نویسنده
نارمانلی اوغلو، اومر
تاریخ انتشار
2022-06-16T11:45:48Z
نوع
سند
زبان
انگلیسی
دیجیتال
بله
نسخه خطی
خیر
کتابخانه
دانشگاه اوزیغین
شماره ثبت
e85e2196-c7d0-4a57-9b03-52a38118ed2a
محل کتابخانه
گروه مهندسی برق و الکترونیک
تاریخ
2022-06-16T11:45:48Z
متن نمونه
سیستم های ارتباطی بی سیم نوری که در باند فرکانس نور مرئی (390-700 نانومتر) کار می کنند، ارتباطات نور مرئی (VLC) نامیده می شوند. سیستمهای VLC بر اساس اصل تعدیل دیودهای ساطع نور (LED) در سرعتهای بسیار بالا بدون هیچ گونه اثرات نامطلوب بر روی چشم انسان و سطوح روشنایی هستند. LED ها که به عنوان نقاط دسترسی VLC (AP) استفاده می شوند، به طور فزاینده ای هم در داخل ساختمان (مانند روشنایی خانه و دفتر و غیره) و هم در فضای باز (مانند چراغ های خیابان، چراغ های راهنمایی، چراغ های جلو/عقب خودرو و غیره) استفاده می شوند. استفاده دوگانه از ال ای دی ها هم برای روشنایی و هم برای اهداف ارتباطی یک راه حل انقلابی است و این پتانسیل را دارد که عصر جدیدی را در ارتباطات بی سیم باز کند. در این زمینه، VLC توجه صنعتی را به خود جلب کرده است و کارهای استانداردسازی بین المللی مرتبط از قبل آغاز شده است. در این پایان نامه سیستم های VLC پرسرعت با قابلیت اطمینان لینک بالا توسعه داده شده است. تحت در نظر گرفتن عملکرد دوگانه برای پشتیبانی از روشنایی و ارتباطات، تکنیکهای لایه فیزیکی پیشرفته (PHY) از جمله انتقال تطبیقی، تقسیم فرکانس متعامد (OFDM)، خروجی چندگانه چند ورودی (MIMO) و MIMO عظیم با شکلدهی پرتو به منظور دستیابی به سرعت داده بالا و قابلیت اطمینان پیوند مورد بررسی قرار میگیرند. برای استفاده از LED های متعدد موجود در یک محیط اتاق داخلی برای انتقال MIMO، یک مکانیسم پردازش سیگنال هماهنگ و مشترک باید مستقر شود. برای این منظور، یک پلت فرم متمرکز که در آن واحدهای باند پایه (BBUs) از VLC APs جدا شده و به یک واحد متمرکز (CU) که در آن همه واحدهای پردازش سیگنال کار میکنند، منتقل میشوند. سپس، دو تکنیک پیشرفته مختلف PHY طراحی شده و بر روی پلت فرم پیشنهادی اجرا می شود. ابتدا، بیت تطبیقی و بارگذاری توان برای سیستم VLC مبتنی بر OFDM با سوئیچینگ حالت MIMO بین کدگذاری تکرار و مالتی پلکس فضایی طراحی شده است. طراحی الگوریتم تطبیقی به عنوان یک مسئله بهینهسازی که در آن هدف به حداکثر رساندن نرخ داده از طریق انتخاب مناسب ترتیب مدولاسیون، سطح توان و حالت MIMO است، در حالی که میزان خطای بیت هدفگذاری شده را برآورده میکند، فرمولبندی و حل میشود. به عنوان دومین تکنیک پیشرفته PHY، انتقال عظیم MIMO مورد بررسی قرار می گیرد. برای به دست آوردن مزایای کامل MIMO عظیم، اطلاعات وضعیت کانال باید در سمت فرستنده موجود باشد. تخمین کانال downlink (DL) از طریق سیگنالهای پایلوت DL منجر به سربار هنگفتی در DL و Uplink (UL) میشود و اجرای سیستم عظیم MIMO را در صورت عدم طراحی مناسب غیرممکن میسازد. بنابراین، تجزیه و تحلیل با در نظر گرفتن تعداد محدودی از سیگنال های آزمایشی DL انجام می شود. ترتیبات آزمایشی مختلف (PA) در حوزههای مکانی، فرکانس و زمانی که درون یابی برای به دست آوردن ماتریس کانال جهانی با بهرهگیری از هندسه محیط داخلی و چیدمان لامپها انجام میشود، پیشنهاد شدهاند. یک انتخاب تطبیقی از PA برای متعادل کردن نرخ دادههای DL و UL با توجه به شرایط مختلف شبکه بیشتر طراحی شده است. پلتفرم متمرکز برای ادغام VLC با فناوریهای ارتباطی بیسیم موجود (مانند انتقال موج میلیمتری (MMW)) در یک معماری شبکه ناهمگن نیز سود میبرد. در پلتفرم متمرکز، مشابه شبکه VLC، BBU از MMW AP جدا شده و در داخل همان CU قرار دارد. از طریق بهره مندی از نمای کلی معماری کلی شبکه، یک پروتکل انتقال عمودی تطبیقی (بین MMW و VLC AP) و افقی (بین VLC AP) بیشتر برای افزایش عملکرد کلی شبکه طراحی شده است. این پروتکل شامل پارامترهای آفست مخصوص فناوری است که مقادیر آنها بر اساس معیارهای عملکرد شبکه از قبل موجود (به عنوان مثال، نرخ دادهها، تعداد تجهیزات کاربر متصل) تنظیم