LMS自適應(yīng)濾波器的仿真與實(shí)現(xiàn)
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(3)信噪比
當(dāng)信噪比升高時(shí)，LMS算法的性能將急劇惡化。故可采用頻域LMS算法來(lái)克服時(shí)域LMS算法的性能局限。本文引用地址：http://www.ex-cimer.com/article/188468.htm
2．2 DSP Builder建模
采用Altera公司的FPGA器件可進(jìn)行數(shù)字信號(hào)的處理設(shè)計(jì)。Altera公司提供有可視化的開(kāi)發(fā)工具軟件DSP Builder。利用它可在MATIAB的圖形仿真環(huán)境Simulink中建立一個(gè)*mdl模型文件，同時(shí)在DSP Builder和其他Simulink庫(kù)中找到相應(yīng)的圖形模塊并調(diào)入Simulink窗口。圖2所示為4階LMS濾波器模型界面。利用其強(qiáng)大的圖形化仿真和分析功能，可以分析系統(tǒng)的正確性。
圖中以shuru．mat為輸入信源，qiwang．mat為期望，信宿為Scope。除圖中這些模塊外，還有一些總線控制模塊和權(quán)系數(shù)控制模塊。其運(yùn)行模型觀察的顯示結(jié)果如圖3所示。在這種FIR濾波器的LMS算法中，其誤差將隨著權(quán)的逼近逐漸減小，但沒(méi)有等于零，而是在零值上下起伏，這說(shuō)明了LMS算法是用平方誤差代替均方誤差而造成的誤差缺點(diǎn)。
3 基于FPGA的實(shí)現(xiàn)方法
模型通過(guò)以后，運(yùn)行SigalCompiler可將模型轉(zhuǎn)化成VHDL語(yǔ)言和Tcl腳本。由于在Simuilnk中進(jìn)行的模型仿真是算法級(jí)的，屬于系統(tǒng)驗(yàn)證性質(zhì)的仿真，并沒(méi)有對(duì)VHDL代碼進(jìn)行仿真。而生成的VHDL代碼是RTL級(jí)且是針對(duì)具體的硬件結(jié)構(gòu)的，因此，轉(zhuǎn)化后的VHDL代碼實(shí)現(xiàn)就可能與*mdl模型描述的情況不符，故有必要再對(duì)生成的RTL級(jí)VHDL代碼進(jìn)行功能驗(yàn)證。ALTERA公司的ModelSim平臺(tái)是使用最廣泛的基于單內(nèi)核的VerilogHDL/VHDL混合仿真器，利用它可方便地將信號(hào)波形顯示為類似模擬信號(hào)的格式，特別適合顯示復(fù)雜信號(hào)的波形。這給仿真調(diào)試帶來(lái)了極大的方便。在QuartusⅡ調(diào)用上述文件，便可用ModelSim對(duì)生成的VHDL代碼進(jìn)行功能級(jí)仿真。轉(zhuǎn)化成功后再調(diào)用VHDL綜合器進(jìn)行綜合并生成底層網(wǎng)表文件。然后再調(diào)用OuartusⅡ進(jìn)行編譯，接著用QuartusⅡ根據(jù)網(wǎng)表文件及設(shè)置的優(yōu)化約束條件進(jìn)行布線布局和優(yōu)化設(shè)計(jì)的適配，最后生成編程文件和仿真文件。這樣，生成的POF／SOF FPGA配置文件便可用于對(duì)目標(biāo)器件的編程配置和硬件實(shí)現(xiàn)。
4 結(jié)束語(yǔ)
本文采用自上而下的設(shè)計(jì)思想，并用FPGA實(shí)現(xiàn)了自適應(yīng)濾波器。同時(shí)用MATIAB和OuartersⅡ混合仿真實(shí)現(xiàn)了LMS算法的設(shè)計(jì)方案。結(jié)果表明，該自適應(yīng)濾波器具有良好的消燥能力。
評(píng)論