Okyanuslara olan ilginin gün geçtikçe artması, bu alanda yapılan ve sualtı kablosuz haberleşme
sistemlerinin sıklıkla kullanıldığı bilimsel, ticari ve askeri ağırlıklı çalışmaları da artırmaktadır. Literatürde,
sualtında kablosuz olarak senkron ve yüksek hızlı veri aktarımı ancak optik sistemlerle yapılabilmektedir. Sualtı
ortamının optik dalgalar üzerindeki bozucu etkileri, sualtı kablosuz optik haberleşme (UWOC) sistemlerinin
haberleşme mesafesini ve hızını önemli ölçüde etkilemektedir. Bu nedenle, güvenilir UWOC sistemlerinin
tasarlanabilmesi için farklı sualtı ortamlarının UWOC sistemleri üzerindeki etkilerinin detaylı bir şekilde
incelenmesi ve bu incelemelerin de gerçekçi bir kanal modeli üzerinden yapılması önem arz etmektedir. Bu
çalışmada, yaklaşık kanal modelleri yerine, sağladığı yüksek doğruluk ve hassasiyeti ile literatürde kabul
görmüş olan Monte Carlo yaklaşımlı UWOC kanal modeli kullanılmış olup, UWOC sistemleri için önemli
tasarım parametreleri olan vericinin ışını yayma açısı, alıcının açıklık çapı parametrelerinin tipik bir UWOC
sistemi üzerindeki etkileri incelenmiştir. Yapılan incelemelerde, literatürde sıklıkla karşılaştırma amacıyla
kullanılan temiz okyanus suyu, kıyı okyanus suyu ve liman suyu olmak üzere üç farklı sualtı ortamı dikkate
alınmış olup, her sualtı ortamı için kanal dürtü yanıtları, sinyal gürültü oranı ve kanal kapasitesi dağılımları
sunulmuş ve yorumlanmıştır. Elde edilen sonuçlar ile tipik bir UWOC sisteminin haberleşme hızı ve mesafe
sınırları belirlenmiş olup, farklı sualtı ortamlarında ve parametre değerlerinde kullanılabilecek UWOC
sistemleri için bir öngörü sağlanmıştır.
Increasing interest in oceans increases the scientific, commercial and military studies in this field,
in which underwater wireless communication systems are frequently used. In literature, underwater wireless,
synchronous, high speed data transfer can only be done with optical systems. The distorting effects of
underwater environment (UE) on optical waves significantly affect the communication distance and speed of
underwater wireless optical communication (UWOC) systems. Therefore, in order to design reliable UWOC
systems, it is important to examine effects of various UEs on UWOC systems on a realistic channel model. In this study, instead of the approximate channel models, Monte Carlo approach UWOC channel model, which is
accepted in literature with its high accuracy and sensitivity, was used, and effects of the transmitter's beam
divergence angle and aperture diameter of receiver parameters, which are important design parameters for
UWOC systems, on a typical UWOC system were investigated. In this study, three various UEs, namely clean
ocean, coastal ocean and harbor waters, which are frequently used as benchmarks in the literature, were taken
into consideration, and channel impulse responses, signal to noise ratios and channel capacity distributions were
presented and interpreted for each UE. With the results obtained, the communication speed and distance limits
of a typical UWOC system were determined, and a prediction was provided for UWOC systems that can be
used in various UEs and parameter values.
Primary Language | Turkish |
---|---|
Subjects | Engineering |
Journal Section | Makaleler |
Authors | |
Publication Date | May 31, 2021 |
Submission Date | December 17, 2020 |
Acceptance Date | March 5, 2021 |
Published in Issue | Year 2021 Volume: 8 Issue: 2 |