一种用于相位相干水下声学通信的快速阵列RLS均衡器

《IEEE Journal of Oceanic Engineering》：A Fast Array RLS Equalizer for Phase Coherent Underwater Acoustic Communication

提出基于阵列结构和输入向量优化的快速阵列递归最小二乘算法（FARLS），将计算复杂度从O(L2)降至O(L)，同时保持均衡性能。通过仿真和海上实验验证，结合相位同步的FAE在噪声抑制和多普勒频移场景下较传统算法提升至少42.1%的误码率达标帧比例。

　　

摘要：

为了解决递归最小二乘（RLS）算法的复杂性问题（该算法的时间复杂度为O(L^2)），本文提出了一种计算效率更高的快速阵列自适应均衡器（FAE）。通过利用阵列表示法和对均衡器输入向量的结构调整，所提出的快速阵列RLS（FARLS）算法实现了线性时间复杂度为O(L)，同时保证了性能。本文对现有的自适应算法进行了全面比较，包括经典的RLS和最小均方算法，以及新兴的比例RLS和数据重用RLS算法。通过计算效率和稳态均方偏差两个方面的验证，成功证明了FARLS算法优于上述算法。此外，我们将FARLS算法与相位相干技术结合在FAE中，进一步提升了均衡性能，并通过仿真和海上实验验证了其抗噪声能力和抗多普勒频移能力。实际数据显示，在误比特率（BER）为0的帧数占比方面，FAE的性能优于其他算法至少42.1%。