LMS过滤器

使用LMS自适应算法计算输出，错误和权重

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描述

LMS滤波器块可以使用五种不同的算法实现自适应FIR滤波器。该块估计滤波器的权重或系数所需的最小误差，e（n），在输出信号之间y (n)想要的信号，d (n)．输出是滤波后的输入信号，它是期望信号的估计。错误端口输出从所需信号减去输出信号的结果。

在特定条件下，此块还支持SIMD代码生成。金宝app有关详细信息,请参见代码生成．

港口

输入

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`输入`- - - - - -输入信号
标量|向量

连接要过滤的信号，指定为标量或列向量。

当输入是固定点时，必须签名。

数据类型:单|双|固定点

`想要的`——期望信号
向量|矩阵

将所需信号连接为矢量或矩阵。所需信号必须具有相同的数据类型，复杂性和尺寸输入信号。

当输入为定点，则所需的信号必须是有符号的定点。

数据类型:单|双|固定点

`步长`——步长
标量

输入步长μ．对于归一化LMS方程的收敛性，0<µ< 2。的类型必须匹配输入端口。

当输入为定点，则步长必须为有符号定点。

依赖关系

该端口仅在设置指定步长参数到输入端口．

数据类型:单|双|固定点

`适应`-更新过滤器权重
标量|向量

当该端口的输入值大于0时，块将不断更新过滤器权重。当该端口的输入小于或等于零时，过滤器权重保持当前值。

依赖关系

该端口仅在设置适应港口参数到在．

数据类型:单|双|INT8.|int16|int32|布尔

`重启`- 重置滤波器权重
标量|向量

信号将过滤器权重的值重设为其初始值(指定为向量)。当在reset端口检测到重置事件时，该块将重置过滤器权重。复位信号速率必须与输入的数据信号速率相同。

有关重置事件类型，请参阅重启范围。

依赖关系

该端口仅在设置重新设置端口参数到上升沿，下降沿，无论是边缘,或零的样本．

数据类型:单|双|INT8.|int16|int32|布尔

输出

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`输出`——输出信号
标量|向量

输出滤波的输入信号，这是所需信号的估计值。它是与输入信号相同的大小和复杂性。

输出信号具有与所需信号相同的数据类型。

数据类型:单|双|固定点

`错误`-输出信号和期望信号之间的错误
标量|向量

输出从所需信号中减去输出信号的结果。

错误信号与所需信号具有相同的数据类型。

数据类型:单|双|固定点

`出世`- 更新的过滤器权重
标量|向量

对于每次迭代，块输出来自此端口的当前更新的滤芯权重。

权重数据类型必须匹配类型的类型输入用于浮点信号的端口。遵守权重用于固定点信号的参数。

依赖关系

该端口仅在设置输出滤波器的权重参数到在．

数据类型:单|双|固定点

参数

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主要选项卡

`算法`-选择算法
`LMS`(默认)|`归一化LMS`|`符号错误LMS`|`签名数据LMS`|`Sign-Sign LMS`

选择用于计算滤波器权重的算法。

`过滤长度`——滤波器长度
`32`(默认)|标量

输入FIR滤波器权重向量的长度。

`指定步长`-指定步长via
`对话框`(默认)|`输入端口`

对话框——指定步长步长(亩)范围。
输入端口——指定步长步长端口。

`步长(亩)`- 一步的大小
`0.1`(默认)|正标量

输入步长μ．对于归一化LMS方程的收敛性，0<µ< 2。

可调:是的

依赖关系

该参数仅在设置指定步长参数到对话框．

`泄漏系数(0 ~ 1)`——泄漏因素
`1.0`(默认)|标量

输入泄漏系数，0 < 1 - μα≤1．

可调:是的

`滤波器权重的初始值`—滤波器权重的初始值
`0`(默认)|向量|标量

输入初始过滤器权重w（0）作为向量或标量。当您输入标量时，块使用标量值来创建滤波器权重的向量。该矢量长度等于滤波器长度，并且其所有值等于标量值。

`适应港口`—启用适配端口
`在`(默认)|`离开`

选中此复选框以启用适应输入端口。

`重新设置端口`——复位端口
`没有一个`(默认)|`上升沿`|`下降沿`|`无论是边缘`|`零的样本`

当您希望将筛选器权重值重设为初始值时，请使用重新设置端口范围。复位信号必须与数据信号输入相同的速率。

选择没有一个禁用重启端口。要启用重启端口，从列表中选择以下内容之一：

上升沿- 触发重置操作重启输入执行以下操作之一：
- 从负值上升到正值或零
- 从零上升到正数，上升不是从负数上升到零的延续(见下图)

