GSSK‑VLC系统中基于SVM的LED选择算法

张芳鑫; 王法松; 李睿; 左婷

doi:10.12263/DZXB.20200747

您当前的位置：

首页 >

文章列表页 >

GSSK‑VLC系统中基于SVM的LED选择算法

学术论文 | 更新时间：2025-12-08

- GSSK‑VLC系统中基于SVM的LED选择算法
- SVM‑Based LED Selection Algorithm in GSSK‑VLC System
- 电子学报 2021年49卷第7期页码：1400-1405
- 作者机构：
  
  1.郑州大学信息工程学院，河南郑州 450001
  2.河南工业大学理学院，河南郑州 450001
- 作者简介：
  
  [ "张芳鑫　男，1993年4月生于河南鹤壁，现为郑州大学信息工程学院硕士研究生，研究方向为可见光通信天线选择技术．E‑mail:zzuzfx2018@163.com" ]
  [ "王法松　男，1979年3月生于河南潢川，工学博士，教授．2002年获中国地质大学（武汉）学士和硕士学位，2013年获西安电子科技大学博士学位，研究方向为可见光通信、稀疏信号处理．E‑mail:iefswang@zzu.edu.cn" ]
  李　睿　女，1979年7月生于河南郑州，副教授．研究方向为优化理论与算法及其应用．E‑mail: slxlirui@haut.edu.cn
- 基金信息：
  
  河南省科技攻关(192102210088);河南省高校科技创新人才(18HASTIT021);国家自然科学基金(61401401;61571401)
- DOI：10.12263/DZXB.20200747
  中图分类号： TN911.25
- 收稿：2020-07-19，
  
  修回：2020-12-16，
  
  纸质出版：2021-07-25
- 稿件说明：
移动端阅览
张芳鑫,王法松,李睿等.GSSK‑VLC系统中基于SVM的LED选择算法[J].电子学报,2021,49(07):1400-1405.

ZHANG Fang-xin,WANG Fa-song,LI Rui,et al.SVM‑Based LED Selection Algorithm in GSSK‑VLC System[J].ACTA ELECTRONICA SINICA,2021,49(07):1400-1405.
张芳鑫,王法松,李睿等.GSSK‑VLC系统中基于SVM的LED选择算法[J].电子学报,2021,49(07):1400-1405. DOI： 10.12263/DZXB.20200747.

ZHANG Fang-xin,WANG Fa-song,LI Rui,et al.SVM‑Based LED Selection Algorithm in GSSK‑VLC System[J].ACTA ELECTRONICA SINICA,2021,49(07):1400-1405. DOI： 10.12263/DZXB.20200747.

摘要

为了有效降低室内基于广义空移键控(Generalized Space Shift Keying，GSSK)调制技术的可见光通信(Visible Light Communications，VLC)系统LED选择算法的复杂度，提高系统的LED选择速度，提出了一种基于支持向量机(Support Vector Machine，SVM)的机器学习低复杂度高效率LED选择算法.通过将室内GSSK‑VLC系统的LED选择等价建模为多分类的机器学习问题，利用核SVM构建LED选择的最优化问题，通过对偶理论，获得原问题的二次凸规划对偶问题，从而高效的获取SVM的最优分类参数.最后，通过学习训练获得的最优分类参数实现对任意给定用户信道信息的在线天线选择.通过计算机仿真和复杂度分析，与传统的LED选择算法相比，本文提出的算法能够在实现在线LED选择的同时保持低误码率(Bit Error Ratio，BER)性能，表明了该算法的有效性.

Abstract

In order to reduce the complexity of LED selection algorithm in generalized space shift keying (GSSK) aided indoor visible light communication (VLC) system

a support vector machine (SVM) assisted low complexity and high efficiency machine learning LED selection algorithm is proposed for the considered GSSK‑VLC system. By modeling the LED selection in indoor GSSK‑VLC system as a multi‑classification problem

an optimization problem is constructed by utilizing kernel SVM. After the optimal parameters of the learning system are obtained

the LED selection procedure can be accomplished efficiently for any given user’s channel state information. Simulation results and complexity analysis show that

compared with traditional LED selection algorithms

the proposed SVM aided LED selection algorithm can achieve an ideal bit error ratio (BER) performance while having considerably lower complexity.

关键词

Keywords

references

苏彦兵，谈振辉 . 基于天线选择的低秩信道MIMO系统容量研究［J］. 电子学报， 2004 ， 32 （ 3 ）： 395 - 398 .

