L'ère de la communication de sixième génération (6G) atteindra la couverture complète des réseaux de communication mobiles, couvrant l'air, le sol et l'espace sous-marin. Compte tenu des ressources limitées du spectre de la radiofréquence, la communication de lumière visible (VLC), en tant que technologie de communication sans fil complémentaire avec communication par radiofréquence, devrait devenir une partie indispensable du système 6G. À l'heure actuelle, les VLC intérieurs et les VLC sous-marins ont été largement étudiés. La diode émettrice de lumière (LED) est devenue la source lumineuse la plus couramment utilisée dans les VLC intérieurs en raison de sa protection et de sa durabilité environnementales, et des doubles fonctions de l'éclairage et de la communication. Cependant, la bande passante des LED est relativement étroite, donc comment améliorer l'efficacité spectrale est devenue la clé pour améliorer les performances de VLC intérieures. Bien que le VLC n'ait pas le problème du décalage du Doppler, il est toujours confronté au défi de l'effet de décoloration multiple causé par différents chemins de transmission. À l'heure actuelle, de nombreux systèmes VLC adoptent la technologie de multiplexage de division de fréquence orthogonale (OFDM) pour faire face aux effets multiples et à l'interférence intersymbole. Cependant, la technologie OFDM nécessite l'insertion d'un préfixe de boucle (CP) avant chaque symbole, qui non seulement augmente la longueur de la `` cadre '', mais réduit également la quantité de données utilisateur disponibles dans chaque cadre, ce qui entraîne une diminution de la diminution de la Capacité totale du système VLC.
Espace orthogonal-fréquence
La modulation orthogonale de l'espace de fréquence (OTF) peut améliorer la capacité et la fiabilité de la propagation des trajets multiples en tirant parti des caractéristiques orthogonales du temps et de la fréquence. Des études ont montré que les OTF ont une meilleure sensibilité à recevoir que la modulation OFDM à la même efficacité spectrale, et OTFS n'a pas besoin d'ajouter un préfixe cyclique (CP) avant chaque symbole, ce qui signifie que l'application de la modulation OTFS dans les systèmes VLC peut apporter de meilleures performances que OFDM. En utilisant les avantages de la modulation OTFS, l'efficacité spectrale et la vitesse de transmission des VLC intérieures peuvent être efficacement améliorées. Cependant, il a été souligné que lorsque le nombre de préfixes cycliques (CP) est insuffisant, les OTF entraîneront une interférence intersymbole grave lors du traitement de la propagation des trajets multiples visibles, ce qui affectera considérablement la qualité de communication de VLC.
Estimation et technologie d'estimation des canaux VLC dans le cadre de la modulation OTFS
Afin d'améliorer encore le taux de transmission et la qualité de communication des VLC intérieurs, l'estimation des canaux VLC et la technologie d'égalisation sous la modulation OTFS sont discutées pour réduire l'impact négatif de l'interférence intersymbole. L'estimation des moindres carrés (LS) et l'estimation des erreurs carrées moyennes (MMSE) sont deux méthodes couramment utilisées pour l'estimation du canal OTFS. Parmi eux, la précision de l'estimation LS est faible, ce qui ne peut répondre à la demande de l'estimation du canal VLC intérieur. Bien que l'estimation MMSE ait une précision élevée, il est coûteux de calculer car il implique un grand nombre d'opérations d'inversion de matrice complexes, et nécessite des informations préalables de canaux, telles que la variance du bruit des canaux, qui est difficile à obtenir avec précision dans l'environnement VLC intérieur. Ces dernières années, certaines recherches ont proposé des algorithmes d'estimation des canaux OTFS basés sur la fonction de base du domaine de transformation et les algorithmes d'estimation des canaux OTFS basés sur l'apprentissage. Ces deux méthodes ont progressé dans l'amélioration de la précision de l'estimation des canaux OTFS et la réduction respectivement de la complexité de calcul, mais elles doivent généralement ajouter des signaux pilotes supplémentaires dans le système OTFS. Cela nécessite non seulement la conception d'une structure de trame spéciale, mais conduit également à une diminution du taux de transmission des données des VLC intérieurs.
La modulation OTFS est utilisée pour améliorer le taux et la fiabilité des VLC intérieurs, et le RESCNN est proposé pour estimer avec précision et égaliser le canal multi-carreurs VLC, qui compense efficacement l'influence de l'interférence intersymbole sur les performances de VLC. Lorsque la distance de transmission du signal est de 1 m et que le taux de transmission est de 512 Mo / s, 768 Mo / s, 1 Go / s et 1,5 Go / s, respectivement, le taux d'erreur de bit estimé par RESCNN est inférieur à 3,8 × 10−3. La méthode d'estimation du canal dans cet article n'a pas besoin d'augmenter le codage préfixe cyclique et la fréquence pilote. Le réseau neuronal convolutionnel résiduel est formé à travers des séquences d'entraînement au stade hors ligne, et seul un petit nombre de séquences d'entraînement sont nécessaires pour terminer l'estimation du canal au stade en ligne. Par conséquent, la capacité du système de VLC est garantie par cette méthode. Cependant, la méthode proposée ne s'applique qu'aux scénarios statiques et canaux statiques. À l'avenir, l'estimation du canal et l'égalisation des VLC intérieures OTF dans les scénarios mobiles seront étudiées, et la plage d'applications de la méthode proposée sera étendue pour le faire jouer une plus grande valeur dans la communication mobile 6G.