Görünür Işık Kanallarının Modellenmesi ve Optik OFDM Sistemleri için Başarım Analizi / Modelling of Visible Light Channels and Performance Analysis for Optical OFDM Systems

Authors : ANIL YEŞİLKAYA, FARSHAD MİRAMİRKHANİ, HÜSEYİN FUAT ALSAN, ERTUĞRUL BAŞAR, Erdal PANAYIRCI, Murat UYSAL

Pages : 18-29

View : 9 | Download : 6

Publication Date : 2015-06-30

Article Type : Other Papers

Abstract :Gelişen teknolojiler ve bilgiye olan hızlı gereksinim nedeniyle kablosuz mobil haberleşmeye tahsis edilen radyo frekans insert ignore into journalissuearticles values(RF); bantları hızla dolmakta bunun sonucunda da RF frekans bandının üst sınırlarına doğru  yaklaşılmaktadır. Dolayısıyla, 5`nci nesil insert ignore into journalissuearticles values(5G); sistemler için belirlenecek muhtemel frekans bantlarının ötesinde daha yüksek frekans bantlarında çalışmanın son derece güç veya olanaksız hale geleceği anlaşılmaktadır. Bu durumda RF teknolojisine alternatif olabilecek ve bu teknolojiye paralel optik tabanlı yeni haberleşme teknolojilerinin geliştirilmesi için araştırma ve geliştirme çalışmalarına  gereksinim vardır. Bu soruna en uygun çözüm olan görünür ışıkla haberleşme insert ignore into journalissuearticles values(VLC);, çok geniş ve regüle edilmemiş bir frekans bandına sahip olması nedeniyle, ilginç bir teknoloji olarak öne çıkmakta olup üzerinde yoğun araştırma ve geliştirme çalışmaları sürdürülmektedir. VLC alanında yakın zamanda yapılan çalışmaların tamamına yakınında gerçekçi bir kanal modelinin elde edilememesi sebebiyle yalnızca ideal toplamsal beyaz Gauss gürültülü insert ignore into journalissuearticles values(AWGN); kanallar kullanılmıştır. Bu bağlamda, bir VLC sistemin kullanılacağı kanal  ortamının gerçek modelinin ortaya çıkarılması ve bu kanal üzerinden yapılan iletişimin hata başarımının belirlenmesi büyük önem taşımaktadır. Bu çalışmanın temel amacı, kablosuz mobil haberleşme konusuna odaklanan araştırmacılara bu güncel ve ilginç alanı ayrıntılarıyla tanıtmak ve  özellikle optik çok-girişli çok-çıkışlı insert ignore into journalissuearticles values(MIMO); iletişim tabanlı dik frekans bölmeli çoğullama insert ignore into journalissuearticles values(OFDM); için yüksek veri hızlarına erişebilen  yeni  ve özgün bir VLC sistemin tasarımını sunmaktır. Dört ışık yayan diyot insert ignore into journalissuearticles values(LED); ile dört foto detektörlü insert ignore into journalissuearticles values(PD); bir optik MIMO sistem için önerilen tekniğin, Zemax yazılımı yardımıyla modellenen gerçek optik kanallar üzerinden hata başarımı bilgisayar benzetimleri yoluyla incelenerek diğer MIMO-VLC tekniklere göre en yüksek hata başarımını sağladığı gösterilmektedir.  Rapid development in technology and increasing necessity to reach information instantaneously, drives the radio frequency insert ignore into journalissuearticles values(RF); band to a bottleneck. It can be seen that, we are gradually approaching to the upper limits of the band at both network access and backhaul levels. Operating beyond that upper limit would be so difficult or may be unfeasible for 5th generation insert ignore into journalissuearticles values(5G); mobile communication systems. In such case, it is necessary to develop optics based alternative telecommunication systems to RF technology. Visible light communications insert ignore into journalissuearticles values(VLC); could be the most appropriate and appealing solution for researchers due to its unregulated and very wide frequency band. Yet, there is no appropriate VLC channel model in the literature, only ideal and additive white Gaussian noise insert ignore into journalissuearticles values(AWGN); channels are assumed in the recent papers. In this context, determination of the real VLC channel models would play vital role on the bit error rate performance of the communication systems. The main objective of this tutorial paper is, to  introduce this unique and interesting topic to the researchers and offer detailed information on a novel VLC system based on multiple-input-multiple-output insert ignore into journalissuearticles values(MIMO); orthogonal frequency division multiplexing insert ignore into journalissuearticles values(OFDM);. Besides, proposed  4 LED`s and 4 photodiodes insert ignore into journalissuearticles values(PD); containing MIMO system is analyzed by computer simulations in the presence of real optical channels created by an optical design software Zemax. It has been shown that this scheme provides the best BER performance compared to the other MIMO-VLC systems.
Keywords : Görünür Işıkla Haberleşme VLC, , Yüksek Hızlı Optik Dik Frekans Bölmeli Çoğullama HRO OFDM, , VLC Kapalı Alan Kanal Modelleme, MIMO sistemler, MIMO OFDM, MAP kestirim