EFFICIENT COVARIANCE LADDER ALGORITHMS FOR FINITE ARITHMETIC APPLICATIONS

作     者：STROBACH, P 

作者机构：SIEMENS AG Information Systems Laboratory ZT ZTI INF 121 D-8000 München 83 Fed. Rep. Germany 

出 版 物：《SIGNAL PROCESSING》 (Signal Process)

年 卷 期：1987年第13卷第1期

页      面：29-70页

核心收录：

学科分类：0808[工学-电气工程] 08[工学] 

主　　题：Autoregressive modeling ladder algorithms lattice algorithms VLSI realizations 

摘      要：This paper is concerned with the problem of constructing numerically robust covariance ladder estimation algorithms for finite arithmetic applications. Conventional least-squares (LS) ladder algorithms suffer from mixed time and order recursive update equations resulting in a poor numerical accuracy when implemented with finite arithmetic. In this paper, a more ‘direct’ and numerically robust computation approach of the ladder update recursions using the most recently introduced algebraic method of generalized residual energies (GRE s) is presented. The new algorithms separate time and order recursions in two independent subalgorithms with a highly modular structure. Besides the general framework, five algorithms of this type are presented. Based on these algorithms, a VLSI ladder chip-set is proposed. Fixed-point simulations of the new VLSI structures are performed for several types of input data. The experimental analysis shows that the new algorithms are superior over conventional techniques and can operate at a multiplier wordlength as low as 8 bits. Dieser Aufsatz behandelt das Problem des Entwurfs numerisch robuster Kovarianz Ladder Algorithmen für die Anwendung in Echtzeitrechnern mit beschränkter numerischer Genauigkeit. Konventionelle Least-Squares (LS) Ladder Algorithmen basieren auf gemischt zeit- und ordnungsrekursiven Aktualisierungsgleichungen welche auf eine schlechte numerische Genauigkeit der Algorithmen führen. Eine erhebliche Verbesserung der numerischen Eigenschaften von Ladder Algorithmen läβt sich mit Hilfe der neuen algebraischen Methode der verallgemeinerten Residualenergien (GRE s) erreichen, welche in diesem Aufsatz vorgestellt wird. Die aus dem neuen Ansatz resultierenden Verfahren erlauben die Trennung von Zeit- und Ordnungsrekursionen in zwei unabhängige Teilalgorithmen mit höchst modularer Struktur. Neben der allgemeinen Herleitung werden insgesamt fünf numerisch robuste Ladder Algorithmen dieses Typs vorgestellt. Basierend auf diesen V