Главная Коллекция "Revolution" Коммуникации, связь, цифровые приборы и радиоэлектроника Методы модуляции технологии Li-Fi

Методы модуляции технологии Li-Fi

Характеристика Li-Fi как двунаправленной, высокоскоростной беспроводной коммуникационной технологии. Использование ламп, оборудованных многоцветными светодиодами для модуляции сигнала в системе Li-Fi. Обеспечения доступа к сети множеству пользователей.

Рубрика Коммуникации, связь, цифровые приборы и радиоэлектроника
Вид статья
Язык русский
Дата добавления 03.05.2019
Размер файла 213,3 K
рефераты на заказ со скидкой

Отправить свою хорошую работу в базу знаний просто. Используйте форму, расположенную ниже

Студенты, аспиранты, молодые ученые, использующие базу знаний в своей учебе и работе, будут вам очень благодарны.

Размещено на http://www.allbest.ru/

5

Учреждение образования «Белорусская государственная академия связи», 220114, г. Минск, Республика Беларусь

МЕТОДЫ МОДУЛЯЦИИ ТЕХНОЛОГИИ LI-FI

А.А. ХОДАКОВ

Li-Fi (Light Fidelity) -- это двунаправленная, высокоскоростная беспроводная коммуникационная технология. Термин был придуман Харальдом Хаасом. Данный вид передачи данных использует видимый свет в открытом пространстве без волновода, как канал связи (в отличие от радиоволн в Wi-Fi).

В системах Li-Fi используются специфические схемы модуляции. Чтобы предоставить дополнительные возможности для модуляции и определения сигнала в системе Li-Fi можно использовать лампы, оборудованные многоцветными светодиодами.

Li-Fi может обеспечить одновременный доступ к сети множеству пользователей, так как является широкополосной беспроводной технологией. В технологии Li-Fi может быть реализована схема оптического множественного доступа с пространственным разделением (Space Division Multiple Access, SDMA), при использовании передатчиков с угловым разнесением. По сравнению с оптическим множественным доступом с разделением по времени (TDMA), SDMA может достичь десятикратного увеличения пропускной способности в сети Li-Fi. При использовании OFDM обеспечивается более простой метод множественного доступа, т.е. множественный доступ с разделением по ортогональным частотам (OFDMA), при котором пользователи обслуживаются и разделяются множеством ортогональных поднесущих.

Производительность сети Li-Fi может быть улучшена, если использовать неортогональный множественный доступ NOMA. Отличная от общепринятых технологий OFDMA, NOMA может обслуживать увеличенное количество пользователей посредством распределения неортогональных частотных ресурсов.

Возможные методы модуляции технологии Li-Fi представлена на рисунке 1:

Рисунок 1. Классификация методов модуляции Li-Fi

При модуляции одной несущей (Single-Carrier Modulation, SCM) широко используемые схемы включают амплитудную манипуляцию (On-Off Keying, OOK), фазово-импульсную модуляцию (Pulse Position Modulation, PPM) и амплитудно-импульсную модуляцию (Pulse-Amplitude Modulation, PAM). OOK является одной из простых схем модуляции, и обеспечивает компромисс между производительностью системы и сложностью реализации. OOK передает данные, последовательно включая и выключая светодиод, схема может обеспечивать поддержку уменьшения силы света (димминг). Димминг за счет настройки уровней включения и выключения светодиода может сохранять ту же скорость передачи данных, однако дальность и надежность связи уменьшаться при низком уровне силы света. И одновременно, димминг с помощью компенсации символа, может быть достигнут вставкой дополнительных импульсов включения и выключения, чья длительность определяется желаемым уровнем снижения интенсивности света. Поскольку максимальная скорость передачи данных достигается при уровне уменьшения силы света на 50%, предполагающем равное количество единиц и нулей в среднем, увеличение или уменьшение яркости светодиодов будет вызывать снижение скорости передачи.

PPM кодирует данные, используя положение импульса внутри установленного отрезка времени. Длина отрезка времени должна быть достаточно большой, чтобы позволить различать разные положения импульсов. По сравнению с ООК, метод РРМ является более энергоэффективным, но имеет более низкую спектральную эффективность. Вариант РРМ, называемый изменяемая фазово-импульсная модуляция (VPPM), может обеспечить поддержку димминга посредством изменения ширины импульса сигнала, соответствующей определяемому уровню яркости. Поэтому VPPM можно рассматривать как комбинацию РРМ и широтно-импульсной модуляции (PWM) [1].

Поскольку требования к скорости передачи данных в сетях Li-Fi растут, схемы модуляции одной несущей, такие как ООК, РРМ и РАМ, начинают страдать от нежелательных эффектов, включающих нелинейную дисторсию сигнала от светодиода и межсимвольную интерференцию, вызванную избирательностью по частоте в дисперсивных оптических беспроводных каналах. Поэтому для обеспечения высокоскоростной оптической беспроводной связи начали применять модуляцию нескольких несущих (MCM). По сравнению с SCM, MCM является более широкополосной, но менее энергоэффективной. Одной и, пожалуй, наиболее используемой реализацией МСМ в сетях Li-Fi является OFDM - мультиплексирование с разделением сигналов по ортогональным частотам, при котором параллельные потоки данных передаются одновременно с помощью набора ортогональных поднесущих, где сложное формирование амплитудно-частотных характеристик может быть опущено. Если количество ортогональных поднесущих выбирается так, что ширина полосы модулированного сигнала меньше, чем ширина полосы когерентности оптического канала, то каждый подканал может рассматриваться как плоский канал с замиранием. Поэтому в данном случае могут применяться уже разработанные техники для плоских каналов с замиранием.

Модуляция с помощью манипуляции цветом (Color Shift Keying, CSK) является, по сути схемой модуляции интенсивности, в которой сигналы кодируются интенсивностью излучаемых светодиодами RGB-цветов [2]. Первое преимущество CSK состоит в отсутствии эффекта мигания на всех частотах. Второе, постоянный световой поток влечет почти постоянный управляющий ток светодиодов, который уменьшает возможный пусковой ток при модуляции сигнала и таким образом повышает надежность светодиодов.

беспроводная коммуникация модуляция светодиодная лампа

Список использованных источников:

1.Y. Zeng, R. Green, and M. Leeson - Multiple pulse amplitude and position modulation for the optical wireless channel

2. IEEE Standard for Local and Metropolitan Area Networks, Part 15.7: Short ? Range Wireless Optical Communication Using Visible Light, IEEE Std. 802.15.7?2011, 2011. doi: 10.1109/IEEESTD.2011.6016195.

Размещено на Allbest.ru

...

Подобные документы

Работы в архивах красиво оформлены согласно требованиям ВУЗов и содержат рисунки, диаграммы, формулы и т.д.
PPT, PPTX и PDF-файлы представлены только в архивах.
Рекомендуем скачать работу.

© 2000 — 2023, ООО «Олбест» Все права защищены