شماره ركورد
26949
پديد آورنده
آرش ربيع پور
عنوان
بررسي استفاده از صفحات بازتاب دهنده¬ي هوشمند براي مخابرات ماشين به ماشين مبتني بر مخابرات نور مرئي
مقطع تحصيلي
كارشناسي ارشد
رشته تحصيلي
مهندسي برق- گرايش مخابرات سيستم
سال تحصيل
1399
تاريخ دفاع
1401/06/12
استاد راهنما
دكتر سيد عليرضا نظام الحسيني
دانشكده
برق
چكيده
لينك هاي مخابرات بي سيم نوري يكي از مكمل هاي مناسب براي لينك ها مخابرات راديويي مي باشند. از جمله مزاياي مخابرات بي سيم پهناي باند وسيع و امنيت بالاي لينك ها مخابراتي مبتني بر اين سيستم ها مي باشد. سيستم هاي مخابرات نور مرئي يكي از مهم ترين زيرمجموعه هاي مخابرات بي سيم نوري مي باشد. سيستم هاي مخابرات نور مرئي يك راه حل اميدواركننده به عنوان جايگزيني براي باندهاي فركانس راديويي كاملاً اشغال شده در آينده نزديك است. عقب و جلوي ماشين ها داراي لامپهايي هستند كه ميتوانند براي سيستمهاي ارتباطي با نور مرئي ماشين استفاده شوند. از سوي ديگر، يكي از مهمترين چالشهاي سيستمهاي مخابرات نور مرئي، مسئله عدم ديد مستقيم (LoS) است. صفحات هوشمند بازتاب دهنده ي نور قابليت ايجاد تغيير جهت نور را در سيستم هاي مخابرات نوري را فراهم مي¬سازند. بنابراين، در اين پايان نامه، ما نصب سطوح بازتابي هوشمند، آينههاي هوشمند و مواد از جنس فراسطوح را، در پشت ماشين ها، براي غلبه بر موضوع LoS براي سيستمهاي مخابرات نور مرئي ماشين به ماشين پيشنهاد ميكنيم. به منظور بررسي سيستم ها مخابرات نور مرئي ماشين به ماشين، سه الگوي مختلف توزيع زاويهاي را براي شدت پرتوي نور فرض شده است كه بدين شرح مي باشند: يك LED تجاري موجود با الگوي نامتقارن (Philip Luxeon Rebels) براي لامپ نور بالا، الگوي متقارن Lambertian، و الگوي گوسي نامتقارن (براي لامپ نور پايين). در ابتدا مدل كانال را براي سيستمهاي مخابرات نور مرئي ماشين ها مبتني بر آينه هاي هوشمند به دست ميآوريم، سپس نتايج توان افت مسير را در فواصل متفاوت تحت شرايط مختلف نوع آب و هوا (آبوهواي صاف، باراني، مه متوسط و غليظ) و الگوهاي پرتوي نور بررسي خواهد شد. سپس، تأثير پارامترهاي سيستم مانند تعداد عناصر IRS و مساحت IRS بررسي شده است. براي بررسي عملكرد سيستم، عبارت فرم بسته ي حداكثر فاصله لينك قابل دستيابي در احتمال خطا براي سيستم مخابرات نور مرئي ماشين ها مبتني بر آينه هاي هوشمند استخراج ميكنيم. همچنين، ظرفيت كانال سيستم هاي مخابرات نور مرئي ماشين به ماشين مبتني بر آينه هاي هوشمند را در حالتي كه دو گيرنده ي متفاوت APD و SPAD در ادوات نوري داريم، مقايسه مي شود. علاوه بر اين، انواع مختلف صفحات بازتاب دهنده ي نور از جنس مواد فراسطوح با ضريب بازتاب دهنده ي ثابت و متغير را مورد بررسي قرار مي دهيم. نوع ديگري از صفحات هوشمند بازتاب دهنده ي نور از جنس مواد فراسطوح را براي سيستم هاي مخابرات نور مرئي ماشين به ماشين مبتني بر صفحات IRS معرفي مي شود، و سپس به بررسي و مقايسه ي توان افت مسير و ماكزيمم فاصله ي لينك ايجاد شده در اين صفحات با آينه هاي هوشمند بازتاب دهنده پرداخته مي شود.
تاريخ ورود اطلاعات
1401/06/19
عنوان به انگليسي
Analysis of Optical Intelligent reflecting Surfaces(OIRS) in vehicular visible light communication systems
تاريخ بهره برداري
9/3/2023 12:00:00 AM
دانشجوي وارد كننده اطلاعات
ارش ربيع پور
چكيده به لاتين
Optical Wireless Communciation (OWC) links are an appropriate complement for radio frequency communication systems. The most important advantageous of OWC systems are the wide and unregulated band as well as its high security. Visible Light Communication (VLC) is a subset of OWC systems. VLC systems are the promising solution as an alternative for the fully-occupied radio frequency bands in near future. The rear (tail) and front of vehicles have lamps which can be used for vehicular visible light communication (VVLC) systems. On the other hand, one of the most important challenges of VLC systems is the line-of-sight (LoS) blockage issue. In this project, we propose the installation of Intelligent Reflecting Surfaces (IRSs) (i.e., smart mirrors, and Metasurfaces) on the back of vehicles to overcome this challenge for VVLC systems. In this regard, we assume three different patterns of angular distribution for the radiation intensity, such as a commercially available LED with an asymmetrical pattern (Philip Luxeon Rebels), Symmetrical Lambertian pattern, and Asymmetrical Gaussian pattern. The structure of this project is summarized as follows: in the first chapter, the introduction and related works to VVLC and IRS systems are discussed. In chapter two, we obtain the channel model for the Smart mirror VVLC systems, then the evaluation of the path loss results versus link distances under different conditions such as weather type (clear weather, rainy, moderate fog, and thick fog) and radiation patterns is investigated. Also, the impact of system parameters such as aperture size of the photodetector (PD), side-to-side and front-to-front distances, number of IRS elements, and IRS area are investigated. In the second section of this chapter, we derive a closed-form expression for the maximum achievable link distance versus the probability of error for the IRS-based VVLC system. In third section, the channel capacity for IRS-based VVLC systems with two types of receivers, namely, APD and SPAD, are analyzed. In chapter three, other types of intelligent reflecting surfaces called Metasurfaces with constant and variant reflection coefficient (Liquid Crystals) are introduced. Then, the comparison of the path loss result and maximum achievable distance based on the three IRS types (Smart mirrors, Metasurfaces with constant reflection coefficients, Metasurfaces with variant reflection coefficients) are shown. The fourth chapter is dedicated for the suggestions and results of this project.
كليدواژه هاي فارسي
مخابرات نور مرئي , مخابرت ماشين ها , صفحات هوشمند بازتاب دهنده ي نور
كليدواژه هاي لاتين
Visible light communication , Vehicular communication , Optical Intelligent reflecting surfaces
Author
Arash Rabiepoor
SuperVisor
Prof. Seyed Alireza Nezamalhosseini