تقنيات التكيف متعددة المدخلات والمخرجات (MIMO) للاتصالات بالضوء المرئي
| العنوان | تقنيات التكيف متعددة المدخلات والمخرجات (MIMO) للاتصالات بالضوء المرئي |
|---|---|
| المؤلف | Al-Nahhal, Mohamed |
| تاريخ النشر: | 2022-06-16T08:15:49Z |
| النوع | وثيقة |
| اللغة | الإنجليزية |
| رقمي | نعم |
| مخطوط | لا |
| المكتبة: | جامعة اوزيجين |
| رقم السجل | 835044f5-3e55-4e6f-946b-98dbd8a7ca0c |
| موقع المكتبة | قسم الهندسة الكهربائية والإلكترونية |
| التاريخ | 2022-06-16T08:15:49Z |
| نص عينة | تعد تقنية الاتصالات بالضوء المرئي (VLC) حلاً واعدًا لأنظمة الاتصالات اللاسلكية خارج شبكات الاتصالات 5G، والتي توفر تكلفة تنفيذ منخفضة وكفاءة عالية في استخدام الطاقة ونقل البيانات بسرعة عالية. يمكن اعتبار أنظمة VLC مكملة أو بديلة لأنظمة الاتصالات اللاسلكية القائمة على الترددات الراديوية (RF) لتلبية متطلبات السعة العالية المتزايدة. في أنظمة VLC، يتم استخدام الثنائيات الباعثة للضوء (LEDs) كأجهزة إرسال، وتستخدم أجهزة الكشف الضوئي (PDs) كأجهزة استقبال. تم تركيب مصابيح LED متعددة لتوفير إضاءة كافية للبيئات الداخلية. يمكن استخدام هذه الميزة لتنفيذ أنظمة اتصالات متعددة المدخلات والمخرجات (MIMO) من أجل تحقيق معدلات بيانات عالية من خلال تحسين الكفاءة الطيفية. ومع ذلك، يمكن لمصابيح LED نقل الإشارات أحادية القطب فقط. علاوة على ذلك، فإن طبيعة قناة VLC انتقائية للتردد، مما يسبب تدهورًا كبيرًا في أداء نظام VLC بسبب التداخل الحرج بين الرموز (ISI). تم اقتراح عدة مخططات تعتمد على تعديل النبض وتعدد الإرسال بتقسيم التردد المتعامد (OFDM) للتغلب على ISI لنظام VLC. يبدو تعدد الإرسال بتقسيم التردد المتعامد البصري (O-OFDM)، والذي يُشار إليه باسم تعدد الإرسال بتقسيم التردد المتعامد أحادي القطب (U-OFDM)، بمثابة حل جذاب لأنظمة الاتصالات بالضوء المرئي (VLC) الناشئة. في مستقبل 5G وما بعد شبكات الاتصالات 5G، تحتاج الكفاءة الطيفية إلى مزيد من التحسين من خلال MIMO مع تقنية الإرسال التكيفي. بدافع من ذلك، نركز على تحسين الكفاءة الطيفية وأداء معدل خطأ البت (BER) لأنظمة MIMO VLC في كل من الموجات الحاملة الفردية ومتعددة الموجات الحاملة. أولاً، نقترح نظام تعديل مكاني تكيفي (ASM) جديد، يشار إليه باسم التعديل المكاني المرن المعمم (FGSM)، لأنظمة MIMO VLC ذات الموجة الحاملة الواحدة لتحقيق متوسط أفضل لمعدل خطأ الرمز (SER) وكفاءة طيفية أعلى مع عدد إجمالي ثابت من مصابيح LED مقارنة بأنظمة ASM الحالية والتعديل المكاني المعمم (GSM). يقوم النظام المقترح بتغيير أحجام التعديل على مصابيح LED المتوفرة بالإضافة إلى عدد مصابيح LED النشطة. ويستند اختيار أحجام التشكيل إلى مشكلة التحسين لمتوسط SER