میشوند. (ارتباطات نور مرئی، VLC) olarak adlandırılır. VLC sistemleri، insan gözü ve aydınlatma seviyeleri üzerinde herhangi bir olumsuz etki yaratmadan، ışık yayan diyotların (دیود ساطع کننده نور، LED) çok yüksek hızlarda modüle edilmesi prensibine dayanmaktad. وی. artmaktadır. LEDlerin hem aydınlatma hem de haberleşme amaçları için ikili kullanımı, devrim niteliğinde bir çözümdür ve kablosuz iletişimde yeni bir dönem açma potansiyeline sahiptir. Bu bağlamda، VLC endüstriyel ilgiyi çekmiş ve ilgili uluslararası standardizasyon çalışmaları çoktan başlamıştır. Bu tezde، yüksek bağlantı güvenilirliğine sahip، yüksek veri hızlı VLC sistemleri geliştirilmiştir. هم aydınlatmayı hem de iletişimi destekleyen ikili işlevsellik göz önünde bulundurularak, hedeflenen yüksek veri hızlarını ve bağlantı güvenilirliğini karşılamak için; adaptif iletim، dikey frekans bölmeli çoklama (مالتی پلکسی تقسیم فرکانس متعامد، OFDM)، çok girişli çok çıkışlı (چند خروجی ورودی چندگانه، MIMO) و hüzmeleme (تشکیل دهنده پرتو) ile yoğun (انبوه) MIMOolmakaşmi teknikleri araştırılmıştır. MIMO iletim amacıyla birden fazla sayıda LEDleri kullanmak için, koordineli ve ortak bir sinyal işleme mekanizması kurulmalıdır. Bu amaçla ilk olarak، مرکزی (متمرکز) بیر سکوی önerilmiştir. Bu platformda, temel bant birimleri (واحد باند پایه، BBU) LEDlerden ayrılıp; tüm sinyal işleme birimlerinin birlikte çalıştığı، merkezi birime (واحد متمرکز، CU) kaydırılmıştır. Ardından, iki farklı gelişmiş PHY tekniği tasarlanmış ve önerilen platform üzerinde çalıştırılmıştır. İlk olarak، bit ve güç yükleme (بارگذاری بیت و توان) özelliğine sahip، tekrarlı kodlama (کدگذاری تکرار) و uzamsal çoklama (مالتی پلکس فضایی) arasında MIMO mod geçişi yapabilen OFDM tabanlı VLCıştır sistem. Hedeflenen bit hata oranını karşılarken, veri hızını en üst düzeye çıkarmayı amaçlayan adaptif algoritma; مدولاسیون تیپینه، گؤچ سِویهسینه و MIMO مدونا باگلی اولان بر بهینهسازی مشکلی اولاراک فرمول ادیلمیش و چوزولموشتور. İkinci ileri PHY tekniği olarak, yoğun MIMO iletimi araştırılmıştır. یوغون MIMOnun tum avantajlardan yararlanmak için; kanal durumu bilgisi, verici tarafında mevcut olmalıdır. Aşağı (downlink, DL) kanal referans sinyalleri yoluyla DL kanalın tahmini, hem DL hem de yukarı (uplink, UL) kanalda büyük bir sinyalleşme yüküne neden olur ve düzgün tasarlanmadığı u takdirde yoğunmılüan. Bundan dolayı analiz, sınırlı sayıda referans sinyalini dikkate alarak yapılmıştır. Küresel kanal matrisini elde etmek için, iç ortam geometrisinden ve LEDlerin düzeninden yararlanarak enterpolasyonun yapıldığı, uzamsal, frekans ve zaman alanlarında farklı referans sinyal düzenlemeleri önerilmiştir. Bunların değişen ağ koşullarına göre adaptif bir seçimi، DL ve UL veri hızları arasında denge sağlamak amacıyla، ayrıca tasarlanmıştır. سکوی مرکزی، heterojen ağlarda VLCyi var olan kablosuz haberleşme teknolojilerle (örn. milimetre dalga (موج میلی متری، MMW) iletimi) entegre etme sürecine de birçok fayda sağlar. Merkezi platform yapısında, VLC ağında olduğu gibi; BBU، MMW APden ayırılıp ve aynı CU içine yerleştirilir. Bu sayede، tüm شبکه farkında آغ mimarisinden yararlanarak، adaptif dikey (MMW ve VLC APler arasında) و yatay (VLC APler arasında) geçiş (تحویل) mekanizması، ağ performansını artırmak için tasarlanmıştır. Geçiş mekanizmaları teknolojiye özgü ofset parametreleri içerir ve bu parametreler, CUda halihazırda bulunan ölçülere göre (örn. veri hızları, bağlı kullanıcı ekipmanı sayısı) anında ayarlanmıştır.
