Uploaded by Victor Vang

дипломная презен

advertisement
Казанский национальный исследовательский технический университет
им. А.Н. Туполева – КАИ
Институт радиоэлектроники, фотоники и цифровых технологий
Кафедра электронных и квантовых средств передачи информации
Разработка внутрикорпоративной
Li-Fi системы связи
Выполнила: студентка группы 5296
Королева Екатерина
Научный руководитель: д.т.н., профессор
Воронов В.И.
Оптический метод контроля параметров агломератов
дисперсных частиц в полимерных материалах
Целью диссертационного исследования является анализ свойств
конкретных источников Li-Fi систем, разработка моделей этих источников
и расчет освещенности внутри помещений IT-компаний (то есть в сфере
офиса), а также анализ шумовых воздействий на информационный
сигнал Li-Fi системы
Задачи работы:
- Анализ современных беспроводных систем связи;
- Изучение моделей излучения источников Li-Fi системы связи;
- Численное моделирование
светоизлучающего диода;
параметров
излучения
одиночного
- Изучение влияния шумовых воздействий на информационный сигнал LiFi систем.
Особенность
Li-Fi
Wi-Fi
Тип связи
световой
беспроводной
Функционирование
Li-Fi передает данные
используя свет с помощью LED.
Wi-Fi передает данные с
помощью радиоволн с помощью
Wi-Fi маршрутизатора.
Препятствия
Не конфликтует с другими
точками доступа, как другие
методы работающие на
радиочастотах.
Будут проблемы с помехами от
близлежащих точек доступа
(маршрутизаторов).
Конфиденциальность
В Li-Fi, свет блокируется
стенами и, следовательно,
обеспечит более безопасную
передачу данных.
В Wi-Fi радиочастотный сигнал
не может быть заблокирован
стенами и, следовательно,
необходимо использовать методы
для обеспечения безопасной
передачи данных.
Скорость передачи
данных
Около 1 Гбит/с.
Беспроводная локальная сеть 150 Мбит/с, около 1 - 2 Гбит/с
может быть достигнут с помощью
WiGig/Giga-IR.
Системные
компоненты
Модулятор, LED (лампа) и
фотодетектор представляют
собой полную систему Li-Fi.
Требуется установить
маршрутизаторы, абонентские
устройства (Ноутбуки, КПК,
настольные компьютеры)
которые в последствии
Структурная схема Li-Fi системы связи
Параметры излучения светоизлучающих диодов
1. Световой поток светодиодного передатчика:
люмены
𝐹𝑇 = 683
×
ватт
750 нм
𝑆𝑇 (λ) × 𝑉 λ dλ
380 нм
где 𝑆𝑇 λ - спектральная мощность излучения светодиода на всех длинах волн
в видимом спектре, 𝑉 λ - чувствительность человеческого глаза к разным
длинам волн.
2. Световой поток светодиодного передатчика:
𝐹𝑇 =
Ωmax
2𝜋 × 𝐼𝑡 (θ)sinθdΩ
0
Где 𝐼𝑡 θ - нормированное пространственное распределение интенсивности
света, sinθ – синус половинного угла излучения, Ωmax – угол свечения
Результаты моделирования
Рис.3.1. Распределение горизонтальной освещенности при φ=30°
Рис.3.2. Распределение горизонтальной освещенности при φ=60°
Рис.3.3. Распределение горизонтальной освещенности при φ=120°
Математическое описание модели
шумовых воздействий
Передаваемая мощность светодиода:
𝑃𝑡𝑥 = 𝑃𝐿𝐸𝐷 ∗ 𝑅0(𝜙)
где 𝑅0(𝜙) – ламбертовская интенсивность излучения, 𝑃𝐿𝐸𝐷 - мощность
излучения светодиода
𝑃𝑟𝑥 = 𝑃𝐿𝑂𝑆 + 𝑃𝑑𝑖𝑓𝑓 𝑇𝑓 𝜓 𝑔(𝜓)
Где 𝑇𝑓 𝜓 − коэффициент пропускания оптического фильтра,
𝑔(𝜓) − коэффициент усиления концентратора, 𝑃𝑑𝑖𝑓𝑓 - принимаемая
рассеянная мощность
Результаты моделирования
Зависимость отношения сигнал/шум от поля зрения фотодетектора (FOV)
Поле зрения
фотодетектора (FOV)
Отношение
сигнал/шум (SNR), дБ
30°
112,7
40°
103,0411
45°
99,1318
50°
95,6898
60°
89,8476
70°
85,0779
80°
81,1198
90°
77,8064
100°
75,0249
110°
72,6961
120°
70,7628
Зависимость отношения сигнал/шум от поля зрения фотодетектора
Выводы по работе
• Численный анализ свидетельствует, что поскольку в
Li-Fi системы межсимвольная интерференция зависит от
поля зрения фотодетектора, то отношение сигнал/шум
(SNR) обратно пропорционально полю зрения
фотодетектора (FOV) и составляет
величину
в
диапазоне от 70,7 дБ до 112,7 дБ;
• Технология Li-Fi имеет огромное число преимуществ
относительно других систем беспроводной связи, такие
как
емкость,
эффективность,
доступность
и
безопасность.
Спасибо за внимание!
Download