号处理 自适应滤波
本课程教材

龚耀寰， 《自适应滤波（第二版）-时域自适应滤波和 智能天线》，电子工业出版社，2003
《自适应信号处理》讲义（英文），1982 《自适应滤波（第一版）》，电子工业出版社，1989
部分相关参考书（英文） R.A.Monzingo,T.W.Miller, ‘Introduction to adaptive arrays’, John Willey & Sons,1980. J.E.Hudson, ‘Adaptive array principles’, Peter Peregrinus, 1981. M.L.Honig, D.G.Messerschmitt, ‘Adaptive filters’, Kluwer Academic Publishers. 1984 B.Widrow, S.D.Stearns, ‘Adaptive signal processing’,Prentice Hall, 1985 C.F.N.Cowan , et.al., ‘Adaptive filters’, Printice Hall, 1985. S.T.Alexander, ‘Adaptive signal processing’, Springer-verlag,1986 R.T.Compton, ‘Adaptive antennas:concepts and performance’, Printiace Hall, 1988.
如何设计和制造最佳的或最优的滤波器。
最佳滤波器是指能够根据某一最佳准则进行滤波的滤波器。
最佳线性滤波器
维纳滤波器
最小均方误差准则 （滤波器的输出信号与需要信号之差的均方值最小） 最大输出信噪比准则最佳滤波器 最小二乘准则最佳滤波器 统计检测准则最佳滤波器 在一定条件下，这些最佳滤波器与维纳滤波器是等价的。