自适应噪声消除技术及其于移动设备的应用研究

摘要

基于移动设备的应用是当今数字家庭时代最主要的信息服务之一，有着广阔的发展前景。移动设备及其应用或多或少受到各种噪声的干扰，影响应用质量，基于移动设备的噪声消除算法是现在的一个技术难题和研究热点。本文依托广州市聚晖电子科技有限公司与中山大学的智能家居项目，研究自适应噪声消除技术及其自适应滤波算法，并展开基于移动设备的自适应噪声消除技术的应用研究。 本文全面分析基于移动设备的噪声消除技术及其不足，确定以LMS算法作为移动设备的自适应噪声消除器的算法框架。针对LMS算法步长因子固定导致算法的收敛速度和稳态误差相互制约的问题，本文给出了LMS算法步长调整函数的设计策略：步长调整策略、基于函数曲线控制步长策略、参数可调策略、收敛性可判别策略。基于这四个策略，利用三角函数曲线的特性，本文设计了一种新的步长调整函数——COS-LMS函数，并通过建立步长因子与误差信号之间的COS-LMS函数关系，提出了一种新的变步长LMS算法，称为COS-LMs算法。经理论分析与仿真实验，并与多种具有代表性的变步长LMS算法比较，本文算法整体性能更优，在保证较低稳态误差的同时提高了收敛速度和跟踪能力，还具有较好的抗干扰能力和较低的计算复杂度，更适用于移动设备的噪声消除器。接着，本文将COS-LMS算法应用在自适应噪声消除上，进一步提出变步长COS-LMS噪声消除优化算法，仿真实验说明该算法在噪声消除上具有优越性。最后，本文将变步长COS-LMS噪声消除优化算法应用于智能家居项目，针对移动设备与智能家居门铃的无线对讲应用，利用对讲语音信号的准周期性设计噪声消除器结构，利用门铃响声的规律性优化变步长COS-LMS算法的初始抽头权值，取得较好的应用效果，该工作获得广州市聚晖电子科技有限公司的肯定。

目录

文摘

英文文摘

声明

第1章综述

1.1研究背景及意义

1.2国内外研究现状

1.3研究内容与目标

1.4论文组织与结构

第2章移动设备噪声消除技术分析

2.1移动设备上噪声形成机理

2.2移动设备上噪声消除技术

2.3自适应噪声消除器

2.4自适应滤波技术

2.5本章小结

第3章自适应噪声消除优化算法

3.1变步长LMS算法设计分析

3.2基于三角函数的变步长LMS算法

3.3变步长COS-LMS算法仿真性能分析

3.4变步长COS-LMS噪声消除优化算法

3.5本章小结

第4章噪声消除优化算法的实现与应用

4.1智能家居项目及移动设备无线对讲应用

4.2基于移动设备的噪声消除器结构设计

4.3无线对讲应用的噪声消除优化算法设计

4.4噪声消除器及优化算法的项目应用效果

4.5本章小结

第5章结论与建议

5.1结论

5.2建议

参考文献

附录

作者简历

致谢