下降沿- 触发重置操作重启输入执行以下操作之一：
- 从正数降到负数或零
- 从零下降到负数，这种下降不是从正数下降到零的延续(见下图)
无论是边缘- 触发重置操作重启输入是一个上升沿或者下降沿
零的样本-在reset输入不为零的每个采样时间触发重置操作

`输出滤波器的权重`-输出滤波器权重
`在`(默认)|`离开`

选择输出滤波器的权重参数导出过滤器权重出世端口。对于每次迭代，块输出来自此端口的当前更新的滤芯权重。

数据类型选项卡

`舍入模式`- 舍入运行方法
`地板上`(默认)|`天花板`|`收敛`|`最近的`|`圆形的`|`简单的`|`零`

指定定点操作的舍入模式为以下模式之一:

地板上
天花板
收敛
最近的
圆形的
简单的
零

有关更多详细信息，请参阅舍入模式．

`整数溢出饱和`- 溢出动作的方法
关闭(默认)|开启

当您选择此参数时，块将使其定点操作的结果饱和。当您清除此参数时，块将包装其定点操作的结果。有关饱和和包装,请参阅溢出模式为定点操作。

`参数`——参数
`与第一个输入相同的单词长度`(默认)|`指定字长`|`二进制点缩放`

选择如何指定泄漏因子的字长和分数长度和步长：

与第一个输入相同的单词长度——泄漏因子的字长和步长与第一个输入块的字长匹配。在此模式中，泄漏系数和步长的分数长度自动设置为仅二进制点缩放，根据系数的值和字长为您提供可能的最佳精度。
指定字长——您可以输入泄漏因子的字长和步长，单位为比特。在此模式中，泄漏系数和步长的分数长度自动设置为仅二进制点缩放，根据系数的值和字长为您提供可能的最佳精度。
二进制点缩放——可以输入单词长度、泄漏系数的分数长度和步长，单位为比特。泄漏系数和步长必须具有相同的字长，但分数长度可以不同。

为指定步长参数，如果您选择输入端口，泄漏因子的字长与输入处步长的字长相同步长端口。基于泄漏因子的字长，泄漏因子的分数长度自动设置为最佳精度。

依赖关系

该参数只有在设置了指定步长参数到对话框

`权重`- 滤波器重量的单词和分数长度
`和第一次输入一样`(默认)|`二进制点缩放`

选择如何指定块的过滤权重的单词长度和分数长度:

和第一次输入一样——过滤器权重的字长和分数长与第一个输入块的字长和分数长匹配。
二进制点缩放- 您可以在比特中输入滤波器权重的字长和分数长度。

`产品和商量`-乘积和商的字和分数长度
`和第一次输入一样`(默认)|`二进制点缩放`

选择如何指定的单词长度和分数长度u 'u，W 'u， $μ \cdot e$ ， $问 \cdot u$ ，和商q。u为输入向量，W为滤波器权重向量，μ为步长，e是错误，和问它的定义是 $问＝ \frac{μ \cdot e}{u ” u}$

和第一次输入一样- 这些数量的单词长度和分数长度与块的第一个输入的字段长度匹配。
二进制点缩放——你可以输入单词长度和这些数量的分数长度，以比特为单位。数量的字长必须相同，但分数长度可以不同。

`蓄电池`-累加器的字和分数长度
`和第一次输入一样`(默认)|`二进制点缩放`

属性的累加器的单词和分数长度u 'u和W 'u操作。

请注意

不要使用此参数指定?的累加器的单词和分数长度 $问 \cdot u$ 手术。此数量的累加器数据类型将自动设置为与产品数据类型相同。此累加器的最小、最大和溢出信息将作为产品信息的一部分记录下来。AutoScaling将本产品和累加器视为一种数据类型。

和第一次输入一样- 这些特性与块的输入相匹配。
二进制点缩放——您可以输入单词长度和累加器的分数长度，以位为单位。两个累加器的字长必须相同，但分数长度可以不同。

用于描绘此块中的累加器数据类型使用的插图，请参阅不动点和乘法的数据类型．

`锁定数据类型设置以防止定点工具的更改`- 防止定点工具覆盖数据类型
`离开`(默认)|`在`

选择此参数以防止固定点工具覆盖块对话框中指定的数据类型。

模型的例子

时滞估计

利用LMS自适应FIR算法自适应估计输入噪声信号的时延。滤波器抽头向量中的峰值表示时延估计。

自适应滤波器的收敛

不同自适应滤波算法的收敛路径。图是一组(w1,w2)形式的点序列，其中w1和w2是自适应滤波器的权值。图中的蓝点为误差面等值线。通过从“工具”菜单中选择“放大”，放大图形以查看收敛路径的属性。

