Den sjätte generationen (6G) kommunikationstiden kommer att uppnå full täckning av mobila kommunikationsnätverk, som täcker luft, mark och undervattensutrymme. Med tanke på de begränsade spektrumresurserna för radiofrekvens förväntas synlig ljus kommunikation (VLC), som en kompletterande trådlös kommunikationsteknik med radiofrekvenskommunikation, bli en oumbärlig del av 6G -systemet. För närvarande har både inomhus VLC och undervattens VLC studerats omfattande. Ljusemitterande diod (LED) har blivit den mest använda ljuskällan i inomhus VLC på grund av dess miljöskydd och hållbarhet och dubbla funktioner för belysning och kommunikation. Bandbredden för lysdioder är emellertid relativt smal, så hur man kan förbättra spektraleffektiviteten har blivit nyckeln till att förbättra inomhus VLC -prestanda. Även om VLC inte har problemet med Doppler -skifte, står det fortfarande inför utmaningen med flervägs blekningseffekt orsakad av olika överföringsvägar. För närvarande antar många VLC -system ortogonal frekvensdivision multiplexering (OFDM) teknik för att hantera flervägseffekter och intersymbolstörning. OFDM -teknik kräver emellertid införandet av ett slingprefix (CP) före varje symbol, vilket inte bara ökar längden på "ramen", utan minskar också mängden tillgängliga användardata inom varje ram, vilket i slutändan leder till en minskning av VLC -systemets totala kapacitet.
Ortogonalt tidsfrekvensutrymme
Ortogonalt tidsfrekvensutrymme (OTFS) -modulering kan förbättra kapaciteten och tillförlitligheten för flervägsutbredning genom att dra fördel av de ortogonala egenskaperna hos tid och frekvens. Studier har visat att OTF: er bättre har fått känslighet än OFDM -modulering vid samma spektraleffektivitet, och OTF: er behöver inte lägga till ett cykliskt prefix (CP) före varje symbol, vilket innebär att tillämpningen av OTFS -modulering i VLC -system kan ge bättre prestanda än OFDM. Med hjälp av fördelarna med OTFS -modulering kan spektraleffektiviteten och transmissionshastigheten för inomhus VLC förbättras effektivt. Det har emellertid påpekats att när antalet cykliska prefix (CP) är otillräckligt kommer OTF: er att orsaka allvarlig intersymbolstörning vid bearbetning av synlig flervägsutbredning, vilket kommer att påverka kommunikationskvaliteten avsevärt.
VLC -kanaluppskattning och utjämningsteknik under OTFS -modulering
För att ytterligare förbättra överföringshastigheten och kommunikationskvaliteten för inomhus VLC diskuteras VLC -kanaluppskattning och utjämningsteknik under OTFS -modulering för att minska den negativa påverkan av intersymbolstörningar. Minst kvadrat (LS) uppskattning och minst medelkvadratfel (MMSE) uppskattning är två vanligt använda metoder för OTFS -kanaluppskattning. Bland dem är noggrannheten i LS -uppskattningen låg, vilket inte kan möta efterfrågan på uppskattning av inomhus VLC -kanal. Även om MMSE -uppskattning har hög noggrannhet är det kostsamt att beräkna eftersom det innebär ett stort antal komplexa matrisinversionsoperationer, och kräver viss kanal tidigare information, till exempel kanalbrusvarians, vilket är svårt att få exakt i inomhus VLC -miljö. Under de senaste åren har vissa undersökningar föreslagit OTFS-kanaluppskattningsalgoritmer baserade på transform domänbasfunktion och lärande baserade OTFS-kanaluppskattningsalgoritmer. Dessa två metoder har gjort framsteg när det gäller att förbättra noggrannheten i OTFS -kanaluppskattning och minska beräkningskomplexiteten, men de måste vanligtvis lägga till ytterligare pilotsignaler i OTFS -systemet. Detta kräver inte bara utformningen av en speciell ramstruktur, utan leder också till en minskning av dataöverföringshastigheten för inomhus VLC.
OTFS-modulering används för att förbättra hastigheten och tillförlitligheten för inomhus VLC, och ResCNN föreslås att exakt uppskatta och utjämna VLC-multi-carrier-kanal, vilket effektivt kompenserar påverkan av intersymbolstörningar på VLC-prestanda. När signalöverföringsavståndet är 1 M och överföringshastigheten är 512 MB/s, 768 MB/s, 1 GB/s respektive 1,5 GB/s är bitfelfrekvensen uppskattad av ResCNN lägre än 3,8 × 10−3. Kanaluppskattningsmetoden i detta dokument behöver inte öka den cykliska prefixkodningen och pilotfrekvensen. Det återstående konvolutionala neurala nätverket tränas genom träningssekvenser i offline -scenen, och endast ett litet antal träningssekvenser krävs för att slutföra kanaluppskattningen i online -scenen. Därför garanteras systemkapaciteten för VLC med denna metod. Den föreslagna metoden är emellertid endast tillämplig på statiska scenarier och statiska kanaler. I framtiden kommer kanaluppskattningen och utjämningen av OTF: er inomhus VLC i mobila scenarier att studeras, och applikationsintervallet för den föreslagna metoden kommer att utvidgas för att få den att spela till ett större värde i 6G mobilkommunikation.