基于小批量梯度下降法的FIR滤波器

武康康; 周鹏; 陆叶; 蒋丹; 闫江鸿; 钱正成; 龚闯

doi:10.16088/j.issn.1001-6600.2020062602

广西师范大学学报（自然科学版） ›› 2021, Vol. 39 ›› Issue (04) : 9 -20. DOI: 10.16088/j.issn.1001-6600.2020062602

基于小批量梯度下降法的FIR滤波器

武康康, 周鹏, 陆叶, 蒋丹, 闫江鸿, 钱正成, 龚闯

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摘要

针对梯度下降算法收敛速度慢,每次更新梯度都使用全部的样本点数且计算量大、复杂度高等问题,提出一种新型的用于相干光接收机的色散补偿FIR(finite-length impulse response)滤波器。在Matlab中搭建基带多速率相干光通信系统传输模型,利用小批量梯度下降法(mini-batch gradient descent),每次使用百分之一的样本数更新梯度和抽头权值h(n),计算均方误差,使计算复杂度降低为原来的1%,且当学习效率为0.05时,收敛值达到0.005 5,均方误差收敛值更小。均方误差收敛后得到滤波器抽头的权值,本方法得到的滤波器权值在全频带具有更好的滤波效果。通过基带脉冲成型限制基带信号有效带宽,滤波器的抽头数目为197,相对全频带抽头数减少37.5%,所以能在窄频带设计出抽头数目更少,滤波效果更佳的最优滤波器。