引用本文：
许俊翔，林邦姜，汤璇，等. 一种基于LSTM的OFDM-VLC后失真补偿方法[J]. 光通信技术，2020，44（1）：54-57.
许俊翔1，2，林邦姜1，汤 璇1*，申晓欢1，2，赖奇伟1，2
（1.中国科学院海西研究 泉州装备制造研究所，福建 泉州 362000；2.中北大学 大数据学院，太原 030051）
【下载PDF全文】 【下载Word】摘要：非线性是限制可见光通信（VLC）系统传输性能的一个重要因素。正交频分复用（OFDM）技术虽然可以有效提升VLC的频谱效率，但其较高的峰均值比使得系统受到更多非线性损伤的影响。提出了一种基于长短期记忆网络（LSTM）的后失真补偿方法，建立局部信号的联系，补偿VLC系统中的线性与非线性传输损伤。仿真表明：视距传输下，相比于基于线性递推最小二乘法、基于沃尔泰拉级数和基于记忆多项式的后失真补偿方法， 基于LSTM的后失真补偿方法改善了信号的前向误差幅度性能，在达到相同误码率条件下提高了信号的偏置电压和动态范围，降低了约4 dB的信噪比需求。
关键词：可见光通信；非线性补偿；长短期记忆网络
中图分类号：TN929.12 文献标志码：A 文章编号：1002-5561（2020）01-0054-04
DOI:10.13921/j.cnki.issn1002-5561.2020.01.013
0 引言
可见光通信（VLC）由于其丰富的频谱资源、绿色低碳和安全性高等优点[1]在无线通信领域引起极大关注。但是，发光二极管（LED）本身的电光转换非线性和有限带宽带来的记忆效应制约了信号的传输质量[2-4]。在满足VLC传输实数非负信号的要求下，为了提高系统的传输速率，高级的调制方式如直流偏置光-正交频分复用（DCO-OFDM）被广泛使用。但是，DCO-OFDM信号具有较高的峰均功率比，这使得信号在传输过程中更容易受到LED非线性特性的影响，恶化系统的性能。为了补偿系统的非线性失真，考虑到LED的记忆效应，它将信号构建为具有前后依赖性的时间序列。而长短期记忆网络（LSTM）已经被证明具有处理时间序列的优越性[5]，同时，它利用权值共享的策略，大大降低了计算的复杂度。因此，针对LED器件所存在的非线性特性和记忆特性，本文提出一种基于LSTM的OFDM-VLC后失真补偿方法。
3 结束语
本文首次采用基于LSTM的后失真均衡器对OFDM-VLC系统中的线性与非线性传输损伤进行补偿。仿真结果表明：与基于线性递推最小二乘估计、基于沃尔泰拉级数和基于记忆多项式的后失真补偿方法相比，基于LSTM的后置均衡器提高了系统所允许的偏置电压和信号动态范围，降低了信号的误差向量幅度和所需的SNR。随着SNR的增加，基于LSTM后失真均衡器的信号BER下降趋势更快。这表明基于LSTM的后失真补偿方法能够有效提高信号处于非线性区域时的传输性能。