一
第
38
卷第
5
期
2010
年
9
月
河南师范大学学报(自然科学版)
lournal
0/
Henan
Normal
University(Natural
Science)
文章编号:
1000-
2367(2010)05
-0081
一
04
一种新的用于罗兰
-c
的
LMS
算法
Vol.38
No.5
Sept.2010
牛有田.，范吉缸
2
陈建峰陈会峰
3
郝好贞张中远王方雨和小念
1
(1.河南师范大学物理与信息工程学院，河南新乡
453007
;2.
郑州工业贸易学校电子信息系，郑州
450007;
3.
中国石油辽河油田公司高升工程技术处，辽宁盘锦
124125)
摘
要:综合运用变步长、批处理、归一化的思想，提出一种新的频域变步长批处理自适应滤波算法，分析并仿
真验证其有效性.在
Matlab
模拟的地波、天波污染、强窄带干扰、随机噪声的复杂环境中，该算法具有较全面的优势:
高的收敛速度、快的跟踪能力、小的稳态失调，完全能够满足现代数字罗兰一
C
系统对地波识别和标准周期过零点识
别的要求，并可推广到其他一些高噪声、强相关环境提取信号的应用中.
关键词
:LMS
算法;罗兰一
C;
MATLAB;
重叠保留法
中图分类号
:TN01
1.
2
文献标志码
:A
我们知道，罗兰
-c
系统广泛地应用于远距离无线电导航、定位和授时等领域，且在电离层探测研究、太
阳活动预报研究、地震预报研究等方面得到深入应用并受到重视
[1.2J
在本文的讨论中，罗兰一
C
天波信号可
以看作是对地波信号的干扰信号.在罗兰一
C
接收机中接收到的信号中，不仅包含有所需的地波信号，同时
不可避免的含有天波、随机噪声、窄带干扰等.后者对罗兰一
C
信号的台链识别、信号识别、第三周过零点的
时间基准识别、时差提取等都直接产生影响，需要提出新的算法以满足更精确的导航、定位、授时服务需求.
在已有的算法中，文献
[3J
提出了变步长自适应算法，该算法具有很快的收敛速度、较高的收敛精度和良好的
跟踪跃变系统的能力，并在变步长的迭代中引人误差的自相关，有效地消除了独立噪声对步长调整的影响，
提高了自适应滤波
3
个最重要的性能指标.同时，由于引进了较多的中间变量，由此引起的计算量增加必然
降低自适应滤波算法的第
4
个性能指标一-实时性.此外还有文献
[4J
中的
FBLMS
算法，其定步长导致收
敛速度和收敛速度对补偿因子的矛盾要求、文献
[5J
中的
NLMS
算法对输入信号功率敏感，易受强窄带干扰
影响，总之，都存在着这样或者那样的不足.本文综合运用"基→
2FFT"
提高速度、批处理滤除噪声、引入兼顾
加速收敛和稳态失调并降低强窄带干扰影响的变步长因子的做法，本文提出一种新的变步长批处理
LMS
算法，改进的变步长算法不仅有较好的去噪能力，并且对瞬时的强窄带脉冲也有很好的抑制作用.经理论分
析和仿真验证，对罗兰
-c
接收机，算法对天波、高斯噪声、强窄带干扰均有很强的抑制作用，就自适应算法
性能方面，能有效兼顾算法的收敛速度、跟踪速度、稳态失调、实时性.
1
罗兰一
C
信号格式
罗兰一
C
信号
[5J
是形状相同的一串脉冲，每组信号由
8
个脉冲组成，不过，罗兰一
C
信号并不是
100
kHz
的连续等幅正弦波，而是一个被脉冲包络调制的射频信号(载频频率为
100
kHz)
，脉冲信号波形定义为(发
射脉冲标准形式用发射天线底部电流
i(
t)
表示)下式，其变化曲线如图
1
所示.
(O(t
<
τ)
,
i(t)
= }
1
A(t
-
r)2
exp[
- 2
(t
-
r)
/65Jsin(2π
f
，
t
十
p
c) (r
二三
t
二三
τ
十
6
日，
(1)
式中
，
A
为发射天线电流幅度的归一化常数，单位为
A/μS2
，这里取
1
;t
是单位为
μs
的时间
;τ
是单位为
μs
的
包周差
;1
，
为
100
kHz
载波频率
;ρc
为相位编码参量，对正相位编码为
o
rad
，对负相位编码为
πrad
，本文仿真
收稿日期
:2009-01-20;
修回日期
:2010-03-24
基金项目:国家自然科学基金
(4907021
7)
作者简介:牛有回
0966-)
，男，河南新野人，河南师范大学副教授，主要从事电波传播理论及其工程应用等方面的研究工作.
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