دوره ارتباطی نسل ششم (6G) به پوشش کامل شبکه های ارتباطی موبایل ، پوشش هوا ، زمین و فضای زیر آب می رسد. با توجه به منابع طیف محدود فرکانس رادیویی ، ارتباطات نوری قابل مشاهده (VLC) ، به عنوان یک فناوری ارتباطات بی سیم مکمل با ارتباط فرکانس رادیویی ، انتظار می رود به بخشی ضروری از سیستم 6G تبدیل شود. در حال حاضر ، هر دو VLC داخلی و VLC زیر آب به طور گسترده مورد مطالعه قرار گرفته اند. دیود با تابش نور (LED) به دلیل حفاظت از محیط زیست و دوام و عملکردهای دوگانه روشنایی و ارتباط ، به رایج ترین منبع نور در VLC داخلی تبدیل شده است. با این حال ، پهنای باند LED ها نسبتاً باریک است ، بنابراین چگونگی بهبود راندمان طیفی به کلید در بهبود عملکرد VLC داخلی تبدیل شده است. اگرچه VLC مشکل تغییر داپلر را ندارد ، اما هنوز با چالش اثر محو شدن چندگانه ناشی از مسیرهای مختلف انتقال روبرو است. در حال حاضر ، بسیاری از سیستم های VLC برای مقابله با اثرات چندتایی و تداخل بینابینی ، فناوری تقسیم فرکانس ارتوگونی (OFDM) را اتخاذ می کنند. با این حال ، فناوری OFDM قبل از هر نماد نیاز به درج یک پیشوند حلقه (CP) دارد ، که نه تنها طول "قاب" را افزایش می دهد ، بلکه میزان داده های کاربر موجود در هر فریم را نیز کاهش می دهد ، در نهایت منجر به کاهش در آن می شود ظرفیت کل سیستم VLC.
فضای فرکانس زمانی متعامد
مدولاسیون فضای فرکانس زمانی متعامد (OTFS) می تواند با استفاده از ویژگی های متعامد زمان و فرکانس ، ظرفیت و قابلیت اطمینان انتشار چندگانه را افزایش دهد. مطالعات نشان داده اند که OTFS نسبت به مدولاسیون OFDM در همان راندمان طیفی حساسیت بهتری دارد و OTFS نیازی به اضافه کردن پیشوند چرخه ای (CP) قبل از هر نماد ندارد ، این بدان معنی است که استفاده از مدولاسیون OTFS در سیستم های VLC می تواند عملکرد بهتری داشته باشد از OFDM با استفاده از مزایای مدولاسیون OTFS ، راندمان طیفی و سرعت انتقال VLC داخلی می تواند به طور مؤثر بهبود یابد. با این حال ، خاطرنشان شده است که وقتی تعداد پیشوندهای چرخه ای (CP) کافی نباشد ، OTF ها هنگام پردازش تکثیر چند منظوره قابل مشاهده ، باعث ایجاد تداخل جدی بین سامبول می شوند ، که به طور قابل توجهی بر کیفیت ارتباطات VLC تأثیر می گذارد.
تخمین کانال VLC و فناوری تساوی تحت مدولاسیون OTFS
به منظور بهبود بیشتر نرخ انتقال و کیفیت ارتباطات VLC داخلی ، تخمین کانال VLC و فناوری تساوی تحت مدولاسیون OTFS برای کاهش تأثیر منفی تداخل بین سایمبول مورد بحث قرار گرفته است. تخمین حداقل مربعات (LS) و حداقل تخمین میانگین خطای مربع (MMSE) دو روش متداول برای برآورد کانال OTFS است. در میان آنها ، صحت تخمین LS کم است ، که نمی تواند تقاضای تخمین کانال VLC داخلی را برآورده کند. اگرچه برآورد MMSE از دقت بالایی برخوردار است ، اما محاسبه آن پر هزینه است زیرا شامل تعداد زیادی از عملیات وارونگی ماتریس پیچیده است و به برخی از اطلاعات قبلی کانال مانند واریانس نویز کانال نیاز دارد ، که به دست آوردن دقیق در محیط VLC داخلی دشوار است. در سالهای اخیر ، برخی از تحقیقات الگوریتم های تخمین کانال OTFS را بر اساس عملکرد پایه دامنه تبدیل و الگوریتم های تخمین کانال OTFS مبتنی بر یادگیری ارائه داده اند. این دو روش در بهبود دقت تخمین کانال OTFS و کاهش پیچیدگی محاسباتی پیشرفت کرده اند ، اما آنها معمولاً نیاز به اضافه کردن سیگنال های آزمایشی اضافی در سیستم OTFS دارند. این نه تنها به طراحی یک ساختار قاب ویژه نیاز دارد بلکه منجر به کاهش نرخ انتقال داده VLC داخلی می شود.
از مدولاسیون OTFS برای بهبود نرخ و قابلیت اطمینان VLC داخلی استفاده می شود ، و Rescnn برای برآورد دقیق و برابر کردن کانال چند حامل VLC پیشنهاد شده است ، که به طور مؤثر تأثیر تداخل بینابینی بر عملکرد VLC را جبران می کند. هنگامی که فاصله انتقال سیگنال 1 متر است و میزان انتقال 512 مگابایت در ثانیه ، 768 مگابایت در ثانیه ، 1 گیگابایت بر ثانیه و 1.5 گیگابایت بر ثانیه است ، به ترتیب ، میزان خطای بیت که توسط rescnn تخمین زده می شود کمتر از 10 × 10 است.−3بشر روش تخمین کانال در این مقاله نیازی به افزایش کدگذاری پیشوند چرخه ای و فرکانس آزمایشی ندارد. شبکه عصبی Convolutional باقیمانده از طریق توالی های آموزش در مرحله آفلاین آموزش می یابد و فقط تعداد کمی از دنباله های آموزشی برای تکمیل تخمین کانال در مرحله آنلاین لازم است. بنابراین ، ظرفیت سیستم VLC با این روش تضمین می شود. با این حال ، روش پیشنهادی فقط برای سناریوهای استاتیک و کانال های استاتیک کاربرد دارد. در آینده ، برآورد کانال و تساوی OTFS داخلی VLC در سناریوهای موبایل مورد بررسی قرار می گیرد و دامنه کاربرد روش پیشنهادی گسترش می یابد تا در ارتباطات موبایل 6G ارزش بیشتری داشته باشد.