Komunikační éra šesté generace (6G) dosáhne úplného pokrytí mobilních komunikačních sítí, pokrývajících vzduch, pozemní a podvodní prostor. S ohledem na omezené zdroje spektra rádiové frekvence se očekává, že viditelná komunikace (VLC) jako doplňková bezdrátová komunikační technologie s komunikací s radiofrekvencí se stane nepostradatelnou součástí systému 6G. V současné době byly jak vnitřní VLC, tak pod vodou VLC rozsáhle studovány. Light-emitující dioda (LED) se stala nejčastěji používaným světelným zdrojem ve vnitřním VLC kvůli jeho ochraně a trvanlivosti prostředí a duálním funkcím osvětlení a komunikace. Šířka pásma LED je však relativně úzká, takže jak zlepšit spektrální účinnost, se stal klíčem ke zlepšení vnitřního výkonu VLC. Přestože VLC nemá problém Dopplerova posunu, stále čelí výzvě multipathového blednutí způsobeného různými přenosovými cestami. V současné době mnoho systémů VLC přijímá technologii multiplexování (OFDM) ortogonální frekvenční divize, aby se vypořádaly s multipathovým efekty a intersymbol interference. Technologie OFDM však vyžaduje vložení předpony smyčky (CP) před každým symbolem, který nejen zvětšuje délku „rámu“, ale také snižuje množství uživatelských dat dostupných v každém rámci, což nakonec vede ke snížení v Celková kapacita systému VLC.
Ortogonální časový frekvenční prostor
Modulace ortogonálního časového frekvenčního prostoru (OTFS) může zvýšit kapacitu a spolehlivost šíření multipath využitím ortogonálních charakteristik času a frekvence. Studie ukázaly, že OTFS má lepší přijímání citlivosti než modulace OFDM při stejné spektrální účinnosti a OTF nemusí přidávat cyklickou předponu (CP) před každým symbolem, což znamená, že aplikace modulace OTFS v systémech VLC může přinést lepší výkon než OFDM. S využitím výhod modulace OTFS lze spektrální účinnost a rychlost přenosu vnitřního VLC účinně zlepšit. Bylo však zdůrazněno, že když je počet cyklických předpon (CP) nedostatečný, OTF způsobí vážné intersymbol interference při zpracování viditelné šíření multipath, což výrazně ovlivní kvalitu komunikace VLC.
Technologie odhadu a vyrovnávání kanálu VLC při modulaci OTFS
Aby se dále zlepšilo rychlost přenosu a kvality komunikace vnitřního VLC, je diskutována odhad kanálu VLC a vyrovnávací technologie při modulaci OTFS, aby se snížil negativní dopad intersymbolu. Odhad nejmenších čtverců (LS) a odhad nejméně průměrné čtvercové chyby (MMSE) jsou dvě běžně používané metody pro odhad kanálu OTFS. Mezi nimi je přesnost odhadu LS nízká, což nemůže splnit poptávku po odhadu vnitřního kanálu VLC. Ačkoli odhad MMSE má vysokou přesnost, je nákladné vypočítat se, protože zahrnuje velké množství komplexních inverzních operací matrice a vyžaduje určité předchozí informace o kanálu, jako je rozptyl šumu kanálu, což je obtížné přesně získat v indoor VLC prostředí. V posledních letech některé výzkumy navrhly algoritmy odhadu kanálu OTFS založené na základní funkci transformační domény a algoritmech odhadu kanálu založených na OTF. Tyto dvě metody provedly pokrok ve zlepšení přesnosti odhadu OTFS kanálu a snížení výpočetní složitosti, ale obvykle musí přidat další pilotní signály v systému OTFS. To vyžaduje nejen návrh speciální struktury rámečku, ale také vede ke snížení rychlosti přenosu dat vnitřního VLC.
Modulace OTFS se používá ke zlepšení rychlosti a spolehlivosti vnitřního VLC a Resvingnn je navržena tak, aby přesně odhadovala a vyrovnala VLC multi-nosič, který účinně kompenzuje vliv intersymbolu interference na výkon VLC. Když je vzdálenost přenosu signálu 1 m a rychlost přenosu je 512 Mb/s, 768 Mb/s, 1 GB/s a 1,5 GB/s, respektive, odhadovaná míra chyb je nižší než 3,8 x 10−3. Metoda odhadu kanálu v tomto článku nemusí zvyšovat cyklické kódování předpony a pilotní frekvenci. Zbytková konvoluční neuronová síť je vyškolena prostřednictvím tréninkových sekvencí ve fázi offline a k dokončení odhadu kanálu v online fázi je zapotřebí jen malé množství tréninkových sekvencí. Proto je touto metodou zaručena kapacita systému VLC. Navrhovaná metoda je však použitelná pouze pro statické scénáře a statické kanály. V budoucnu bude studován odhad kanálů a vyrovnání vnitřních VLC OTFS v mobilních scénářích a rozsah aplikací navrhované metody bude rozšířen, aby se v mobilní komunikaci 6G přehrál větší hodnotu.