综述：符号星座预失真用于DCO-OFDM可见光通信系统线性化

本文创新性地提出了一种基于频域稀疏贝叶斯学习（FD-SBL）算法的星座预失真（CPD）技术，用于解决可见光通信（VLC）系统中LED非线性导致的DCO-OFDM信号失真问题。通过构建记忆多项式（MP）模型并利用贝叶斯稀疏化方法，该技术显著降低了误差向量幅度（EVM）和输入回退（IBO），实现了高达7.6 dB的功率效率提升和62%的失真抑制，为VLC系统在6G网络中的高效应用提供了新思路。

　　

引言

近年来，移动数据流量的爆炸式增长推动了对射频（RF）无线通信系统补充技术的研究。可见光通信（VLC）利用可见光谱波段，兼具照明和高速数据传输功能，但其性能受限于发光二极管（LED）的非线性特性。本文聚焦于直流偏置光正交频分复用（DCO-OFDM）系统，提出了一种创新的频域线性化方法。

系统模型

VLC系统采用强度调制/直接检测（IM/DD）技术，要求信号为实值且非负。DCO-OFDM通过添加直流偏置（B_DC）满足这一条件，但其信号易受LED非线性影响。LED的非线性行为可通过动态范围（DR）和转折电压（V_TOV）等参数描述，其中Rapp模型（k=50）和动态量子阱模型（NL-LED）被用于对比分析。

提出的数字预失真方法

传统时域数字预失真（DPD）复杂度高，而本文提出的星座预失真（CPD）直接在频域处理QAM符号。通过稀疏贝叶斯学习（SBL）算法，从8192个候选回归器中筛选出111个关键项，构建稀疏记忆多项式（MP）模型。仿真显示，5阶CPD即可将EVM降低至5%，且对64-QAM和256-QAM星座均适用。

仿真结果

在IBO=10 dB、BR=0.5的条件下，5阶CPD使EVM降低62%，优于传统MP算法的51%。图4显示，CPD将所需IBO从14.7 dB降至10 dB，提升功率效率4.7 dB。此外，CPD在照明通信转换效率（ICE）和亮度因子（BF）的权衡中表现优异，尤其在低BF值时ICE提升显著。

CPD计算复杂度

CPD的计算复杂度为O(OVS·n·log(N_FFT·OVS))，远低于MP算法的O(OVS²·S·log(N_FFT))。当OVS=4时，CPD在保证性能的同时大幅减少硬件资源需求。

结论

CPD技术通过频域稀疏化处理，有效解决了VLC系统中LED非线性导致的信号失真问题。其7.6 dB的IBO降低和62%的EVM改善，为6G时代的光无线通信标准化（如IEEE 802.11bb）提供了关键技术支撑。未来可进一步探索其在多载波系统和自适应调制中的应用潜力。