块特征

数据类型	`双`\|`固定点`\|`整数`\|`单`
直接喂养	`不`
多维信号	`不`
适应信号	`是的`
讨论二阶导数过零检测	`不`

变量	描述
n	当前时间指数
u（n）	缓冲输入样本的矢量在步骤n
u *（n）	缓冲输入样本的阶跃向量的复共轭n
w（n）	步长估计滤波器权值的向量n
y (n)	滤波后的输出步长n
e（n）	步长估计误差n
d (n)	期望的阶跃响应n
µ	适应步长
α	泄漏系数(0 < α≤1)
ε	修正权重更新过程中可能出现的数值不稳定的常数。

参考文献

[1]海耶斯,M.H.统计数字信号处理与建模。纽约:约翰·威利父子公司，1996年。

扩展功能

C / c++代码生成
使用Simulink®Coder™生成C和c++代码。金宝app

生成的代码依赖于memcpy或者MEMSET.函数(string.h)在某些条件下。

的LMS过滤器块支持在以下金宝app条件下使用Intel AVX2技术生成SIMD代码:

算法被设置为LMS或者归一化LMS．
输入信号是真实值的。
输入信号的数据类型为单或者双．

SIMD技术显著提高了生成代码的性能。

HDL代码生成
使用HDL Coder™生成FPGA和ASIC设计的Verilog和VHDL代码。

HDL Coder™提供了影响HDL实现和合成逻辑的其他配置选项。

HDL架构

默认情况下，LMS滤波器的实现对滤波器的FIR部分使用一个线性和。

在以下条件下，LMS Filter实现树求和(具有更短的关键路径):

LMS滤波器与真实数据一起使用。
累加器的单词长度W 'u数据类型至少是装天花板(log2(滤波器长度))比特比W'u数据类型的单词长度宽。
累加器W 'u数据类型具有与Product相同的分数长度W 'u数据类型。

高密度脂蛋白块属性

约束Outputpipine.	通过在您的设计中移动现有延迟，在输出时放置的寄存器数量。分布式流水线不会重新分配这些寄存器。默认为`0`．有关更多详细信息，请参阅约束Outputpipine.(高密度脂蛋白编码器)．
InputPipeline	要插入生成代码的输入管道阶段的数目。分布式管道和受约束的输出管道可以移动这些寄存器。默认为`0`．有关更多详细信息，请参阅InputPipeline(高密度脂蛋白编码器)．
OutputPipeline	输出流水线阶段以生成的代码插入。分布式管道和受约束的输出管道可以移动这些寄存器。默认为`0`．有关更多详细信息，请参阅OutputPipeline(高密度脂蛋白编码器)．

复杂的数据支持金宝app

此块支持复杂信号的代码金宝app生成。

限制

HDL编码器不支持金宝app归一化LMS算法的LMS滤波器。
的重启港口仅支持金宝app布尔和无符号输入。
的适应港口仅支持金宝app布尔输入。
过滤长度必须大于等于2。

定点转换
使用fixed-point Designer™设计和模拟定点系统。

如果输入是固定点，则必须是有符号整数或斜率为2的有符号固定点，且偏差为零。

定点数据类型

下面的图表显示了定点信号的LMS Filter块中使用的数据类型。该表总结了图表中使用的变量的定义。

变量	定义
u	输入向量
W	滤波器权向量
µ	步长
e	错误
问	商, $问＝ \frac{μ \cdot e}{u ” u}$
产品u”u	产品数据类型在能量计算图中
蓄电池u”u	能量计算图中的累加器数据类型
产品W”u	卷积图中的产品数据类型
蓄电池W”u	卷积图中的累加器数据类型
产品 $μ \cdot e$	产品的步长和误差图中的产品数据类型
产品 $问 \cdot u$	权重更新图中的产品和累加器数据类型。¹

¹此数量的累加器数据类型将自动设置为与产品数据类型相同。此累加器的最小、最大和溢出信息将作为产品信息的一部分记录下来。AutoScaling将本产品和累加器视为一种数据类型。

您可以设置掩码参数、权重、乘积、商和累加数的数据类型。下载188bet金宝搏该块的定点输入、输出和掩码参数必须具有以下特征:

输入信号和所需信号必须具有相同的字长，但它们的分数长度可以不同。
步长和泄漏因子必须具有相同的字长，但它们的分数长度可以不同。
输出信号和错误信号具有与所需信号相同的字长和相同的分数长度。
的商和乘积的输出u”u，W”u， $μ \cdot e$ ，和 $问 \cdot u$ 操作必须具有相同的单词长度，但它们的分数长度可以不同。
累加器数据类型u”u和W”u操作必须具有相同的单词长度，但它们的分数长度可以不同。

