Geri Dön

Performance evaluation and experimental verification of vehicular visible light communication

Araç görünür ışık haberleşmesinin performans değerlendirmesi ve deneysel doğrulaması

PDF İndir

  1. Tez No: 758686
  2. Yazar: BASSAM ALY ABDELRAHMAN MOHAMED
  3. Danışmanlar: Prof. Dr. MURAT UYSAL
  4. Tez Türü: Doktora
  5. Konular: Elektrik ve Elektronik Mühendisliği, Electrical and Electronics Engineering
  6. Anahtar Kelimeler: Belirtilmemiş.
  7. Yıl: 2022
  8. Dil: İngilizce
  9. Üniversite: Özyeğin Üniversitesi
  10. Enstitü: Fen Bilimleri Enstitüsü
  11. Ana Bilim Dalı: Elektrik ve Elektronik Mühendisliği Ana Bilim Dalı
  12. Bilim Dalı: Elektrik ve Elektronik Teknolojileri Bilim Dalı
  13. Sayfa Sayısı: 123

Özet

Araç geliştirme, gelecekteki bazı uygulamalarını desteklemek için büyük ölçüde veri iletişimine aktarır. Araç müfrezesi ve otonom araçlar (AV), bu on yılda ticari olarak temin edilebilecek uygulamalardan bazılarıdır. Bu noktadan sonra, akıllı ulaşım sistemleri (ITS), merkezi olmayan çevresel bildirim mesajlarının (DENM), kooperatif farkındalık masajlarının (CAM) veya herhangi bir uygulamaya özel masajın birbirleriyle değiş tokuş edilebileceği kablosuz iletişim uygulamaları için en çekici alanlardan biri haline geldi. araçlar. Bu masajlar, hem yolculuk süresinin hem de çevre kirliliğinin azaltılmasına katkıda bulunacak trafik yönetimi tarafından daha fazla kullanılabilir. Bu, otomotiv üreticilerini, teknoloji uygulaması yoluyla pazar gelişimini yakalamak için araç bağlantısına güvenmeye motive ediyor. ITS uygulamalarında son derece güvenilir, yüksek veri hızı ve düşük gecikmeli bir iletişim bağlantısı gereklidir. Özel kısa menzilli iletişim (DSRC) ve Hücresel araçtan her şeye (CV2X), ITS uygulamaları için geleneksel radyo frekansı (RF) teknolojisidir. Mevcut RF spektrumunun bant genişliği sınırlaması ve elektromanyetik girişim (EMI) sorunları nedeniyle, görünür ışık iletişimi (VLC), lisanssız geniş bir bant genişliği ve EMI'ye karşı bağışıklık sunarak güçlü kablosuz erişim teknolojisi olarak ortaya çıkmıştır. Özellikle VLC, kullanıcı yoğun ortamlarda güçlü bir performansa sahiptir ve veri boşaltma \linebreak yoluyla WiFi'ye tamamlayıcı bir teknoloji olarak kabul edilir. Ayrıca VLC, hastane yoğun bakım üniteleri, nükleer santraller gibi RF kısıtlı alanlarda güvenli bir alternatif olarak kullanılabilir. Otomotiv üreticisi son zamanlarda araç gövdelerinde ışık yayan diyotların \linebreak (LED'ler) kullanımını artırıyor. VLC, aydınlatma ve iletişim amaçları için LED'in ikili kullanımına izin verdiğinden, bu, VLC'nin araç bağlantısı için tamamlayıcı bir yaklaşım olarak değerlendirilmesini sağlar. VLC sistemi, istenen bilgi sinyalini sürüş doğru akımı (DC) üzerine bindirerek ışık kaynağının yoğunluğunu modüle eder. DC değeri, genlik kısıtlamaları dikkate alınarak istenilen çalışma noktasına göre seçilir. Modüle edici sinyalin frekansı çok yüksek olduğundan, ışık yoğunluğunun titremesi insan gözü tarafından gözlemlenemez. VLC sistemleri için tipik modülasyon seçimi, açma-kapama anahtarlama (OOK) ve darbe modülasyon teknikleri iken, dikey frekans bölmeli çoğullama (OFDM) gibi diğer modülasyon teknikleri, Gbps düzeyinde ultra yüksek hızları desteklemek için ayrıca önerilmiştir. V2X uygulaması için VLC bağlantısının pratik uygulaması için bazı endişeler var. Örneğin, pratik uygulama yönleri. Araç VLC'si için ticari olarak temin edilebilen ürünlerdeki kıtlığa rağmen, ön uç tasarlanmalı ve sistem tasarımında etkisi göz önünde bulundurulmalıdır. Ayrıca, güneş ışığı gibi dış ortamın etkisi karakterize edilmelidir. Ayrıca, herhangi bir iletişim sisteminde olduğu gibi, kanal modelleme araç VLC sistemlerinde kritik bir rol oynar, özellikle araç ışık kaynağının asimetrik modeli ile deneysel olarak modellenmesi gerekir. Diğer bir kritik husus, hareketliliğin etkisidir ve fotodedektörün araç üzerindeki konumu, farklı yol şekillerinde (yani düz ve kavisli yollar) sağlam bir araç VLC bağlantısına sahip olmak için uygun şekilde tanımlanmalıdır. Bir kıyaslama olarak, araç VLC'sinin performansı RF ile daha fazla karşılaştırılmalıdır. Bunlardan motive olarak, öncelikle VLC sistemleri için temel bant işleme ve farklı modülasyon tekniklerinin deneysel uygulamasını araştırıyoruz. Daha sonra, araç \linebreak LED'lerinin yüksek güç iletimini destekleyen önyüz tasarlıyor ve sistem performansı üzerindeki deneysel etkilerini araştırıyoruz. Daha sonra dış ortamdaki bozulmaları ve araç ortamına uygun lens kombinasyonunun doğru seçimini karakterize ediyoruz. Araç VLC sistemi için bir diğer kritik husus, araç asimetrik ışık kaynağının yol kaybını deneysel olarak modelleyerek kanal modelinin ayrıca ele alınmasıdır. Bu model, özel durum için kullanılmak üzere daha da genişletildi (kamyondan kamyona VLC sistemi). Bunlara güvenerek, hem binek araçlar hem de ağır araçlar (yani Kamyon) için hareketlilik varlığında araç VLC bağlantı performansının kritik yönünü araştırıyoruz. Kıyaslama amacıyla, ayrıca karşılaştırma amacıyla bir hibrit sistem (VLC/RF) uyguluyor ve belirli bir hizmet kalitesini (QoS) karşılamak için bir anahtarlama algoritması uyguluyoruz.

