引用本文:

佟欣,刘智,高思远. 空间激光通信中变步长CMA-LMS均衡算法[J]. 光通信技术,2020,44(7):36-39.

空间激光通信中变步长CMA-LMS均衡算法

佟 欣1,刘 智1,2*,高思远1

1.长春理工大学 电子与信息工程学院,长春 130022;2.长春理工大学 空间光电技术研究所,长春 130022)

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摘要:针对空间激光通信中无线光信号传输过程的串扰以及噪声问题,提出一种结合恒模算法(CMA)和最小均方(LMS)算法的两级级联变步长自适应均衡算法——CMA-LMS均衡算法,使步长因子的大小在一定范围与理论呈非线性关系。利用理论数据和步长因子的乘积对算法变量进行更新,实现信道的非线性自适应均衡。实验结果表明:CMA-LMS均衡算法能够提高系统的性能;在16阶正交幅度调制(16QAM)下,CMA-LMS均衡算法能够有效抑制系统的噪声和串扰问题。

关键词:自适应滤波;空间激光通信;均衡;步长因子;恒模算法

中图分类号:TN929.12  文献标志码:文章编号:1002-5561(2020)07-0036-04

DOI:10.13921/j.cnki.issn1002-5561.2020.07.009

0 引言
       空间激光通信因其容量大、保密性好等优点被大量应用在深空探测以及星地通信等领域[1]。由于光信号在传输过程中的码间串扰、背景光噪声以及中继放大噪声等影响会给信号带来严重损耗,通过对信道均衡能有效地抑制信号间串扰以及噪声等影响[2-3]。覃景繁等人[4]借助Sigmoid函数开创性地对最小均方(LMS)算法提出了一种改变步长的算法,但该算法复杂、计算量大。韩广超等人[5]在LMS自适应滤波算法的基础上建立了补偿与误差的非线性关系模型,其稳态误差和收敛速度都得到了提高,但计算量大。D.N.Godar等人[6]提出恒模算法(CMA),利用信号的统计特性对信道进行均衡,可自动调整抽头系数,提高信道效率和收敛速度,但是算法对噪声敏感度不强,信号易受到干扰[7]。双模式盲均衡算法虽然能降低收敛的稳态误差[8-10],但这种算法收敛速度慢、算法切换不及时,且误差大。因此,本文针对空间激光通信光信号传输过程存在的串扰和噪声问题,提出一种两级级联变步长自适应均衡算法,即CMA-LMS均衡算法。

3 结束语
        针对空间激光通信中光信号传输产生的噪声问题,本文提出了一种新的改变步长CMA-LMS均衡算法,通过动态改变步长大小可以实现系统的快速平稳收敛。相关的仿真也验证了变步长CMA-LMS均衡算法具有良好的收敛速度与收敛精度,可以有效地抑制噪声对系统的影响,可用于空间激光通信光信号传输中的非线性信道均衡等场合。