光通信研究2024,Issue(4) :104-110.DOI:10.13756/j.gtxyj.2024.220081

LED非线性幅度分解多项式预失真

Amplitude Factorization Polynomial Pre-distortion for Nonlinear LED

成院波 查海朋 保贤 张昆 陆文强
光通信研究2024,Issue(4) :104-110.DOI:10.13756/j.gtxyj.2024.220081

LED非线性幅度分解多项式预失真

Amplitude Factorization Polynomial Pre-distortion for Nonlinear LED

成院波 1查海朋 1保贤 1张昆 2陆文强3
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作者信息

  • 1. 比亚迪汽车工业有限公司,广东深圳 518118
  • 2. 中国科学院重庆绿色智能技术研究院,重庆 400714
  • 3. 中国科学院重庆绿色智能技术研究院,重庆 400714;中国科学院大学,北京 100049
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摘要

[目的]作为光信号发生器,发光二极管(LED)在可见光通信(VLC)系统中的关键作用不可忽视.然而,LED的静态非线性和频率响应问题经常引发VLC系统的信号失真和性能下降,迫切需要寻找创新的补偿方法.基于此,文章提出了一种前瞻性的解决方案.[方法]文章采用预失真方法进行VLC系统的非线性估计和补偿.文章详细分析了当前已有的相关解决方案,并将焦点放在LED非线性建模上,提出了一种基于幅度分解多项式(AFP)的自适应预失真器,旨在有效地弥补LED的非线性.[结果]数值仿真表明,文章所提方案在误码率(BER)、幅度调制/幅度调制(AM/AM)矫正和星座图性能方面表现出色.相对于传统的记忆多项式,文章所提方法具备更高的建模精度,归一化均方误差性能降低了 15 dB以上.[结论]文章证明了基于AFP的自适应预失真器作为LED非线性补偿的有效性,提高了 VLC系统的性能,而且为解决LED的静态非线性和频率响应问题提供了可行的解决途径.

Abstract

[Objective]Light Emitting Diode(LED)is an important nonlinear optical signal generating device in Visible Light Communication(VLC)systems.The static nonlinearity of LED and the dynamic nonlinear memory effect caused by frequency response can lead to signal distortion and degrade the system performance.[Methods]The nonlinearity of LED can usually be compensated by estimating a pre-distortion model,and the wireless VLC is usually intensity modulated/directly detected.[Re-sults]Therefore,the LED nonlinearity modeling is investigated,and an adaptive pre-distortion device based on Amplitude Fac-torization Polynomial(AFP)is proposed to compensate LED nonlinearity in this paper.Simulation results show that the pro-posed scheme exhibits good Bit Error Rate(BER),Amplitude Modulation/Amplitude Modulation(AM/AM)correction and constellation diagram performance with higher modeling accuracy.[Conclusion]The normalized mean square error performance improvement of more than 15 dB compared with the traditional memory polynomial is achieved.

关键词

可见光通信/发光二极管/非线性失真/记忆效应/自适应预失真

Key words

VLC/LED/nonlinear distortion/memory effect/adaptive pre-distortion

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基金项目

重庆市人才创新创业领军人才资助项目(CQYC20210301363)

重庆市自然科学基金资助项目(cstc2021jcyjmsxmX1015)

新疆建设兵团资助项目(E1906214)

出版年

2024
光通信研究
武汉邮电科学研究院企管部

光通信研究

CSTPCD北大核心
影响因子:0.327
ISSN:1005-8788
参考文献量3
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