Performance characterization of vehicular visible light communications
Başlık çevirisi mevcut değil.
- Tez No: 574168
- Danışmanlar: PROF. DR. MURAT UYSAL
- Tez Türü: Yüksek Lisans
- Konular: Elektrik ve Elektronik Mühendisliği, Electrical and Electronics Engineering
- Anahtar Kelimeler: Belirtilmemiş.
- Yıl: 2019
- Dil: İngilizce
- Üniversite: Özyeğin Üniversitesi
- Enstitü: Fen Bilimleri Enstitüsü
- Ana Bilim Dalı: Elektrik-Elektronik Mühendisliği Ana Bilim Dalı
- Bilim Dalı: Belirtilmemiş.
- Sayfa Sayısı: 68
Özet
Akıllı Ulaşım Sistemlerinde (Intelligent Transportation Systems-ITS), görünür ışık haberleşmesi (visible light communication-VLC), araçtan araca (vehicle-to-vehicle—V2V) ve araçtan altyapıya (vehicle-to-infrastructure—V2I) bağlantılarda kablosuz bağlantı sağlamak için güçlü bir aday olarak ortaya çıkmıştır. VLC, radyo frekansı araç iletişimine alternatif veya tamamlayıcı bir teknoloji olarak önerilmiştir. VLC, iç iletişim bağlamında yoğun bir şekilde çalışılsa da, araç ağlarına uygulanması nispeten yenidir. Işık yayan diyotlar (Light emitting diodes-LEDs), otomobil dış aydınlatmasında giderek daha fazla kullanılmaktadır. LED tabanlı ön ve arka ışıklardan beklenen geniş kullanılabilirlik, VLC doğal bir araç bağlantı çözümü yapar. Araç VLC sistemlerindeki en büyük zorluk, şiddetli sis gibi olumsuz hava koşullarında nispeten düşük performans göstermeleridir. Bu tezde araç VLC sistemlerinin performans sınırlarını değerlendirdik. Bu tezin ilk kısmında, alıcı olarak PIN diyotu varsayarak verilen bit hata oranını (bit error rate-BER) sağlamak için ulaşılabilecek maksimum mesafeyi belirliyoruz. İletim aralıklarını genişletmek için röle destekli sistemlerin dağıtımını daha da araştırıyoruz. Bu tezin ikinci kısmında, araç VLC sistemleri için tek foton çığ diyotu (single-photon avalanche diode-SPAD) kullanılmasını öneriyoruz. Geleneksel fotodedektörlere kıyasla daha yüksek hassasiyetleri ile SPAD'ler zayıf sinyalleri tespit etmek için verimli bir şekilde kullanılabilir. Açma-kapama anahtarlama varsayımı altında, araç VLC sistemlerinin hata oranı performansını sunuyoruz. SPAD çıktısı Poisson istatistiklerine göre modellendiğinden, BER yarı sonsuz bir toplamı oluşturur. Anscombe dönüşümüne dayanarak, Poisson gürültüsünü Gauss kadar yaklaştırarak kapalı bir BER ifadesi elde ediyoruz. Bu ifadeyi kullanarak, hedeflenen bir BER'i sağlamak için ulaşılabilir maksimum bağlantı mesafesi için kapalı formlu bir ifade elde ediyoruz. İletim aralıklarını genişletmek için röle destekli sistemlerin dağıtımını daha da araştırıyoruz. Bu tezin üçüncü kısmında, araç VLC sistemleri için SPAD dizi alıcının kullanılmasını öneriyoruz. Hedeflenmiş BER'i sağlamak için kapalı form ifadesini ulaşılabilecek maksimum mesafe için elde ederiz. Türevlerimizi doğrulamak ve farklı hava koşullarında araç VLC sisteminin performansını göstermek için kapsamlı bir sayısal çalışma sunuyoruz.
