Die Kommunikationsära der sechsten Generation (6G) wird die volle Abdeckung von Mobilkommunikationsnetzwerken erzielen, die Luft, Boden und Unterwasserraum abdecken. In Anbetracht der begrenzten Spektrumressourcen der Funkfrequenz wird erwartet, dass sich die Kommunikation mit sichtbarer Licht (VLC) als komplementäre drahtlose Kommunikationstechnologie mit Funkfrequenzkommunikation zu einem unverzichtbaren Teil des 6G -Systems wird. Gegenwärtig wurden sowohl Indoor -VLC als auch Unterwasser -VLC ausführlich untersucht. Light-emittierende Diode (LED) ist aufgrund ihres Umgebungsschutzes und seiner Haltbarkeit sowie der doppelten Funktionen von Beleuchtung und Kommunikation zur am häufigsten verwendeten Lichtquelle in Indoor-VLC geworden. Die Bandbreite von LEDs ist jedoch relativ eng. Die Verbesserung der spektralen Effizienz ist daher der Schlüssel zur Verbesserung der VLC -Leistung in Innenräumen. Obwohl VLC nicht über das Problem der Doppler -Verschiebung verfügt, steht es dennoch vor der Herausforderung des Multipath -Fading -Effekts, der durch verschiedene Übertragungswege verursacht wird. Gegenwärtig übernehmen viele VLC -Systeme die OFDM -Technologie (orthogonaler Frequenzabteilung Multiplexing), um mit Multipath -Effekten und Intersymbol -Interferenzen umzugehen. Die OFDM -Technologie erfordert jedoch das Einsetzen eines Schleifenpräfixes (CP) vor jedem Symbol, wodurch nicht nur die Länge des „Rahmens“ erhöht, sondern auch die Menge der in jedem Frame verfügbaren Benutzerdaten verringert, was letztendlich zu einer Verringerung der Verringerung führt Gesamtkapazität des VLC -Systems.
Orthogonaler Zeitfrequenzraum
Die OTFS-Modulation (orthogonaler Zeit-Frequenz-Raum) kann die Kapazität und Zuverlässigkeit der Multipath-Ausbreitung verbessern, indem die orthogonalen Eigenschaften von Zeit und Häufigkeit nutzen. Studien haben gezeigt, dass OTFs eine bessere Empfindlichkeit als OFDM -Modulation bei derselben spektralen Effizienz aufweist, und OTFs muss kein zyklisches Präfix (CP) vor jedem Symbol hinzufügen, was bedeutet, dass die Anwendung der OTFS -Modulation in VLC -Systemen eine bessere Leistung bringen kann als Ofdm. Mit den Vorteilen der OTFS -Modulation können die spektrale Effizienz und die Übertragungsgeschwindigkeit von Innen -VLC effektiv verbessert werden. Es wurde jedoch darauf hingewiesen, dass OTFs bei der Verarbeitung einer sichtbaren Multipath -Ausbreitung, wenn die Anzahl der zyklischen Präfixe (CP) unzureichend ist, eine schwerwiegende Intersymbol -Interferenz verursacht, was die Kommunikationsqualität von VLC erheblich beeinflusst.
VLC -Kanalschätzung und Ausgleichstechnologie im Rahmen der OTFS -Modulation
Um die Übertragungsrate und Kommunikationsqualität von Innen -VLC weiter zu verbessern, wird die VLC -Kanalschätzung und die Ausgleichstechnologie im Rahmen der OTFS -Modulation diskutiert, um die negativen Auswirkungen von Intersymbol -Interferenzen zu verringern. Schätzung der kleinsten Quadrate (LS) und die Schätzung des mittleren mittleren Quadratfehlers (MMSE) sind zwei häufig verwendete Methoden zur Schätzung der OTFS -Kanal. Unter ihnen ist die Genauigkeit der LS -Schätzung niedrig, was den Nachfrage nach Innen -VLC -Kanalschätzung nicht erfüllen kann. Obwohl die MMSE -Schätzung eine hohe Genauigkeit aufweist, ist es kostspielig zu berechnen, da eine große Anzahl komplexer Matrix -Inversionsvorgänge beinhaltet und einige Kanal -Vorinformationen erfordert, wie z. In den letzten Jahren haben einige Untersuchungen OTFS-Kanalschätzungsalgorithmen auf der Grundlage der Transformationsdomänenbasisfunktion und der lernbasierten OTFS-Kanalschätzungsalgorithmen vorgeschlagen. Diese beiden Methoden haben Fortschritte bei der Verbesserung der Genauigkeit der OTFS -Kanalschätzung und zur Verringerung der Rechenkomplexität erzielt. Sie müssen jedoch normalerweise zusätzliche Pilotsignale im OTFS -System hinzufügen. Dies erfordert nicht nur die Gestaltung einer speziellen Rahmenstruktur, sondern führt auch zu einer Abnahme der Datenübertragungsrate von Innen -VLC.
Die OTFS-Modulation wird verwendet, um die Rate und Zuverlässigkeit von Innen-VLC zu verbessern, und es wird vorgeschlagen, dass RESCNN den VLC-Multi-Träger-Kanal genau schätzt und ausgleichen, was den Einfluss der Intersymbol-Interferenz auf die VLC-Leistung effektiv kompensiert. Wenn der Signalübertragungsabstand 1 m beträgt und die Übertragungsrate 512 mb/s, 768 mb/s, 1 Gb/s bzw. 1,5 gb/s beträgt, liegt die durch RESCNN geschätzte Bitfehlerrate niedriger als 3,8 × 10−3. Die Kanalschätzungsmethode in diesem Artikel muss das cyclische Präfix -Codieren und die Pilotenfrequenz nicht erhöhen. Das verbleibende neuronale Netzwerk wird durch Trainingssequenzen in der Offline -Phase geschult, und nur eine kleine Anzahl von Trainingssequenzen ist erforderlich, um die Kanalschätzung in der Online -Phase abzuschließen. Daher wird die Systemkapazität von VLC nach dieser Methode garantiert. Die vorgeschlagene Methode gilt jedoch nur für statische Szenarien und statische Kanäle. In Zukunft wird die Kanalschätzung und Ausgleich von OTFs -Indoor -VLC in mobilen Szenarien untersucht, und der Anwendungsbereich der vorgeschlagenen Methode wird erweitert, damit sie einen höheren Wert in der 6G -Mobilkommunikation erzielt.