تحت قيمة محددة مسبقاً للكفاءة الطيفية. نحن نشتق تعبيرًا مغلقًا لمتوسط SER التقريبي للنظام المقترح ونقيم مدى تعقيد فك التشفير. نوضح أن مخطط FGSM يمكن أن يكون مرشحًا محتملاً لأنظمة MIMO-VLC المستقبلية. ثانيًا، نقترح أولاً تقنية الإرسال التكيفي لنظام MIMO VLC بالاشتراك مع U-OFDM لاستغلال فوائد U-OFDM. يتم تطبيق نظام MIMO U-OFDM VLC التكيفي المقترح لدعم ثلاثة أوضاع MIMO مختلفة تتيح مجموعة من أحجام التعديل المختلفة. أوضاع MIMO التي تم النظر فيها هي تشفير التكرار (RC)، وتعدد الإرسال المكاني (SMUX)، والتعديل المكاني (SM). في RC، يتم إرسال نفس الإشارة في وقت واحد من جميع مصابيح LED، بينما يتم إرسال الإشارات المستقلة في وقت واحد من جميع مصابيح LED في SMUX. في تقنية SM، يتم تنشيط مؤشر LED واحد ويحمل مؤشر LED المنشط معلومات بالإضافة إلى الإشارات المعدلة. اعتمادًا على نسبة الإشارة إلى الضوضاء (SNR) المستلمة وBER المستهدف، يقوم نظام الإرسال التكيفي المقترح بالتبديل بين أوضاع MIMO المتاحة ويضبط حجم التشكيل الخاص به لتحقيق كفاءة طيفية أعلى. يتم تطبيق نظام U-OFDM المقترح على إعدادات VLC MIMO مختلفة مع نماذج قنوات واقعية لأنظمة 8×8 و4×4 و2×2 MIMO. في الآونة الأخيرة، ظهر تعديل مؤشر LED المعمم (GLIM) كمخطط MIMO OFDM جذاب لأنظمة VLC الناشئة. لذلك، في الجزء الأخير من هذه الأطروحة، نقترح مخطط الحجم ومرحلة الالتفاف OFDM (MW-OFDM) لأنظمة MIMO VLC. يعتمد مخطط MW-OFDM المقترح على تحويل الإشارات المعقدة إلى شكل قطبي مع الأحجام ومراحل الالتفاف لتقليل القيود المفروضة على عدد مصابيح LED مقارنة بـ GLIM-OFDM التقليدي. علاوة على ذلك، تم استخلاص مقدر الاحتمالية القصوى (ML) للمخطط المقترح. يعمل مخطط MW-OFDM المقترح على تحسين متوسط معدل خطأ البتات ويوفر انخفاضًا كبيرًا في تعقيد فك التشفير، مقارنةً بـ GLIM-OFDM التقليدي. علاوة على ذلك، هناك حاجة إلى نصف عدد مصابيح LED للمخطط المقترح لتقديم نفس الكفاءة الطيفية بالمقارنة مع GLIM-OFDM التقليدي. 5G'nin ötesindeki ağlarda kablosuz iletişim systemlerinin umut verici bir çözümüdür. Düşük uygulama maliyeti, yüksek enerji verimliliği yüksek hızla veri iletimi sağlar. تعمل أنظمة VLC على تمكين أنظمة الكابالت ذات السعة العالية من تشغيل أجهزة الراديو Frekansı (RF) المجهزة بالكامل أو البديل لها. نظام VLC، يدعم نظام Diyotlar (LED) للإضاءة الحقيقية وكاميرات التصوير (PD) للكاميرات. Éç mekan ortamları için Yeterli aydınlatma sağlamak üzere Birden Fazla LED monte edilmiştir. بفضل هذه الميزة، يمكن استخدام تقنية الطيف الطيفي في تشغيل نظام التشغيل الخاص بـ çok Girişli çok çıkışlı (MIMO). علاوة على ذلك، فإن LED'ler yalnızca tek