[发明专利]一种基于GPU加速的多通道FBLMS实现方法

权利要求书

1.一种基于GPU加速的多通道FBLMS实现方法，其特征在于，包括以下步骤：

S1、信号分块：

根据滤波器长度L对每个通道数据分块，即将待处理的参考信号x(n),n＝1,2,...,Len和监测通道信号d_i(n),i＝1,2,...,M；n＝1,2,...,Len进行分块，分块长度为L，分块后得参考信号x(k),k＝1,2,...,N以及监测通道信号d_i(k),i＝1,2,...,M；k＝1,2,...,N，其中Len是数据长度，M为监测通道数，每个通道分块后共有N个数据块；

S2、对分块后的参考信号x(k)进行扩展：

每个数据块前面拼接上前一个数据块，使得每个数据块长度扩展为2L，即第一块数据前补与块长度相同的零，标号为0，第二块数据前拼接上第一块数据，标号为1，以此类推，然后将标号为0与1的两块数据分为第一组，长度为2L；接着标号为1与2的两块数据分为第二组，以此类推，得到N组长度为2L的数据；

S3、对扩展后的参考信号做FFT变换，将时域信号变换为频域信号：

利用GPU并行处理的特性，对步骤S2得到的N个数据块同时做FFT变换；

S4、对分块后的监测通道信号d(g,k),g＝1,2,...,M；k＝1,2,...N进行结构变形：

将每个通道标号为g的块依次连接，分别记为g1,g2,...,gj,...gN，分别表示监测通道i的第j块数据；以此类推，得到一组长度为ML的数据；

S5、取出步骤S3中参考信号进行FFT变换后的一组数据，记为U_i(n),n＝1,2,...,2L；FBLMS滤波器在频率进行迭代，权向量长度为2L，每个通道都需要对应一个FBLMS滤波器，则M个通道的滤波器权值为ω_i(n),n＝1,2,...,2LM，分为M段，每段权值的数据长度为2L，参考信号的U_i与每个通道的ω_i(n)分别相乘，得到Y_i(n)，n＝1,2,...,2LM；

S6、按照步骤S5数据处理方式进行FBLMS算法运算，对Y_i进行IFFT变换，得到y_i(n),n＝1,2,...，2LM，y_i是每一个通道经过滤波器滤波后的第i-1和第i块数据；

S7、取出步骤S4中监测信号的第i块数据，记为D_i(n),n＝1,2,...,LM；y_i(n)与D_i相减，得到e_i(n),n＝1,2,...,LM，此时便是实现杂波对消后的所需要的输出信号；

S8、对滤波器权向量进行更新迭代：

记γ为遗忘因子，α为步进长度，P为U_i的功率估计修正，P＝γ*P+(1-γ)*|U_i|²，对e_i进行FFT变换，得到E_i(n),n＝1,2,...,LM，对E_i中的每一个通道的数据前插入长度为L的零数据块，插入后数据长度变为2ML，修正量滤波器权向量的更新方程为ω(n+1)＝ω(n)+△ω，转到步骤S5，迭代N次；

S9、输出信号结构转换：各通道直达波抑制后的信号是以步骤S4输出的结构保存的，执行步骤S4的内过程，将其转换为各通道信号的形式。