MATLAB自适应滤波器性能比较系统：LMS算法实现与可视化分析

资 源 简 介

本项目基于MATLAB实现了横向与格型自适应滤波器的LMS算法，支持实时绘制权系数变化曲线，通过噪声消除和信号跟踪场景直观比较两种滤波器的性能差异。用户可自定义输入信号和干扰噪声进行交互式测试。

详 情 说 明

自适应滤波器性能比较系统

项目介绍

本项目实现了一个用于比较横向自适应滤波器与格型自适应滤波器性能的仿真系统。系统基于LMS（Least Mean Square）算法，能够实时绘制两种滤波器的权系数变化过程，直观展示它们在噪声消除、系统辨识、信号跟踪等场景下的收敛速度和稳定性差异。用户可通过自定义输入信号和干扰噪声，结合可调滤波器参数，进行深入的性能分析与比较。

功能特性

• 算法实现：完整实现了横向结构LMS自适应滤波算法与格型结构LMS自适应滤波算法。
• 动态可视化：实时绘制并对比两种滤波器的权系数收敛过程，生成滤波前后信号波形对比图。
• 性能量化：计算并展示均方误差（MSE）收敛曲线，提供量化性能指标。
• 参数可调：用户可灵活设置滤波器关键参数，包括步长因子μ、滤波器阶数、迭代次数等。
• 信号源灵活：支持用户自定义输入信号，也提供标准模拟信号（如正弦波、方波）及高斯白噪声作为预设选项。

使用方法

1. 设置仿真参数：运行主程序后，在界面或脚本中设置仿真参数。

* 信号选择：选择或定义原始信号（如频率、幅值的正弦波）和叠加的干扰噪声类型及其强度。 * 滤波器参数：设定步长因子μ、滤波器阶数、仿真迭代次数等。

1. 运行仿真：启动仿真，系统将自动执行两种自适应滤波算法。
2. 观察结果：仿真结束后，系统将自动显示以下结果以供比较：

* 原始信号、含噪信号以及两种滤波器输出信号的波形对比图。 * 横向与格型滤波器权向量的动态收敛过程动画或轨迹图。 * 两种滤波器的均方误差（MSE）随迭代次数变化的收敛曲线。

系统要求

• 操作系统：Windows / macOS / Linux
• 软件环境：MATLAB R2018a 或更高版本
• 必要工具箱：无特殊工具箱要求，仅需基础MATLAB环境。

文件说明

主程序文件承担了系统的核心调度与执行功能，具体包括：初始化仿真环境与各项参数，生成用户指定的原始信号和噪声信号，分别调用横向和格型自适应滤波算法完成信号处理，动态计算并记录滤波过程中的误差和权系数变化，最终生成并呈现所有结果图表，实现完整的性能比较流程。