用于均衡的 RLS 算法的稳定性

信息处理 过滤器 过滤器设计 卡尔曼滤波器 自适应滤波器
2022-02-17 00:39:32

我在文献中读到 LMS 比 RLS 更稳定。但是 RLS 的收敛速度要快得多。所以我关心的是如何确保我的 RLS 算法在我进行信道均衡时是稳定的?

不稳定的原因是什么?如何使 RLS 不受不稳定的影响?

我知道存在像 SRLS 这样的 RLS 版本,可以保证始终稳定。

1个回答

简短的回答:

基本的 RLS(没有遗忘,没有奇怪的权重等)总是 Lyapunov 稳定的。如果 LS 问题的回归序列持续令人兴奋——它依赖于数据和问题,而不依赖于算法——那么 RLS 是指数稳定的。所以我不知道您所说的“LMS 比 RLS 更稳定”是什么意思——在什么意义上更稳定?

更多细节:

基本 RLS 具有离散时间更新方程

θk+1=θk+Pk+1ϕkT(ykϕkθk),Pk+1=PkPkϕkT(I+ϕkPkϕkT)1ϕkPk.

请注意,协方差更新与估计更新解耦,并且也是单调递减的。如果回归序列持续令人兴奋,则协方差更新的起源是指数稳定的。如果对回归量无话可说,那么协方差更新的原点只能保证是李雅普诺夫稳定的。

接下来,定义错误θ~k=θkθ, 在哪里θ是参数的真实值。然后你可以证明

θ~k+1=Pk+1P01θ0.

换句话说,误差完全由协方差决定,因此也像协方差一样呈指数稳定或李雅普诺夫稳定。