Özet (Çeviri)
In Intelligent Transportation Systems (ITSs), visible light communication (VLC) has emerged as a powerful candidate to enable wireless connectivity in vehicle-to-vehicle (V2V) and vehicle-to-infrastructure (V2I) links. VLC has been proposed as an alternative or complementary technology to radio frequency vehicular communications. While VLC has been studied intensively in the context of indoor communications, its application to vehicular networking is relatively new. Light emitting diodes (LEDs) are increasingly used in automotive exterior lighting. The expected wide availability of LED-based front and back lights makes VLC a natural vehicular connectivity solution. A major challenge in vehicular VLC systems is their relatively poor performance in adverse weather conditions such as severe fog. In this thesis, we evaluate the performance limits of vehicular VLC systems. In the first part of this thesis, we determine the maximum achievable distance to ensure a given bit error rate (BER) assuming positive-intrinsic-negative (PIN) diode as a receiver. We further investigate the deployment of relay-assisted systems to extend transmission ranges. In the second part of this thesis, we propose the use of single-photon avalanche diode (SPAD) for vehicular VLC systems. With their higher sensitivity in comparison to conventional photodetectors, SPADs can be efficiently used to detect weak signals. Under the assumption of on-off keying (OOK), we present the error rate performance of vehicular VLC systems. Since the SPAD output is modelled by Poisson statistics, BER takes the form of a semi-infinite summation. Based on Anscombe transformation, we approximate Poisson noise as Gaussian and derive a closed-form BER expression. Using this expression, we obtain a closed-form expression for maximum achievable link distance to ensure a targeted BER. We further investigate the deployment of relay-assisted systems to extend transmission ranges. In the third part of this thesis, we propose the use of SPAD array receiver for vehicular VLC systems. We obtain the closed-form expression for maximum achievable distance to ensure targeted BER. We present an extensive numerical study to validate our derivations and demonstrate the performance of vehicular VLC systems under different weather conditions.
Benzer Tezler
- Vehicular visible light communication channel modeling and performance analysis
Araç görünür ışık haberleşmesi kanal modellemesi ve performans analizleri
BUĞRA TURAN
Doktora
İngilizce
2021
Elektrik ve Elektronik MühendisliğiKoç ÜniversitesiElektrik-Elektronik Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. SİNEM ÇÖLERİ
- Visible light positioning systems: Fundamental limits, algorithms and resource allocation approaches
Görünür ışık konumlandırma sistemleri: Temel sınırlar, algoritmalar ve kaynak tahsisi yaklaşımları
MUSA FURKAN KESKİN
Doktora
İngilizce
2018
Elektrik ve Elektronik Mühendisliğiİhsan Doğramacı Bilkent ÜniversitesiElektrik-Elektronik Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. SİNAN GEZİCİ
- Ultrasonik sprey piroliz (USP) yöntemi ile nano yapılı kurşun oksit üretimi ve karakterizasyonu
Production and characterization of nano structured lead oxide via ultrasonic spray pyrolysis (USP)
BURAK AŞIK
Yüksek Lisans
Türkçe
2012
Metalurji Mühendisliğiİstanbul Teknik ÜniversitesiMetalurji ve Malzeme Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. SEBAHATTİN GÜRMEN
- Paletli arazi taşıtlarının performanslarının belirlenmesi
Determining performances of tracked off-road vehicles
CEM AKTAŞ
Yüksek Lisans
Türkçe
2001
Makine Mühendisliğiİstanbul Teknik ÜniversitesiMakine Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. TEOMAN KURTAY
- Yüksek performanslı redoks aktif yüzey aktif maddesi tasarımı ve karakterizasyonu
Design and characterization of high performance redox active surfactant
NİHAN ALDİŞ
Yüksek Lisans
Türkçe
2004
Kimya MühendisliğiHacettepe ÜniversitesiKimya Mühendisliği Ana Bilim Dalı
DR. NİHAL AYDOĞAN