Özet (Çeviri)

Vehicular development relays heavily on data communications for supporting some of the future applications. Vehicle platoon and Autonomous Vehicles (AVs) are some of the applications that will be commercially available in this decade. From that point, Intelligent Transportation System (ITS) become one of the most attractive fields for the applications of wireless communications where Decentralized Environmental Notification Messages (DENM), Co-Operative Awareness Massages (CAM) or any application specific massages could be exchanged among vehicles. Those massages could be further utilized by traffic management which will participate in reducing both trip time and environmental pollution. This motivates automotive manufacturers to rely on vehicular connectivity to catch up with the market development through technology implementation. In ITS applications, a highly reliable, high data rate and low latency communication link is required. Dedicated Short-Range Communication (DSRC) and Cellular vehicle-to-everything (CV2X) are the conventional Radio Frequency (RF) technology for ITS applications. Due to the bandwidth limitation of the available RF spectrum and Electromagnetic Interference (EMI) issues, Visible Light Communication (VLC) has emerged as powerful wireless access technology by offering a large license-free bandwidth and immunity to EMI. VLC is a possible candidate for Vehicle-to-Vehicle (V2V), Vehicle-to-Infrastructure (V2I) as well as Vehicle-to-Pedestrian (V2P) applications. Particularly, VLC has a robust performance in user-dense environments and is considered as a complementary technology. Automotive manufacturer recently increases the adoption of Light-Emitting-Diodes (LEDs) in the vehicle's bodies. Since VLC allows the dual use of LED for illumination and communication purposes, this allows VLC to be considered as a complementary approach for vehicular connectivity. VLC system modulates the intensity of the light source by superimposing the desired information signal upon the driving Direct Current (DC). The DC value is selected according to the desired operating point taking into account the amplitude constraints. Since the frequency of the modulating signal is very high, the flickering of the light intensity cannot be observed by the human eye. Typical modulation choice for VLC systems is On-Off Keying (OOK) and pulse modulation techniques while other modulation techniques such as Orthogonal Frequency Division Multiplexing (OFDM) have been further proposed to support ultra-high-speeds on the order of Gbps. There are some concerns for practically implementing the Vehicle-to-Everything (V2X) VLC applications. For instance, the practical implementation aspects. Despite the shortage in the commercially available products for vehicular VLC, the frontend has to be designed and its effect should be considered in the system implementation. Moreover, the effect of the outdoor environment, such as sun light, has to be characterized for accurate system design. In addition, the as in any communication system, channel modeling plays a critical role in vehicular VLC systems, especially with the asymmetrical pattern of vehicular light source, it needs to be experimentally modelled. Another critical aspect is the effect of mobility and the location of the photodetector on the vehicle must be properly defined for having a robust vehicular VLC link in different road shapes (i.e., straight and curved roads). As a benchmark, the performance of vehicular VLC should be further compared with RF. Motivated by these, we firstly investigate the baseband processing and the experimental implementation of different modulation techniques for VLC systems. After that, we design frontend that support high power transmission of vehicular LEDs and investigate its experimental effects on the system performance. We then characterize the impairments of the outdoor environment and identify the proper choice of the lens combination that suites the vehicular environment. Another critical aspect for vehicular VLC system is channel model is further considered through experimentally modelling the pathloss of the vehicular asymmetrical light source. This model is further extended to be used for special case (truck-to-truck VLC system) of truck's vertical oscillation. Counting on these, we investigate the critical aspect of the vehicular VLC link performance in the presence of mobility for passenger vehicles as well as for heavy vehicle (i.e., Truck). For benchmarking purposes, we further implement a hybrid system (VLC/RF) for comparison purposes as well as deploy a switching algorithm to satisfy a specific Quality of Service (QoS).

