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自适应信号处理——LMS、RLS和LSL算法性能对比分析

记录沿途美 177

前言:

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自适应信号处理就是在信号处理中引入了某种最优准则,这种最优准则在任何时刻、任何环境下都是被满足的,因而可增强期望信号、消除干扰信号。自适应信号处理技术在雷达、通信、声纳、图像处理、计算机视觉、地震勘探、生物医学、振动工程等领域有着极其重要的应用。自适应信号处理应用于系统中时,主要有四种形式,分别是自适应系统辨识、自适应系统逆模拟、自适应干扰抵消和自适应系统预测。

常用的自适应信号处理方法包括:最小均方误差(Least Mean Square,简称LMS)、递归最小二乘(Recursive Least Square,简称RLS)和最小二乘格型(Least Squares Lattice,简称LSL),本文从收敛速度、稳定性和复杂度等方面对比分析了上述3种方法的性能。

图1 LMS和RLS效果对比

图1为LMS和RLS的效果对比图,从图中我们可以看出RLS算法比LMS算法收敛速度快,但其稳定性不如LMS算法好。随着迭代次数的增多LMS算法能更加准确的逼近目标值,而且LMS算法的时间和空间复杂度比RLS算法略低。

图2 LMS和LSL效果对比

图2为LMS和LSL的效果对比图,从图中我们可以看出LSL算法比LMS算法收敛速度快,且其稳定性也比LMS算法好。随着迭代次数的增多LSL算法能更加准确的逼近目标值,相比之下,LMS算法预测值在目标值附近波动较大,但LMS算法的时间和空间复杂度比LSL算法低很多。

图3 RLS和LSL效果对比

图3为RLS和LSL的效果对比图,从图中我们可以看出LSL算法和RLS算法收敛速度相似,且都很快,但LSL算法的稳定性也比RLS算法好。随着迭代次数的增多LSL算法能更加准确的逼近目标值,相比之下,RLS算法预测值在目标值附近波动较大,但RLS算法的时间和空间复杂度比LSL算法低很多。

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标签: #lms算法与rls算法