Görünür Işık Haberleşme Sistemleri için SC-PPM Tekniği Kullanılarak Alıcı-Verici Tasarımı

Yıl 2021, , 126 - 132, 21.03.2021

Mehmet Sonmez

https://doi.org/10.17798/bitlisfen.682538

Cited By: 1

Öz

Alt Taşıyıcılı Darbe Konum Modülasyonu (SC-PPM: Subcarrier Pulse Position Modulation) Görünür Işık Haberleşme (VLC: Visible Light Communication) sistemleri için kullanılan iletim tekniklerinden birisidir. GIH sistemleri için daha önce yapılan çalışmalar incelendiğinde uygulanabilir bir FPGA (Field Programmable Gate Arrays: Alanda Programlanabilir Kapı Dizileri) tabanlı sistem eksikliği gözlemlenmiştir. Bu nedenle yapılan çalışmada SC-4PPM için uygulanabilir bir sayısal mimari önerilmiştir. Önerilen mimari FPGA kartı üzerinde gerçek zamanlı olarak uygulanmıştır. Ayrıca bilgi bitlerinin alıcı tarafta algılanabilmesi için geleneksel sistemde modülasyonlu sinyal, bir bant geçiren filtre ve bir alçak geçiren filtreden geçirilmesinden sonra karar devresine uygulanmaktadır. Bu çalışmada bant geçiren filtre alıcı taraftan kaldırılarak bir türev alıcı benzeri yapı ile bilgi bitlerinin tahmini gerçekleştirilmiştir. Hem verici hem de alıcı için önerilen mimariler FPGA kartı üzerinde uygulanarak osiloskop üzerinden gerçek zamanlı sonuçlar incelenmiştir. Osiloskop çıktılarına göre önerilen verici ve alıcı mimariler başarılı bir şekilde çalışmaktadır.

Anahtar Kelimeler

VLC, FPGA, Modülatör, Demodülatör

Kaynakça

• Le N.T., Jang Y.M. 2015. Smart color channel allocation for visible light communication. Optical Switching and Networking, 15: 75-86.
• Khan L.U. 2017. Visible light communication: applications, architecture, standardization and research challenges. Digital Communications and Networks, 3 (2): 78-88.
• Kadirvelu S., Vijayalakshmi B. 2018. Visible light communication using LED as receiver with the effect of ambient light. Opt. and Quant. Electronics, 50 (15): 1-11.
• Ndjiongue A.R., Telex M.N.N., Octavia A.D. Ana G.A. 2020. VLC-Based Networking: Feasibility and Challenges. IEEE Network, Early Access Article, 1-8.
• Sugiyama H., Haruyama S., Nakagawa M. 2007. Brightness Control Methods for Illumination and Visible-Light Communication Systems. Proceedings of the Third International Conference on Wireless and Mobile Communications Physical Communication, 4-9 March, Guadeloupe, pp: 1-6.
• Yeh C.H., Chow C.W., Wei L.Y. 2019. 1250 Mbit/s OOK Wireless White-Light VLC Transmission Based on Phosphor Laser Diode. IEEE Photonics Journal, 11 (3): 1-6.
• Lee K., Park H. 2011. Modulations for Visible Light Communications With Dimming Control. IEEE Photonics Technology Letters, 23 (16): 1136-1138.
• Yoo J.H., Jung S.Y. 2013. Modeling and analysis of variable PPM for visible light communications. EURASIP Journal on Wireless Communications and Networking, 134 (1): 1-6.
• Ahfayd M.H., Sibley M.J.N., Mather P.J., Lazaridis P.I. 2017. Visible light communication based on offset pulse position modulation (Offset-PPM) using high power LED. General Assembly and Scientific Symposium of the International Union of Radio Science (URSI GASS), 16-26 August, Gent, pp: 1-4.
• Liu Y., Zhang G. 2014. A new modulation scheme of visible light communication. Optoelectronics Letters, 10 (4): 273-276.
• Gancarzy J.E., Elgala H., Little T.D.C. 2015. Overlapping PPM for band-limited visible light communication and dimming. Journal of Solid State Lighting, 3 (2): 1-9.
• Jeong J.D., Lim S.K., Jang S., Kim M.S., Kang T.G., Chong J.W. 2014. Novel Architecture for Efficient Implementation of Dimmable VPPM in VLC Lightings. ETRI Journal, 36 (6): 905-912.
• Lee S., Ahn B.G., Ju M.C., Park Y. 2016. A modified VPPM algorithm of VLC systems suitable for fast dimming environment. Optics Communications, 365: 43-48.
• Din I., Kim H. 2014. Energy-Efficient Brightness Control and Data Transmission for Visible Light Communication. IEEE Photonics Technology Letters, 26 (8): 781-784.
• Li F., Wu K., Zou W., Chen J. 2015. Optimization of LED's SAHPs to simultaneously enhance SNR uniformity and support dimming control for visible light communication. Optics Communications, 341: 218-227.
• Li F., Wu K., Zou W., Chen J. 2016. Analysis of energy saving ability in dimming VLC systems using LEDs with optimized SAHP. Optics Communications, 361: 86-96.
• Lin C., Zhu Y., Zhang Y. 2016. An Appropriate Modulation Scheme for High Density Visible Light Communicaton System. 4th International Conference on Machinery, Materials and Computing Technology, 23-24 January, Hangzhou, pp: 1108-1112.