Benzer Tezler

  1. Tez No

    676744

    Cogging torque and performance optimization of an interior permanent magnet synchronous motor used in commercial washing machines

    Ticari çamaşır makinelerinde kullanılan gömülü daimi mıknatıslı senkron motorların tutunma momenti ve performans en uygunlaştırması

    EGE ÜNLÜTEPE KESKİN

    Yüksek Lisans

    İngilizce

    İngilizce

    2021

    Elektrik ve Elektronik Mühendisliğiİstanbul Teknik Üniversitesi

    Elektrik Mühendisliği Ana Bilim Dalı

    DOÇ. DR. DERYA AHMET KOCABAŞ

  2. Tez No

    418393

    Development and experimental verification of the stiffness matrix of the hiphad haptic device

    Hıphad haptık cihazının direngenlik matrisinin oluşturulması ve deneysel olarak doğrulanması

    BARIŞ TANER

    Yüksek Lisans

    İngilizce

    İngilizce

    2015

    Makine Mühendisliğiİzmir Yüksek Teknoloji Enstitüsü

    Makine Mühendisliği Ana Bilim Dalı

    YRD. DOÇ. MEHMET İSMET CAN DEDE

  3. Tez No

    598069

    Bir itki vektör kontrol performans test sisteminin dinamik incelenmesi

    Dynamic investigation of a thrust vector control performance test system

    AHMET ÜNAL

    Yüksek Lisans

    Türkçe

    Türkçe

    2019

    Savunma ve Savunma TeknolojileriGazi Üniversitesi

    Makine Mühendisliği Ana Bilim Dalı

    PROF. DR. MEHMET ARİF ADLI

  4. Tez No

    245058

    Design and implementation of biometric recognition using off-line signature analysis

    Çevrim dışı imza analizi kullanılarak biyometrik doğrulama tasarımı ve uygulaması

    MEMİK TAYLAN DAŞ

    Doktora

    İngilizce

    İngilizce

    2008

    Makine MühendisliğiGaziantep Üniversitesi

    Makine Mühendisliği Bölümü

    PROF. DR. LALE CANAN DÜLGER

  5. Tez No

    517497

    Sıkıştırmalı ateşlemeli motorlarda tasarım ve işletme koşullarına yönelik parametrelerin performans ve emisyona etkilerinin istatistiksel yöntemlerle incelenmesi

    Investigation of the effects of engine design and operating parameters on performance and emissions of compression ignition engines by statistical methods

    HALİL SARAÇOĞLU

    Doktora

    Türkçe

    Türkçe

    2018

    Makine Mühendisliğiİstanbul Teknik Üniversitesi

    Gemi İnşaatı ve Gemi Makineleri Mühendisliği Ana Bilim Dalı

    PROF. DR. OĞUZ SALİM SÖĞÜT

Geri Dön