自适应滤波器算法优化与FPGA实现：一种智能天线技术研究

"这篇硕士学位论文主要探讨了自适应滤波器的算法设计和FPGA实现，作者为齐海兵，专业为物理电子学，导师为刘雄飞，完成于2006年。论文着重研究了自适应滤波器在智能天线技术中的应用，特别是自适应波束成形器的关键技术。" 自适应滤波器是现代信号处理中的重要工具，它能够根据输入信号的变化自动调整滤波器参数，以最优方式提取或增强信号。在智能天线技术中，自适应滤波器是自适应波束成形器的核心，其性能直接影响到系统的稳定性和效率。该论文主要关注的是最小均方误差（LMS）算法，这是一种广泛应用的自适应滤波算法。 作者提出了一个新颖的方法，即利用自适应滤波器输出与主通道噪声信号的等效关系来确定最佳的自适应参数。这种方法在不同环境噪声条件下，对滤波器的收敛速度、权重系数稳定性、信号跟踪能力以及信噪比提升等方面进行了深入分析。在平稳和非平稳噪声环境下，该方法都能有效地提高滤波器的性能。 论文还探讨了梯度自适应格型算法，通过对最佳反射系数的收敛性和稳定性分析，提出了改进的定步长方法，这有助于提升梯度自适应格型滤波器的性能。通过将改进的梯度自适应格型与线性组合器结合，形成联合处理算法，可以在保持低硬件资源消耗的同时，显著改善各项性能指标。 在硬件实现层面，作者设计了LMS滤波器和梯度自适应格型联合处理滤波器的电路模型，并采用驰豫超前技术对这两种滤波器进行了流水线优化，以提高运行速度。利用Altera公司的Cyclone II系列EP2C5T144C6 FPGA芯片，结合多种EDA工具，成功实现了滤波器的硬件设计和仿真。 最后，基于FPGA实现的3节梯度自适应格型联合处理器，设计了一个TD-SCDMA系统的自适应波束成形器。实验证明，这种设计能够有效利用系统的参考信号对下行波束进行自适应成形，从而提高通信系统的性能。 关键词涉及自适应滤波器、LMS算法、格型算法、FPGA和波束成形器，表明了该论文研究的重点和应用领域。