L’era de la Sisena Generació (6G) de la comunicació aconseguirà la cobertura completa de les xarxes de comunicació mòbils, que cobreixen l’aire, el sòl i l’espai submarí. A la vista dels recursos limitats de la freqüència de ràdio, la comunicació de llum visible (VLC), com a tecnologia de comunicació sense fils complementària amb comunicació de freqüència de ràdio, es convertirà en una part indispensable del sistema 6G. Actualment, tant la VLC interior com la VLC submarina han estat estudiades àmpliament. El díode emissor de llum (LED) s’ha convertit en la font de llum més utilitzada a VLC interior a causa de la seva protecció i durabilitat ambiental i de les funcions dobles d’il·luminació i comunicació. Tot i això, l'ample de banda dels LED és relativament estret, de manera que la manera de millorar l'eficiència espectral s'ha convertit en la clau per millorar el rendiment de VLC interior. Tot i que VLC no té el problema del canvi de Doppler, encara s’enfronta al repte de l’efecte esvaït multipath causat per diferents rutes de transmissió. Actualment, molts sistemes VLC adopten la tecnologia de multiplexació de la divisió de freqüències ortogonals (OFDM) per fer front als efectes multipath i la interferència intersambol. Tanmateix, la tecnologia OFDM requereix la inserció d’un prefix de bucle (CP) abans de cada símbol, que no només augmenta la longitud del “fotograma”, sinó que també redueix la quantitat de dades d’usuari disponibles dins de cada fotograma, donant lloc a una disminució del Capacitat total del sistema VLC.
Espai de freqüència en temps ortogonal
L’espai de freqüència de temps ortogonal (OTFS) pot millorar la capacitat i la fiabilitat de la propagació multipath aprofitant les característiques ortogonals del temps i la freqüència. Els estudis han demostrat que els OTFs tenen una sensibilitat millor que la modulació OFDM a la mateixa eficiència espectral i que els OTF no necessiten afegir un prefix cíclic (CP) abans de cada símbol, cosa que significa que l'aplicació de la modulació OTFS en els sistemes VLC pot comportar un millor rendiment que OFDM. Utilitzant els avantatges de la modulació OTFS, es pot millorar eficaçment l'eficiència espectral i la velocitat de transmissió de VLC interior. Tot i això, s'ha assenyalat que quan el nombre de prefixos cíclics (CP) és insuficient, els OTF provocaran una interferència intensa intersimbol quan es processi la propagació visible de multipath, que afectarà significativament la qualitat de la comunicació de VLC.
Tecnologia d’estimació i equiparació del canal VLC sota la modulació OTFS
Per tal de millorar encara més la taxa de transmissió i la qualitat de la comunicació de VLC a l’interior, es discuteix la tecnologia d’estimació i equiparació del canal VLC sota la modulació OTFS per reduir l’impacte negatiu de la interferència intersimbol. L’estimació dels mínims quadrats (LS) i l’estimació de menys error quadrat (MMSE) són dos mètodes d’ús habitual per a l’estimació del canal OTFS. Entre ells, la precisió de l'estimació de LS és baixa, que no pot satisfer la demanda de l'estimació del canal VLC interior. Tot i que l’estimació de MMSE té una gran precisió, és costós calcular perquè implica un gran nombre d’operacions d’inversió de matrius complexes i requereix informació prèvia del canal, com la variància del soroll del canal, que és difícil d’obtenir amb precisió en l’entorn VLC interior. En els darrers anys, algunes investigacions han proposat algoritmes d’estimació del canal OTFS basats en la funció de base de domini de transformació i algoritmes d’estimació del canal OTFS basats en l’aprenentatge. Aquests dos mètodes han avançat en la millora de la precisió de l'estimació del canal OTFS i reduint la complexitat computacional respectivament, però normalment necessiten afegir senyals pilot addicionals al sistema OTFS. Això no només requereix el disseny d’una estructura especial del marc, sinó que també comporta una disminució de la taxa de transmissió de dades de VLC interior.
La modulació OTFS s’utilitza per millorar la velocitat i la fiabilitat de la VLC interior, i es proposa res a la rescnn per estimar i igualar amb precisió el canal de multi-portador de VLC, cosa que compensa efectivament la influència de la interferència intersambol en el rendiment de VLC. Quan la distància de transmissió del senyal és d’1 m i la velocitat de transmissió és de 512 MB/s, 768 MB/s, 1 GB/s i 1,5 GB/s, respectivament, la velocitat d’error de bits estimada per rescnn és inferior a 3,8 × 10−3. El mètode d’estimació del canal d’aquest treball no necessita augmentar la codificació del prefix cíclic i la freqüència pilot. La xarxa neuronal convolutiva residual s’entrena mitjançant seqüències d’entrenament en fase fora de línia i només es requereixen un nombre reduït de seqüències d’entrenament per completar l’estimació del canal en l’etapa en línia. Per tant, la capacitat del sistema de VLC està garantida per aquest mètode. Tanmateix, el mètode proposat només s’aplica a escenaris estàtics i canals estàtics. En el futur, s’estudiarà l’estimació i la igualació del canal d’OTFS Indoor VLC en escenaris mòbils i s’ampliarà l’interval d’aplicacions del mètode proposat per fer que es reprodueixi un valor més gran en la comunicació mòbil 6G.