Um Estudo Comparativo de Algoritmos de Filtragem Adaptativa Não Linear
Daniel Gilio Tiglea. Um Estudo Comparativo de Algoritmos de Filtragem Adaptativa Não Linear. Undergratuate Research, Electrical Engineering, University of São Paulo, 2016 (in portuguese).
Abstract
Filtros adaptativos podem ser empregados em diversas aplicações, tais como radar, sonar, comunicações, engenharia biomédica, predição de séries temporais, controle ativo de ruído, cancelamento de eco acústico, identificação de sistemas, entre outras. Em várias dessas aplicações, soluções lineares podem apresentar um desempenho inferior em comparação com as não lineares. Neste trabalho, serão estudados os algoritmos adaptativos do tipo LMS (least-mean squares) baseados em núcleo. Como exemplo de aplicação serão consideradas a identificação de sistemas e a equalização de canais de comunicações não lineares. Este relatório analisa criticamente a literatura encontrada acerca dos algoritmos denominados KLMS (kernel least-mean-squares) e KNLMS (kernel normalized least-mean-squares) e investiga algumas de suas propriedades, estando dividido em cinco seções e um apêndice. Na Seção 1 são apresentados os conceitos relacionados ao tema do trabalho, como filtros adaptativos e núcleos, bem como os algoritmos que serão analisados. Na Seção 2, expõe-se a motivação do trabalho. Em seguida, na Seção 3, são explicados os métodos adotados para a elaboração do trabalho e para a obtenção dos dados mostrados. Os resultados são apresentados na Seção 4, que conta com três subseções. Na Subseção 4.1 são apresentadas as diferenças entre duas versões dos algoritmos KLMS e KNLMS. Em seguida, esses algoritmos são aplicados à identificação de um sistema não linear na Subseção 4.2 e à equalização de um canal com distorções não lineares na Subseção 4.3. As constatações mais importantes estão sintetizadas na Seção 5. No Apêndice A é abordada a questão da equalização de canais em sistemas de comunicação baseados em caos. Ali são apresentadas novas versões dos algoritmos estudados ao longo do relatório, voltadas especificamente a esse tipo de aplicação, e são mostrados resultados obtidos por meio de simulações computacionais empregando as versões propostas.