自适应滤波器的性能

信息处理 自适应滤波器 参考请求 自习
2022-02-11 03:57:43

有人可以为以下问题提供直观的答案或参考吗?

Q1:估计性能对数据点数量的依赖性——我找不到任何信息,例如最小均方 (LMS)、恒定模量算法 (CMA) 和卡尔曼滤波器等自适应滤波器的估计性能是否取决于数据数量点与否。是否有任何信息表明实际参数和估计参数之间的均方误差是否随着数据点数量的增加而减小?

Q2:收敛对数据点数量的依赖性——例如,这些自适应滤波器(或一般而言)的收敛是否取决于数据点的数量等信息,即这些是否需要大量数据点才能具有良好的估计性能。

1个回答

Q1:估计性能对数据点数量的依赖性

由于 LMS 和 RLS 是自适应滤波器,它们的估计性能随着迭代次数的增加而提高。因此,更多的数据点将使它们的输出更接近预期的性能,直到达到收敛(这需要 WSS 数据或缓慢变化的、统计的、非平稳的数据,以便过滤器可以跟踪它的统计特征)。一旦滤波器在收敛条件下运行,其输出将不会有任何改进,提供所谓的(最小)稳态误差这种稳态误差取决于许多因素,但与数据长度无关。

但在达到收敛之前,估计误差会随着更多数据点的处理而减小。然而,大多数典型的自适应滤波器用户会对其稳态(收敛)结果而不是瞬态响应感兴趣。

请注意,增加的数据点可能来自更长的观察时间或更高的采样率,其结果可能不同。例如,对于具有机械应用的卡尔曼滤波器(在其扩展模式下),采样率的增加实际上也可以改善稳态误差。

Q2:收敛对数据点数量的依赖性

对于 LMS、RLS 和 Kalman 滤波器,收敛主要取决于正在处理的数据点的数量;即迭代次数。然而,不同滤波器类型的收敛速度不同,反映了它们的复杂性和/或复杂性。对于 WSS 输入,简单 LMS 滤波器的收敛速度最慢(大约是滤波器抽头权重长度的 10 到 20 倍),而 RLS 和卡尔曼滤波器的收敛速度大约倍(Haykin_Adaptive 滤波器理论)。2