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https://tedebc.ufma.br/jspui/handle/tede/tede/2407
Tipo do documento: | Tese |
Título: | Um algoritmo não quadrático baseado no RLS estendido |
Título(s) alternativo(s): | A non-quadratic algorithm based on the Extended RLS |
Autor: | AMARAL, Luís Fernando Coelho ![]() |
Primeiro orientador: | BARROS FILHO, Allan Kardec Duailibe |
Primeiro coorientador: | SANTANA, Ewaldo Eder Carvalho |
Primeiro membro da banca: | BARROS FILHO, Allan Kardec Duailibe |
Segundo membro da banca: | SANTANA, Ewaldo Eder Carvalho |
Terceiro membro da banca: | RIBEIRO, Aurea Celeste |
Quarto membro da banca: | SILVEIRA, Antônio da Silva |
Quinto membro da banca: | OLIVEIRA, Fausto Lucena de |
Resumo: | Filtros são utilizados com o objetivo geral de separar elementos diferentes. Quando esses elementos formam sinais elétricos, os filtros são dispositivos que alteram o conteúdo de frequências do sinal de entrada. A fim de remover partes indesejadas (ruídos, interferências) ou separar um sinal de outro, os filtros restringem a passagem de frequências específicas. Um filtro adaptativo é um filtro cujos coeficientes são ajustados de forma adaptativa, em função de objetivos ou condições variáveis no tempo e traduzidos num sinal de erro. O critério típico prático para a adaptação dos coeficientes do filtro e otimização do seu desempenho é a minimização do valor médio quadrático do sinal de erro, fazendo necessário um algoritmo adaptativo para reger o comportamento do sinal de entrada ou o conhecimento prévio do sinal desejado. As aplicações de algoritmos adaptativos são importantes em diversas áreas, como telecomunicações, sistemas de controle e outras. O modo como a função objetivo de um algoritmo adaptativo é apresentada pode oferecer informações importantes sobre o desempenho ou o comportamento do algoritmo. Em filtragem adaptativa, frequentemente são propostas novas estruturas e novos algoritmos de adaptação que visam acelerar a convergência do erro médio quadrático (MSE, do inglês: mean squares error) e/ou diminuir a complexidade computacional, principalmente em aplicações que requerem o uso de um número elevado de coeficientes adaptativos. Diversos algoritmos para atualização dos coeficientes do filtro adaptativo foram desenvolvidos nos últimos anos. Pode-se citar alguns: o algoritmo LMS ( do inglês: least-mean-squares) convencional, que possui baixa complexidade computacional, mas seu comportamento durante a convergência varia de acordo com as características do sinal de entrada, acarretando uma convergência lenta para sinais de entrada correlacionados; o algoritmo RLS (do inglˆes: recursive-least-squares), que possui alta velocidade de convergência, porém elevada complexidade computacional e, em certos casos, instabilidade numérica; o algoritmo LMF (do inglês: least-mean-fourth) que procura minimizar o erro quarto médio, que é uma função do vetor peso convexa. Existem vários métodos para se derivar algoritmos de filtragem adaptativa, que podem se basear em conceitos estocásticos ou determinísticos, ou até mesmo na formulação matemática de um sistema em um problema de otimização. Apesar da grande diversidade dos algoritmos iterativos que podem resultar da solução de um problema utilizando como função de custo o MSE , a maioria leva a uma resposta que tem relação direta com a resposta dada pelo filtro de Wiener. Neste trabalho, apresenta-se um algoritmo baseado nas potências pares do erro como função de custo, motivado pelo algoritmo EX-RLS (do inglês: extended recursive least squares exponencialmente ponderado. Simulações foram mostradas, baseadas na convergência e no desajuste comparando alguns do principais algoritmos com o algoritmo proposto. |
Abstract: | Filters are used for the general purpose of separating different elements. When these elements form electrical signals, Filters are devices that change the frequency content of the input signal. In order to remove unwanted parts (Noise, interference) or separate one signal from another, the filters restrict the passage of specific frequencies. An adaptive filter is a filter whose coefficients are adjusted adaptively, in function of objectives or conditions in time and translated into an error signal. The typical practical criterion for adapting coefficients of the filter and optimization of its performance is the minimization of the mean square value of the error signal. The applications of adaptive algorithms are important in several areas, such as telecommunications, control systems and others. How the objective function of an adaptive algorithm is presented can provide important information about performance or behavior of the algorithm. In adaptive filtering, new structures and new adaptation algorithms Accelerate the convergence of the mean square error (MSE) and / or decrease the computational complexity, Especially in applications that require the use of a large number of adaptive coefficients. Several algorithms for updating the adaptive filter shape coefficients developed in recent years. We can mention some: the conventional LMS (Least-MeanSquare) algorithm, which has low complexity But its behavior during convergence varies according to the characteristics of the signal Leading to slow convergence for correlated input signals; The algorithm RLS (Recursive-Least-Square), which has high convergence speed but high complexity computational and, in certain cases, numerical instability; The Least-Mean-Fourth (LMF) algorithm Minimize the average fourth error, which is a function of the convex weight vector. There are several methods to derive adaptive filtering algorithms, which can be based on concepts stochastic or deterministic, or even in the mathematical formulation of a system in a problem of optimization. In spite of the great diversityof the iterative algorithms that can result from the solution of a problem using the MSE as a cost function, most lead to a response that has a direct relation with the given response by the Wiener filter. In this work, we present an algorithm based on the even error, motivated by the exponentially weighted EX-RLS (Extended Recursive Least Squares) algorithm. We will show simulations based on convergence and mismatch comparing the algorithms cited with the proposed algorithm. |
Palavras-chave: | Filtragem adaptativa função não-quadrática Taxa de convergência Rastreamento no canal de Rayleigh Adaptive filtering Non-quadratic function Convergence rate Rayleigh channel tracking |
Área(s) do CNPq: | Análise de Algoritmos e Complexidade de Computação |
Idioma: | por |
País: | Brasil |
Instituição: | Universidade Federal do Maranhão |
Sigla da instituição: | UFMA |
Departamento: | DEPARTAMENTO DE ENGENHARIA DA ELETRICIDADE/CCET |
Programa: | PROGRAMA DE PÓS-GRADUAÇÃO EM ENGENHARIA DE ELETRICIDADE/CCET |
Citação: | AMARAL, Luís Fernando Coelho. Um algoritmo não quadrático baseado no RLS estendido. 2018. 88f. Tese (Programa de Pós-Graduação em Engenharia de Eletricidade/CCET) - Universidade Federal do Maranhão, São Luís. |
Tipo de acesso: | Acesso Aberto |
URI: | https://tedebc.ufma.br/jspui/handle/tede/tede/2407 |
Data de defesa: | 26-Sep-2018 |
Appears in Collections: | TESE DE DOUTORADO - PROGRAMA DE PÓS GRADUAÇÃO EM ENGENHARIA DE ELETRICIDADE |
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LuisFernandoAmaral.pdf | Tese de Doutorado | 728,6 kB | Adobe PDF | Download/Open Preview |
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