Feb 24, 2025

6G lühiajaliste nähtavate valgustuskanalite hindamine ja võrdsustamine

Jäta sõnum

Kuuenda põlvkonna (6G) suhtlusajastu saavutab mobiilsidevõrkude täieliku katvuse, mis hõlmab õhu-, maa- ja veealust ruumi. Arvestades raadiosageduse piiratud spektriressursse, eeldatakse, et nähtav kerge kommunikatsioon (VLC) kui täiendava traadita kommunikatsioonitehnoloogiaga raadiosageduslik kommunikatsioon, muutub 6G süsteemi hädavajalikuks osaks. Praegu on põhjalikult uuritud nii siseruumides kui ka veealust VLC -d. Valgust kiirgav diood (LED) on muutunud siseruumides VLC-s kõige sagedamini kasutatavaks valgusallikaks selle keskkonnakaitse ja vastupidavuse ning valgustuse ja kommunikatsiooni kahesuguste funktsioonide tõttu. LED -ide ribalaius on aga suhteliselt kitsas, seega on spektri efektiivsuse parandamine muutunud VLC siseruumides oleva jõudluse parandamisel. Kuigi VLC -l puudub Doppleri nihke probleem, seisab see silmitsi erinevate ülekandeteede põhjustatud mitmekesise tuhmumise efekti väljakutsega. Praegu võtavad paljud VLC -süsteemid vastu ortogonaalse sageduse jagunemise multipleksimise (OFDM) tehnoloogia, et käsitleda mitmeteede mõju ja intersümbolitevahelisi häireid. Kuid OFDM -tehnoloogia nõuab iga sümboli ette silmuse eesliite (CP) sisestamist, mis mitte ainult ei suurenda kaadri pikkust, vaid vähendab ka igas kaadris saadaolevate kasutajaandmete hulka, mis viib lõppkokkuvõttes VLC süsteemi koguvõimsus.

 

Ortogonaalne ajasagedusruum

Ortogonaalne ajasagedusruumi (OTFS) modulatsioon võib suurendada mitme ahela paljunemise võimekust ja usaldusväärsust, kasutades ära aja ja sageduse ortogonaalseid omadusi. Uuringud on näidanud, et OTF -idel on paremini tundlikkus kui OFDM -i modulatsioon samal spektri efektiivsusel ja OTF -id ei pea enne iga sümbolit lisama tsüklilist eesliidet (CP), mis tähendab, et OTFS -i modulatsiooni rakendamine VLC -süsteemides võib tuua parema jõudluse kui ofdm. Kasutades OTFS -i modulatsiooni eeliseid, saab siseruumides VLC spektri efektiivsust ja ülekandekiirust tõhusalt parandada. Siiski on välja toodud, et kui tsükliliste eesliide (CP) arv on ebapiisav, põhjustavad OTF -id nähtava mitmetee levimise töötlemisel tõsiseid intersümboli häireid, mis mõjutab märkimisväärselt VLC kommunikatsiooni kvaliteeti.

 

VLC kanali hindamine ja võrdsustamise tehnoloogia OTFS -i modulatsiooni alusel

Sisse siseruumides VLC edastuskiiruse ja kommunikatsiooni kvaliteedi edasiseks parandamiseks käsitletakse VLC kanali hindamist ja võrdsustustehnoloogiat OTFS -i modulatsioonis, et vähendada intersümboli intersümboli häirete negatiivset mõju. Väiksemate ruutude (LS) hindamine ja väikseima keskmise vea (MMSE) hindamine on kaks tavaliselt kasutatavat meetodit OTFS -i kanali hindamiseks. Nende hulgas on LS -i hinnangu täpsus madal, mis ei suuda vastata siseruumides VLC -kanali hinnangule. Ehkki MMSE hinnangul on suur täpsus, on selle arvutamine kulukas, kuna see hõlmab suurt hulka maatriksi inversioonitoiminguid ja nõuab kanalit eelnevat teavet, näiteks kanalimüra dispersioon, mida on VLC -keskkonnas keeruline täpselt saada. Viimastel aastatel on mõned uuringud pakkunud välja OTFS-i kanalite hindamise algoritmid, mis põhinevad teisenduse domeeni baasfunktsioonil ja õppimisel põhineval OTFS-i kanali hindamise algoritmidel. Need kaks meetodit on teinud edusamme OTFS -i kanali hindamise täpsuse parandamisel ja arvutusliku keerukuse vähendamisel, kuid tavaliselt peavad nad lisama OTFS -i süsteemis täiendavaid pilootsignaale. See mitte ainult ei nõua spetsiaalse kaadri struktuuri kujundamist, vaid põhjustab ka siseruumides VLC andmeedastuskiiruse vähenemist.

OTFS-i modulatsiooni kasutatakse siseruumides VLC kiiruse ja usaldusväärsuse parandamiseks ning VLC mitme kandja kanali täpseks hindamiseks ja võrdsustamiseks pakutakse välja RescnN, mis kompenseerib tõhusalt intersümboli häirete mõju VLC jõudlusele. Kui signaali ülekande vahemaa on 1 m ja ülekandekiirus on vastavalt 512 MB/s, 768 MB/s, 1 GB/s ja 1,5 GB/s, on Rescnni poolt hinnatud biti veakiirus madalam kui 3,8 × 10−3. Käesolevas dokumendis esitatud kanali hindamise meetod ei pea suurendama tsüklilist prefiksi kodeerimist ja pilootsagedust. Konvolutsioonilise närvivõrgu jääkreeninguid koolitatakse treeningjärjestuste kaudu võrguühenduseta etapis ja kanali hinnangu lõpuleviimiseks veebipõhises etapis on vaja ainult vähest arvu treeningjärjestusi. Seetõttu tagatakse selle meetodi abil VLC süsteemi maht. Kuid pakutud meetod on rakendatav ainult staatiliste stsenaariumide ja staatiliste kanalite jaoks. Tulevikus uuritakse kanalite hindamist ja OTFS -i siseruumides VLC võrdsustamist mobiilside stsenaariumide korral ning kavandatud meetodi rakendusvahemikku laiendatakse, et see mängiks 6G mobiilsides suuremat väärtust.

Küsi pakkumist