A Walsh-Hadamard Transform Adaptive Filter with Time-varying Step Size

가변 스텝사이즈를 적용한 월시.아다말 적응필터

One of the most popular algorithm in adaptive signal processing is the least mean square(LMS) algorithm. The majority of these papers examine the LMS algorithm with a constant step size. The choice of the step size reflects a tradeoff between misadjustment and the speed of adaptation. Subsequent works have discussed the issue of optimization of the step size or methods of varying the step size to improve performance. However there is as yet no detailed analysis of a variable step size algorithm that is capable of giving both the adaptation speed and the convergence. In this paper we propose a new variable step size algorithm where the step size adjustment is controlled by the gradient of error square. The proposed algorithm is performed in the Walsh-Hadamard domain in real-valued orthogonal transform because of fast convergence. The simulation results using the new algorithm for noise canceller system is described. They are compared to the results obtained by other algorithms. It is shown that the proposed algorithm produces good results compared with conventional algorithms.

적응 신호처리 분야에서 LMS(Least Mean Square)알고리즘은 그 식의 간편함과 구현의 용이함으로 가장 널리 이용되고 있다. 대부분의 LMS 알고리즘은 수렴비를 조절하는 적응계수를 일정한 값으로 정하는데, 이는 안전성과 속도사이에서 트레이드오프가 존재한다. 이러한 단점을 해결하고 성능을 개선하기 위하여 가변 LMS(VLMS: Variable LMS)알고리즘이 발표되었다. 그러나 기존에 발표된 가변 스텝사이즈 알고리즘들도 또 다른 적응인자를 사용하므로 알고리즘이 새로운 적응인자 값에 의해 성능이 좌우된다는 문제점이 있다. 본 논문에서는 오차 제곱의 기울기에 따라 적응인자 스스로 값을 조절하는 가변 스텝사이즈 알고리즘을 제안하였다. 제안한 알고리즘을 실수값을 갖는 월시-아다말(Walsh-Hadamard)변환을 사용하여 빠른 수렴을 얻도록 하였으며, 계산량을 감소시키기 위해 부분수정 알고리즘에 적용하였다. 제안한 알고리즘의 성능 확인을 위하여 잡음 제거 시스템에 적용하여 기존의 알고리즘들과 비교하여 그 성능이 우수함을 입증하였다.