可见光通信中一种基于分段误差函数的变步长LMS算法.pdf

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1、第33卷第4期信号处理Vol．33No．42017年4月JOUＲNALOFSIGNALPＲOCESSINGApr．2017文章编号:1003－0530(2017)04－0551－07可见光通信中一种基于分段误差函数的变步长LMS算法宋紫毓彭盛亮赵睿(华侨大学，厦门市移动多媒体通信重点实验室，厦门361021)摘要:均衡技术是一种对抗信道衰落、提高无线电通信质量的有效手段。在可见光通信中，由于传输媒介和实现方式与无线电通信存在差异，传统的均衡算法不一定适用。本文针对可见光信道的特点，总结现有最小均方误差(LMS)均衡算法，提出了

2、一种适用于可见光通信的变步长LMS算法。该算法中，步长公式采用误差函数替代Sigmoid函数和箕舌线函数;此外，为了降低计算复杂度和硬件实现难度，它利用初等函数分段近似替代误差函数。仿真结果表明，在可见光信道条件下，改进后的算法与现有的几种算法相比，可以保证在较低的稳态误差下有更快的收敛速度，且具有较好的跟踪性，因而更适用于可见光通信系统。关键词:可见光通信;均衡;LMS算法;变步长;分段误差函数中图分类号:TN911．74文献标识码:ADOI:10．16798/j．issn．1003-0530．2017．04．015AVar

3、iableStep-sizeLMSAlgorithmbasedonPiecewiseErrorFunctioninVisibleLightCommunicationSONGZi-yuPENGSheng-liangZHAOＲui(KeyLaboratoryofMobileandMultimediaCommunications，HuaqiaoUniversity，Xiamen361021，China)Abstract:Equalizationisaneffectivetechniquetoovercomethemultipathf

4、adingandimprovetheperformanceofradiocommunications．Invisiblelightcommunication(VLC)，sincethepropagationmediumandtherealizationapproacharedif-ferentfromthatofradiocommunications，conventionalequalizationalgorithmsmaynotbeapplicableanylonger．Thispaperanalyzesthecharact

5、eristicsofvisiblelightchannel，summarizestheexistingleastmeansquare(LMS)equalizationalgo-rithms，andthenproposesanimprovedvariablestep-sizeLMSalgorithmforVLC．Intheproposedalgorithm，step-sizeisadjustedbasedontheerrorfunctioninsteadoftheSigmoidfunctionandVersierafunctio

6、n．Moreover，inordertoreducethecomplexityandthedifficultyofhardwareimplementation，theerrorfunctionisapproximatedbyapiecewiseelementaryfunction．Simulationresultsshowthat，undervisiblelightchannel，theproposedalgorithmcangetfasterconvergencespeedandbettertrackingperforman

7、cewithlowsteady-stateerrorscomparedwithexistingalgorithms，andtherebyaremoresuit-ableforVLCsystems．Keywords:visiblelightcommunication;equalization;LMSalgorithm;variablestep-size;piecewiseerrorfunction［1］点。除了照明功能，LED还可以用来传输信号，1引言实现一种新兴的光无线通信技术，即可见光通信［2］近年来，被誉为“绿色照明”的L

8、ED(Light(VisibleLightCommunication，VLC)。EmittingDiode)照明技术发展迅猛。LED不仅功耗LED发出的光为非方向性的散射光。因此，利低、寿命长，更具有调制性能好、响应灵敏度高等优用其作为信号发射源实现通信功能时，到达接收机收稿