乘数的输出在产品输出数据类型中，如果乘法器的至少一个输入是真实的。如果乘法器的两个输入复杂，则乘法的结果是累加器数据类型。有关详细信息,请参见乘法的数据类型．

另请参阅

块

块LMS滤波器|快速块LMS滤波器|LMS更新|RLS滤波器

主题

基于归一化LMS自适应滤波器的Simulin金宝appk噪声消除

在R2006A之前介绍

DSP系统工具箱文档

金宝app

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LMS过滤器

描述

港口

输入

输入- - - - - -输入信号标量|向量

想要的——期望信号向量|矩阵

步长——步长标量

依赖关系

适应-更新过滤器权重标量|向量

依赖关系

重启- 重置滤波器权重标量|向量

依赖关系

输出

输出——输出信号标量|向量

错误-输出信号和期望信号之间的错误标量|向量

出世- 更新的过滤器权重标量|向量

依赖关系

参数

主要选项卡

算法-选择算法LMS(默认)|归一化LMS|符号错误LMS|签名数据LMS|Sign-Sign LMS

过滤长度——滤波器长度32(默认)|标量

指定步长-指定步长via对话框(默认)|输入端口

步长(亩)- 一步的大小0.1(默认)|正标量

依赖关系

泄漏系数(0 ~ 1)——泄漏因素1.0(默认)|标量

滤波器权重的初始值—滤波器权重的初始值0(默认)|向量|标量

适应港口—启用适配端口在(默认)|离开

重新设置端口——复位端口没有一个(默认)|上升沿|下降沿|无论是边缘|零的样本

输出滤波器的权重-输出滤波器权重在(默认)|离开

数据类型选项卡

舍入模式- 舍入运行方法地板上(默认)|天花板|收敛|最近的|圆形的|简单的|零

整数溢出饱和- 溢出动作的方法关闭(默认)|开启

参数——参数与第一个输入相同的单词长度(默认)|指定字长|二进制点缩放

依赖关系

权重- 滤波器重量的单词和分数长度和第一次输入一样(默认)|二进制点缩放

产品和商量-乘积和商的字和分数长度和第一次输入一样(默认)|二进制点缩放

蓄电池-累加器的字和分数长度和第一次输入一样(默认)|二进制点缩放

锁定数据类型设置以防止定点工具的更改- 防止定点工具覆盖数据类型离开(默认)|在

模型的例子

时滞估计

自适应滤波器的收敛

块特征

更多关于

LMS过滤器算法

参考文献

扩展功能

C / c++代码生成使用Simulink®Coder™生成C和c++代码。金宝app

HDL代码生成使用HDL Coder™生成FPGA和ASIC设计的Verilog和VHDL代码。

定点转换使用fixed-point Designer™设计和模拟定点系统。

另请参阅

块

主题

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`输入`- - - - - -输入信号
标量|向量

`想要的`——期望信号
向量|矩阵

`步长`——步长
标量

`适应`-更新过滤器权重
标量|向量

`重启`- 重置滤波器权重
标量|向量

`输出`——输出信号
标量|向量

`错误`-输出信号和期望信号之间的错误
标量|向量

`出世`- 更新的过滤器权重
标量|向量

`算法`-选择算法
`LMS`(默认)|`归一化LMS`|`符号错误LMS`|`签名数据LMS`|`Sign-Sign LMS`

`过滤长度`——滤波器长度
`32`(默认)|标量

`指定步长`-指定步长via
`对话框`(默认)|`输入端口`

`步长(亩)`- 一步的大小
`0.1`(默认)|正标量

`泄漏系数(0 ~ 1)`——泄漏因素
`1.0`(默认)|标量

`滤波器权重的初始值`—滤波器权重的初始值
`0`(默认)|向量|标量

`适应港口`—启用适配端口
`在`(默认)|`离开`

`重新设置端口`——复位端口
`没有一个`(默认)|`上升沿`|`下降沿`|`无论是边缘`|`零的样本`

`输出滤波器的权重`-输出滤波器权重
`在`(默认)|`离开`

`舍入模式`- 舍入运行方法
`地板上`(默认)|`天花板`|`收敛`|`最近的`|`圆形的`|`简单的`|`零`

`整数溢出饱和`- 溢出动作的方法
关闭(默认)|开启

`参数`——参数
`与第一个输入相同的单词长度`(默认)|`指定字长`|`二进制点缩放`

`权重`- 滤波器重量的单词和分数长度
`和第一次输入一样`(默认)|`二进制点缩放`

`产品和商量`-乘积和商的字和分数长度
`和第一次输入一样`(默认)|`二进制点缩放`

`蓄电池`-累加器的字和分数长度
`和第一次输入一样`(默认)|`二进制点缩放`

`锁定数据类型设置以防止定点工具的更改`- 防止定点工具覆盖数据类型
`离开`(默认)|`在`

C / c++代码生成
使用Simulink®Coder™生成C和c++代码。金宝app

HDL代码生成
使用HDL Coder™生成FPGA和ASIC设计的Verilog和VHDL代码。

定点转换
使用fixed-point Designer™设计和模拟定点系统。