kutuplu sinyalleri iletebilir. على الرغم من ذلك، قامت قناة VLC بمتابعة الترددات المنخفضة، مما أدى إلى انتقاد Semboller Arası Girişim (ISI) لنظام VLC الذي يوفر أداءً فريدًا من نوعه. يتم إنشاء نظام VLC بواسطة ISI من خلال وحدات نمطية ووحدات متعامدة متعامدة (OFDM). تعد كل من Optik Ortogonal Frekans Bölmeli çoğullama (O-OFDM) وTek Kutuplu Ortogonal Frekans Bölmeli çoğullama (U-OFDM) من بين أفضل أنظمة VLC التي تعتمد على أنظمة VLC. يتم تشغيل تقنية 5G و 5G iletişim ötesinde، في حين يتم التحكم في تقنية التكيف الطيفي من خلال MIMO. يشير الدافع إلى ذلك إلى أن نظام MIMO VLC الوحيد هو معدل خطأ الرمز (SER) وما يزيد عن 100% من الطيف الطيفي، وقد تم تصميمه بواسطة Mevcut ASM والتعديل المكاني المعمم (GSM) بشكل خاص. الصمام. نظام التشغيل، يعمل نظام mevcut LED'lerin على تفعيل وحدة LED النشطة. تم تحسين وحدات التعديل، وتم تحسين الطيف الطيفي من خلال العديد من التحسين المستمر لمشاكل تحسين الأداء. Önerilen sistem için yaklaşık ortalama SER'nin kapalı formda bir ifadesini türetiriz and kod çözme karmaşıklığını değerlendiririz. تتميز أنظمة FGSM بأنظمة MIMO-VLC بإمكانياتها العالية. بالإضافة إلى ذلك، تعمل ميزات U-OFDM المتقدمة على أنظمة MIMO VLC في U-OFDM على تطوير هذه التقنيات. قم بتشغيل نظام MIMO U-OFDM VLC، مما يتيح لك تشغيل وحدات التحكم عن بعد باستخدام وحدة MIMO القابلة للإزالة. يمكنك إنشاء نماذج MIMO من Tekrar Kodlama (RC) وMekansal çoklama (SMUX) وMekansal Modülasyon (SM). RC'de، aynı sinyal Tüm LED'lerden eşzamanlı olarak iletilirken، bağımsız sinyaller SMUX'daki tüm LED'lerden aynı olarak iletilirken. تم استخدام تقنية SM، وتقنية LED لتركيب وتركيب وحدات LED في وحدة الإضاءة الصناعية، مما أدى إلى تفاقم المشكلة. تم إنشاء نظام Sinyal-Gurültü Oranına (SNR) وBit Hata Oranına (BER) من خلال دمج أنظمة mevcut MIMO modları في أحدث التقنيات وأكثر من ذلك، مما يتيح لك استخدام وحدات طيفية أخرى ayarlar. قم بتضمين أنظمة U-OFDM و8x8 و4x4 و2x2 MIMO لنماذج القنوات الرائعة باستخدام VLC MIMO. في الآونة الأخيرة، تم تعديل تعديل مؤشر LED المعمم (GLIM) بواسطة أنظمة VLC التي تعتمد على MIMO OFDM. أخيرًا، تم تطوير أنظمة MIMO VLC ذات الحجم ومرحلة الالتفاف OFDM (MW-OFDM). يشتمل نظام MW-OFDM على نظام GLIM-OFDM الذي يعمل بتقنية LED، مما يوفر الحماية والحماية من التسربات. لقد تم إنشاء هذا التطبيق من خلال ML Tahmincisi (MLE). تم تركيب GLIM على جهاز MW-OFDM، مما يوفر إمدادًا ضوئيًا طيفيًا وإضاءة LED في وقت واحد. بالإضافة إلى ذلك، قم بتركيب MW-OFDM باستخدام رمز GLIM-OFDM أو GLIM-OFDM. |
