專利名稱：一種高性能的lms自適應(yīng)濾波器的硬件實(shí)現(xiàn)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及基于LMS算法的自適應(yīng)濾波器的硬件實(shí)現(xiàn)技術(shù)領(lǐng)域。
背景技術(shù)：
在高速數(shù)字通信中，多徑衰落和信道失真可能引起嚴(yán)重的碼間干擾(ISI)，已成為數(shù)字通信面臨的主要困難之一。自適應(yīng)均衡器由于具有跟蹤時(shí)變信號的性能，在數(shù)字通信中得以廣泛應(yīng)用于消除ISI。自適應(yīng)均衡器的一個核心部件就是自適應(yīng)濾波器。自適應(yīng)濾波器具有很多自適應(yīng)的算法，LMS就是其中的一種。由于LMS算法硬件結(jié)構(gòu)簡單、效果良好，故應(yīng)用非常廣泛。LMS算法的自適應(yīng)原理的數(shù)學(xué)公式如下:
權(quán)利要求
1.基于LMS的自適應(yīng)濾波器系統(tǒng)，其特征在于: 該發(fā)明是一個以數(shù)據(jù)處理為主的濾波器系統(tǒng)，數(shù)據(jù)通道的性能是關(guān)鍵。
2.本系統(tǒng)中FIR濾波模塊處于數(shù)據(jù)通路中，故其性能決定中系統(tǒng)的性能。
3.該系統(tǒng)要求具有高速。
4.故根據(jù)權(quán)利要求1，可以發(fā)現(xiàn)作為核心數(shù)據(jù)處理模塊的FIR濾波模塊需要采用流水線和并行技術(shù)提聞速度。
5.根據(jù)傳統(tǒng)LMS算法，F(xiàn)IR濾波模塊需要在一個周期內(nèi)完成。
6.而根據(jù)權(quán)利要求2，F(xiàn)IR濾波模塊需要采用流水線實(shí)現(xiàn)以達(dá)到高速的要求，所以需要尋找改進(jìn)型的LMS算法。
7.FIR濾波模塊主要有延時(shí)單元、乘法器和累加器組成。
8.根據(jù)權(quán)力要求2，乘法器需要采用組合乘法器實(shí)現(xiàn)以達(dá)到高速要求，并需要考慮特殊結(jié)構(gòu)；累加器應(yīng)采用特殊的加法器結(jié)構(gòu)。
9.本發(fā)明中的濾波器系統(tǒng)的階數(shù)是不確定的，意味著當(dāng)階數(shù)很大時(shí)，系統(tǒng)的速度也應(yīng)該很高。
10.而傳統(tǒng)的FIR濾波器的延時(shí)與濾波器的階數(shù)是有關(guān)的，所以應(yīng)該對傳統(tǒng)的FIR濾波結(jié)構(gòu)進(jìn)行改進(jìn)，以適應(yīng)本發(fā)明的要求。
全文摘要
基于LMS(LeastMeansSquare)自適應(yīng)濾波算法的硬件實(shí)現(xiàn)技術(shù)領(lǐng)域，設(shè)計(jì)了一種高性能的自適應(yīng)濾波器。本發(fā)明以數(shù)據(jù)運(yùn)算處理為主，基于DLMS(DelayLMS)算法，整個系統(tǒng)包括兩個模塊FIR濾波模塊和系數(shù)更新模塊；以及兩個遞歸環(huán)路權(quán)值更新環(huán)路和誤差反饋環(huán)路。其中FIR濾波模塊包括一個本發(fā)明獨(dú)創(chuàng)的乘累加單元，該單元采用流水線和并行技術(shù)實(shí)現(xiàn)，其延時(shí)幾乎不隨階數(shù)的變化而變化。該乘累加單元將乘法和加法作為一個整體進(jìn)行優(yōu)化，乘法采用了改進(jìn)型Booth編碼和4-2壓縮器來減少部分積的個數(shù)和累加器的加法級數(shù)。系數(shù)更新模塊中采用了符號函數(shù)，減少了該模塊所需要的硬件開銷。本發(fā)明實(shí)現(xiàn)了一種速度高，面積小、濾波效果顯著的自適應(yīng)濾波器系統(tǒng)。
文檔編號H03H21/00GK103138714SQ20131008717
公開日2013年6月5日 申請日期2013年3月19日 優(yōu)先權(quán)日2013年3月19日
發(fā)明者李奚鵬 申請人:蘇州朗寬電子技術(shù)有限公司