原创 【博客大赛】自适应滤波教我做人

最近准备参加电赛，校赛的要求是在2017年电赛国赛的题目中选择一个做。我看了题目，表示对自适应滤波比较感兴趣，正好之前也学习了解过一点信号处理的相关知识，就决定是自适应滤波了。

先说我结果吧，后天就是比赛开始了，但是我还是没有搞定问题，又面临着考试可能会挂科的压力，只能弃权了。

我觉得之所以会导致这个结果，跟我前期的规划失策是有一定原因的。

我将主要的精力全部放在LMS算法的实现上了；再着，FPGA对我来说是一个很大的挑战，因为之前从来没有用过，要在一个月内学会使用并做比赛，对我来说还是有着挺大的压力的；还有很重要的一点就是，我的心太大了，同时报了两个比赛，除了电赛还有另外一个科技创新的校内比赛，本以为很容易解决的，但是还是耽误了我很多时间，而且也是由于时间问题只能放弃。

这次的比赛除了让我意识到我的规划有问题外，也让我知道了，一个人的力量还是有限的。在没有参加比赛前，我还是自信心爆棚的，在网上看了些论文，自以为就没有问题了，就直接随便拉了两个人报名，然后全部工作由我一个人来做。事实证明，还是很难的，特别是做自己不熟悉的东西，更是难上加难；找文档、找论文都花了我超多时间，如果有队友的话，这些时间可以剩出很多来，甚至我的项目进度还可以以并行的方式前进。就拿这次的比赛来说，我需要一个信号叠加、一个信号移相、一个自适应滤波三大模块，正好电赛有三个名额，如果有队友的话，完全可以分成多个任务，大家一起完成，

断断续续做了差不多一个月的这个比赛，我就说说我除了教训，还获得了什么吧。

首先自然是学会了使用FPGA的一点皮毛，Quartus这个庞大的软件基本被我啃了下来，基本会操作了，很感动。因为软件资料真的不算多，特别是我使用的最新quartus 18版，我在官网看的有的资料甚至是几天前才出的，有的资料也还没有更新，真的挺难受的。我把我自己排的许多坑全部都写出来了，直面使用quartus遇到的问题、使用ModelSim遇到的问题、使用DSP Builder遇到的问题，这些很多都是我在网上没有搜到，然后在官方手册里找了很久才找到的，也算是我为广大群体做的一点小贡献吧。可能我之后还会写一些具体的操作教程，因为我也注意到了我使用的开发板Cyclone IV相关的教程比较缺乏，不好上手，就好像这次困住我的地方就是A/D转换方面的问题，等我解决了后就会发出来。

再者的话自然就是对信号处理有了更多的了解，了解到自适应滤波其实本质上也是一种基于统计学的方法，通过统计输入信号与期望信号之间的误差来调节滤波器的相关参数，自适应滤波分为自适应过程与滤波过程。我花了很多时间，但是也没有完全理解，最后终于在网上找到了一个解决方法，但是效果并不怎么好，是由两个七阶lms滤波器组成，但是却需要差不多8个周期才能收敛，而我在论文中看到的只需要两个周期，而且没有使用这么多资源。下面给张自适应滤波器的效果图吧。

再者的话，就是对数字信号有了更多的了解，一开始想着信号叠加和信号移相全部使用模拟电路做，但是后来了解到可以使用FPGA完成，就想使用数字电路来完成。可以说，这是导致我失败的一个很重要的原因，因为信号的移相需要使用到Direct digital synthesizer(DDS)，这是什么？它可以从一个单一的频率源生成任意波形和频率。原本我的想法是通过ADC得到输入信号的波形和频率，然后将移相后的波形通过DDS生成，再通过DAC输出，但是FPGA还不太熟，怎么检测波形我还不会，就一直给卡在这里了...

总的来说，失败了也不错，只有挫折能让人保持清醒，而痛苦才能让我品尝到快乐。