ارائه الگوریتم ترکیبی OFDM-CDMA مبتنی بر روش دسترسی چندگانه جهت بهبود عملکرد لینک مخابرات نور مرئی در فضای بسته

نوع مقاله: مقاله پژوهشی

نویسندگان

1 دانشگاه علوم و فنون هوایی شهید ستاری

2 دانشگاه هوایی شهید ستاری

3 گروه الکترونیک دانشکده برق دانشگاه علوم و فنون هوایی شهید ستاری، تهران، ایران

چکیده

انتقال اطلاعات از طریق سامانه­های مخابرات نوری در فضای بسته، به دلیل عدم انتشار امواج رادیویی یکی از روش­های امن در مقابل شنود است. این روش یکی از روش­های مقاوم در برابر اخلال برای کاربردهای نظامی است. در این مقاله یک الگوریتم ترکیبی با استفاده از ترکیب OFDM-CDMA مبتنی بر روش دسترسی چندگانه ارائه شده است. این الگوریتم باعث بهبود کارایی لینک مخابراتی نور مرئی (VLC) و افزایش تعداد کاربران در فضای بسته شده است. نتایج شبیه­سازی نشان می‌دهد، پارامتر BER برای تعداد 4 کاربر به ازای سیگنال به نویز 0dB از میزان 035/0  به 0006/0 بهبود یافته است. میزان افزایش نرخ ارسال بیت برای تعداد 4 کاربر به ازای سیگنال به نویز dB30 از Mb/s1 به Mb/s5 رسیده است. همچنین با استفاده از الگوریتم ترکیبی پیشنهادی، در شرایط نرخ ارسال و نرخ خطای بیت یکسان، تعداد کاربران از 4 کاربر به 20 کاربر افزایش پیدا کرده است. این بهبودها در ازای افزایش پیچیدگی سامانه ناشی از طیف گسترده ایجاد شده است.

کلیدواژه‌ها


[1]     Ji. Ruonan, Wa. Shaowei, Liu. Qingquan and lu. Wei, “High-speed Visible Light Communications: Enabling Technologies and State of the Art,” Applied Sciences, vol. 8, no.4, pp.139-151, 2018.##
[2]     Y. Zheng and M. Zhang, “Visible Light Communications— Recent Progresses and Future Outlooks,” In IEEE Symp. on Photonics and Optoelectronic (SOPO), Chengdu, China, 2010.##
[3]     O. Gonzalez, R. Perez-Jimenez, S. Rodriguez, J. Rabadan, and A. Ayala, “OFDM Over Indoor Wireless Optical Channel,” IEEE Proc. Optoelectron., vol. 152, no. 4, pp. 199–204, 2005.##
[4]     M. Bayat , M. H. Madani, and S. M. J. Razavi, “A Combined Improved Algorithm to Estimating The Delay of Sky Waves in Loran C Receiver,” J. of Electronical & Cyber Defence, vol. 2, no. 4, pp. 55-63, 2014.##
[5]     M. Bayat , M. H. Madani “A New Algorithm For Synchronous Continuous Wave Interference Cancellation in Loran Navigation System,” J. of Electronical & Cyber Defence, vol. 4, no. 2, pp. 23-38, 2016.##
[6]     M. Z. Afgani, H. Haas, H. Elgala, and D. Knipp, “BVisible Light Communication Using OFDM,” In Proc. IEEE 2nd Int. Conf. Testbeds Res. Infrastructures Develop. Netw. Communities, Barcelona, Spain, pp. 129–134, Mar. 1–3, 2006.##
[7]     M. Guerra-Medina, O. Gonzalez, B. Rojas-Guillama, F. D. J. A. Martin-Gonzalez, and J. Rabadan, “Ethernet-OCDMA System for Multi-User Visible Light Communications,” Electron. Lett., vol. 48, no. 4, pp. 227–228, 2012.##
[8]     M. Noshad and M. Brandt-Pearce, “High-speed Visible Light Indoor Networks Based on Optical Orthogonal Codes and Combinatorial Designs,” In Proc. of IEEE Global Telecommunications Conference (Globecom), pp. 2436-2441,  2013.##
[9]     S. Hara and R. Prasad, “Overview of Multicarrier CDMA,” IEEE Commun. Mag., vol. 35, no. 12, pp. 126–133, 1997.##
[10]  S. D. Dissanayake, and J. Armstrong, “Comparison of ACO-OFDM, DCO-OFDM and ADO-OFDM in IM/DD Systems.” J. of Lightwave Technology vol. 31, no. 7, pp. 1063-1072, 2013.##
[11]  H. Qian, S. C. Dai, S. Zhao, S. Z. Cai  and  H. Zhang,  “A robust CDMA VLC System Against Front-End Nonlinearity,” IEEE Photonics J., vol.7, no. 5, pp.1-9, 2015.##
[12]  J. Armstrong and A. Lowery, “Power Efficient Optical OFDM,” Electron. Lett., vol. 42, no. 6, pp. 370–372, Mar. 2006.##
[13]  I. Stefan, H. Elgala, and H. Haas, “Study of Dimming and LED Nonlinearity for ACO-OFDM Based VLC Systems,” IEEE Wireless Communications and Networking Conference (WCNC), pp. 990-994, 2012.##
[14]  N. Fernando, Y. Hong, and E. Viterbo, “Flip-OFDM for Optical Wireless Communications,” IEEE Information Theory Workshop (ITW), pp. 5-9, 2011.##
[15]  Farahneh, Hasan, Fatima Hussain, and Xavier Fernando. “Performance Analysis of Adaptive OFDM Modulation Scheme in VLC Vehicular Communication Network in Realistic Noise Environment,” EURASIP Journal on Wireless Communications and Networking, DOI: 10.1186/s13638-018-1258-3, 2018.##
[16]    H. Elgala, and T. D. Little, “Reverse Polarity Optical-OFDM (RPOOFD),” Dimming Compatible OFDM for Gigabit VLC Links,” Optics Express, vol. 21, no. 20, pp. 24288-24299, 2013.##
[17]  J. G. Proakis and M. Salehi, “Communication Systems Engineering,” Englewood Cliffs, NJ: Prentice-Hall, 1994.##
[18]  Qiu. Yang, Chen. Shuyi, Chen. Hsiao-Hwa and Meng.Weixiao,  “Visible Light Communications Based on CDMA Technology,” IEEE Wireless Communications, vol.25, no.2, pp.178-185, 2018.##