SU Yan‑bing ， TAN Zhen‑hui . Capacity of deficient rank MIMO channels with antenna selection ［J］. Acta Electronica Sinica ， 2004 ， 32 （ 3 ）： 395 - 398 . （in Chinese）

TON K . Indoor optical wireless systems： Technology， trends， and applications ［J］. Journal of Lightwave Technology ， 2018 ， 36 （ 8 ）： 459 - 1467 .

门宏志，刘文龙，王楠，等 . 空间调制系统低复杂度的天线选择算法［J］. 电子学报， 2016 ， 44 （ 6 ）： 1322 - 1327 .

MEN Hong‑zhi ， LIU Wen‑long ， WANG Nan ， et al . Low‑complexity antenna selection algorithms for spatial modulation systems ［J］. Acta Electronica Sinica ， 2016 ， 44 （ 6 ）： 1322 - 1327 . （in Chinese）

JEGANATHAN J ， GHRAYEB A ， SZCZECINSKI L . Generalized space shift keying modulation for MIMO channels ［A］. 2008 IEEE 19th International Symposium on Personal， Indoor and Mobile Radio Communications［C］. Cannes ， French ： IEEE ， 2008 . 1 - 5 .

RAJASHEKAR R ， HARI K V S ， HANZO L . Antenna selection in spatial modulation systems ［J］. IEEE Communications Letter ， 2013 ， 17 （ 3 ）： 521 - 524 .

ZHOU Z ， GE N ， LIN X . Reduced‑complexity antenna selection schemes in spatial modulation ［J］. IEEE Communications Letter ， 2014 ， 18 （ 1 ）： 14 - 17 .

PILLAY N ， XU H . Low complexity transmit antenna selection for spatial modulation ［J］. IEEE Communications Letter ， 2015 ， 9 （ 2 ）： 239 - 248 .

JOUNG J . Machine learning‑based antenna selection in wireless communications ［J］. IEEE Communications Letter ， 2016 ， 20 （ 11 ）： 2241 - 2244 .

YANG P ， ZHU J ， XIAO Y ， et al . Antenna selection for MIMO system based on pattern recognition ［J］. Digit Communication and Network ， 2019 ， 5 （ 1 ）： 34 - 39 .

WANG Z ， GUO C ， YANG Y ， et al . Antenna selection based dimming scheme for indoor MIMO visible light communication systems utilizing multiple lamps ［A］. IEEE 27th Annual International Symposium on Personal， Indoor， and Mobile Radio Communications［C］. Valencia ， Spain ： IEEE ， 2016 . 1 - 7 .

FENG Z ， et al . MMSE based spatial dimming scheme for multiuser MISO VLC systems ［A］. 2017 IEEE Globecom Workshops ［C］. Singapore ： IEEE ， 2017 . 1 - 6 .

WANG H R ， WANG F S ， LI R . Enhancing power allocation efficiency of NOMA aided‑MIMO downlink VLC networks ［J］. Optics Communications ， 2020 ， 454 ： 124497 .

MOSTAFA A ， LAMPE L . Physical‑layer security for MISO visible light communication channels ［J］. IEEE Journal on Selected Areas in Communications ， 2015 ， 33 （ 9 ）： 1806 - 1818 .

MOSTAFA A ， LAMPE L . Optimal and robust beamforming for secure transmission in MISO visible‑light communication links ［J］. IEEE Transactions on Signal Processing ， 2016 ， 64 （ 24 ）： 6501 - 6516 .

WANG F S ， et al . Optical jamming enhances the secrecy performance of the generalized space shift keying aided visible light downlink ［J］. IEEE Transactions on Communications ， 2018 ， 66 （ 9 ）： 4087 - 4102 .

YUAN Y ， et al . SVM‑based detection in visible light communications ［J］. Optik ， 2017 ， 151 ： 55 - 64 .

WANG J T ， JIA S Y ， SONG J . Generalized spatial modulation system with multiple active transmit antennas and low complexity detection scheme ［J］. IEEE Transactions on Wireless Communications ， 2012 ， 11 （ 4 ）： 1605 - 1615 .

浏览量

下载量

CSCD

文章被引用时，请邮件提醒。

提交

工具集

关联资源

基于SVM能量模型的改进主动轮廓图像分割算法研究

基于共生特性的G.729A基音调制信息隐藏的检测