引用本文:
张进玉,王翀,杨宏,等:基于反正切函数的可见光通信LMS均衡算法[J]. 光通信技术,2018,42(5):59-62.
张进玉,王 翀,杨 宏,李国辉,赵 瑶,王 姣
(西安邮电大学 电子工程学院,西安 710121)
【下载PDF全文】 【下载Word】摘要:针对室内可见光通信(VLC)系统存在的多径干扰问题,提出一种基于反正切函数的变步长自适应IT-LMS算法。分析室内VLC系统的信道模型,根据变步长最小均方 (Least Mean Square,LMS)算法的步长因子调整原则,通过对反正切函数进行平移变换,建立了步长与误差的非线性关系,对改进的LMS算法的参数进行分析优化。仿真结果表明,该算法避免了指数运算,相对于传统算法提前100次迭代到达稳当状态,且稳定误差较小。
关键词:可见光通信;IT-LMS算法;反正切函数;多径干扰;均衡
中图分类号:TN929.1 文献标志码:A 文章编号:1002-5561(2018)05-0059-04
DOI:10.13921/j.cnki.issn1002-5561.2018.05.015
0 引言
可见光通信(VLC)是一种新型的无线光通信技术,具有精度高、功耗低和抗电磁干扰等优点,而且可将照明与通信相结合使用[1]。相对于其它无线通信方式,VLC有着广泛的发展前景,但也有许多问题亟待解决[2]。在室内VLC系统中,光信号通过不同的传输路径到达接收端,在传输过程中易产生多径干扰,影响通信质量[3]。为了有效地消除这种干扰,提高系统的传输性能,在接收端采用均衡技术对信道进行补偿是一种有效的方法[4]。均衡技术通常分为两类:线性均衡和非线性均衡,其核心都为均衡算法,常见的有迫零算法、最小均方(Least Mean Square, LMS)算法、递归最小二乘(Recursive Least Square, RLS)算法及各种盲均衡算法等[5]。目前,常用的是LMS算法和RLS算法,其中LMS算法因其算法简单、运算速度快而被广泛应用[6],但传统的固定步长LMS算法无法同时保证收敛速度与稳定误差。为了克服这一缺陷,覃景繁等人提出了一种基于Sigmoid函数的变步长SVS-LMS算法[7],该算法具有较好的收敛速度,但Sigmoid函数形式复杂,在稳定状态时步长变化较大,稳定性差。高鹰等人提出了一种改的进SVS-LMS变步长G-SVSLMS算法[8],这种算法对SVS-LMS算法进行改进,但依旧存在指数运算、计算复杂度高等问题。在光通信系统中,由于传输介质的不同和光电器件的限制,传统的算法难以起到良好的均衡效果[5],如SVS-LMS算法和G-SVSLMS算法存在指数运算,计算复杂度高;陈兰霞等人提出应用于光通信的基于正弦函数的S-LMS算法[9],改变参数,当误差较大时不能使用较大步长,步长与误差变化不协调。
本文针对VLC系统的多径干扰,提出一种基于反正切函数的变步长IT-LMS算法。对反正切函数进行平移变换,建立新的步长与误差的非线性关系,以避免指数运算。
4 结束语
本文在室内VLC系统下,对传统LMS算法进行改进,提出了一种基于反正切函数的变步长LMS算法。通过对反正切函数进行平移变换,确定了新的步长因子和误差的关系。仿真结果显示:IT-LMS算法在室内VLC系统中能够获得更快的收敛速度、较低的稳定误差,可有效降低室内VLC系统中存在的多径干扰,且对信道突变状况具有更好的跟踪性能,提高了系统的通信性能,在实际通信中具有一定的应用价值。