La efectividad de comunicación de la sexta generación (6G) logrará la cobertura total de las redes de comunicación móvil, que cubre el aire, el suelo y el espacio submarino. En vista de los recursos de espectro limitados de radiofrecuencia, se espera que la comunicación de luz visible (VLC), como una tecnología de comunicación inalámbrica complementaria con comunicación por radiofrecuencia, se convierta en una parte indispensable del sistema 6G. En la actualidad, tanto VLC interior como VLC submarino se han estudiado ampliamente. El diodo emisor de luz (LED) se ha convertido en la fuente de luz más utilizada en VLC interior debido a su protección y durabilidad del medio ambiente, y funciones duales de iluminación y comunicación. Sin embargo, el ancho de banda de los LED es relativamente estrecho, por lo que la forma de mejorar la eficiencia espectral se ha convertido en la clave para mejorar el rendimiento de VLC interior. Aunque VLC no tiene el problema del cambio Doppler, aún enfrenta el desafío del efecto de desvanecimiento de múltiples trayectoria causado por diferentes rutas de transmisión. En la actualidad, muchos sistemas VLC adoptan la tecnología de multiplexación de la división de frecuencia ortogonal (OFDM) para lidiar con los efectos de múltiples matriz e interferencia entre símbolos. Sin embargo, la tecnología OFDM requiere la inserción de un prefijo de bucle (CP) antes de cada símbolo, lo que no solo aumenta la longitud del 'marco', sino que también reduce la cantidad de datos del usuario disponibles dentro de cada cuadro, lo que finalmente conduce a una disminución en la Capacidad total del sistema VLC.
Espacio ortogonal de frecuencia de tiempo
La modulación ortogonal de espacio de tiempo de tiempo (OTFS) puede mejorar la capacidad y la confiabilidad de la propagación de múltiples trayectoria aprovechando las características ortogonales del tiempo y la frecuencia. Los estudios han demostrado que OTFS tiene una mejor sensibilidad de recepción que la modulación OFDM en la misma eficiencia espectral, y OTFS no necesita agregar un prefijo cíclico (CP) antes de cada símbolo, lo que significa que la aplicación de la modulación de OTFS en los sistemas VLC puede aportar un mejor rendimiento que ofdm. Usando las ventajas de la modulación OTFS, la eficiencia espectral y la velocidad de transmisión de VLC interior se pueden mejorar de manera efectiva. Sin embargo, se ha señalado que cuando el número de prefijos cíclicos (CP) es insuficiente, los OTF causarán interferencias graves entre símbolos al procesar una propagación visible de múltiples vías, lo que afectará significativamente la calidad de comunicación de VLC.
Tecnología de estimación y ecualización del canal VLC bajo la modulación OTFS
Para mejorar aún más la tasa de transmisión y la calidad de comunicación de VLC interior, se discute la estimación del canal VLC y la tecnología de ecualización bajo la modulación OTFS para reducir el impacto negativo de la interferencia entre símbolos. La estimación de mínimos cuadrados (LS) y la estimación de error cuadrado medio (MMSE) son dos métodos de uso común para la estimación del canal OTFS. Entre ellos, la precisión de la estimación de LS es baja, lo que no puede satisfacer la demanda de la estimación del canal VLC interior. Aunque la estimación de MMSE tiene una alta precisión, es costoso calcularlo porque implica una gran cantidad de operaciones de inversión de matriz complejas, y requiere cierta información previa del canal, como la varianza de ruido del canal, que es difícil de obtener con precisión en el entorno VLC interior. En los últimos años, algunas investigaciones han propuesto algoritmos de estimación del canal OTFS basados en la función de base de dominio de transformación y los algoritmos de estimación del canal OTFS basados en ARMA. Estos dos métodos han progresado en la mejora de la precisión de la estimación del canal OTFS y reduciendo la complejidad computacional respectivamente, pero generalmente necesitan agregar señales piloto adicionales en el sistema OTFS. Esto no solo requiere el diseño de una estructura de marco especial, sino que también conduce a una disminución en la tasa de transmisión de datos de VLC interior.
La modulación OTFS se utiliza para mejorar la tasa y la confiabilidad de VLC interior, y se propone que Res refnn estime y iguale con precisión el canal de múltiples portadores VLC, lo que compensa efectivamente la influencia de la interferencia entre símbolos en el rendimiento de VLC. Cuando la distancia de transmisión de la señal es de 1 m, y la velocidad de transmisión es de 512 mb/s, 768 mb/s, 1 GB/sy 1,5 GB/s, respectivamente, la tasa de error de bit estimada por RescNN es inferior a 3.8 × 10−3. El método de estimación del canal en este documento no necesita aumentar la codificación del prefijo cíclico y la frecuencia piloto. La red neuronal convolucional residual se capacita a través de secuencias de entrenamiento en la etapa fuera de línea, y solo se requiere un pequeño número de secuencias de entrenamiento para completar la estimación del canal en la etapa en línea. Por lo tanto, la capacidad del sistema de VLC está garantizada por este método. Sin embargo, el método propuesto solo es aplicable a escenarios estáticos y canales estáticos. En el futuro, se estudiará la estimación y la igualación del canal de VLC interiores OTFS en escenarios móviles, y el rango de aplicaciones del método propuesto se extenderá para que juegue un mayor valor en la comunicación móvil 6G.