(Luận văn) nghiên cứu hệ thống truyền thông quang không dây sử dụng ánh sáng khả kiến

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƢỜNG ĐẠI HỌC QUY NHƠN LÊ QUANG HƢNG lu an n va KHÔNG DÂY SỬ DỤNG ÁNH SÁNG KHẢ KIẾN p ie gh tn to NGHIÊN CỨU HỆ THỐNG TRUYỀN THÔNG QUANG d oa nl w ll u nf va an lu oi m LUẬN VĂN THẠC SĨ KỸ THUẬT VIỄN THÔNG z at nh z m co l gm @ an Lu Bình Định - Năm 2019 n va ac th si BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƢỜNG ĐẠI HỌC QUY NHƠN LÊ QUANG HƢNG lu an n va KHÔNG DÂY SỬ DỤNG ÁNH SÁNG KHẢ KIẾN p ie gh tn to NGHIÊN CỨU HỆ THỐNG TRUYỀN THÔNG QUANG d oa nl w an lu Chuyên ngành: Kỹ thuật viễn thông ll u nf va Mã số: 8520208 oi m z at nh Ngƣời hƣớng dẫn: TS Đào Minh Hƣng z m co l gm @ an Lu n va ac th si i LỜI CAM ĐOAN Tôi xin cam đoan nội dung Luận văn viết hồn tồn xác trung thực Các tài liệu tham khảo s dụng có nguồn g c đ ợc trích dẫn rõ ràng Tơi xin chịu ho n to n tr ch nhiệm có dấu hiệu ch p từ c c t i iệu h c Luận văn đ ợc tìm hiểu, nghiên cứu d ới h ớng dẫn TS Đ o Minh H ng Thầy ng ời uôn động viên tạo điều kiện thuận lợi để tơi hồn thành Tuy chắn khơng tránh khỏi sai sót, mong nhận đ ợc góp ý bổ sung để luận văn đ ợc lu hoàn chỉnh thời gian đến an va Bình Định, ng y th ng năm 2019 n Ngƣời thực gh tn to p ie Lê Quang Hƣng d oa nl w ll u nf va an lu oi m z at nh z m co l gm @ an Lu n va ac th si ii LỜI CẢM ƠN Trong thời gian thực luận văn, em có hội đ ợc nghiên cứu cập nhật kiến thức chuyên ng nh môn đ ợc học tr ờng Cùng với đó, ph ơng ph p giảng dạy khoa học gắn với thực tiễn công tác Thầy giảng viên khoa Kỹ thuật Công nghệ tr ờng Đại học Quy nhơn truyền đạt nhiều thông tin để em hiểu thêm hệ th ng truyền thông quang không dây Qua em xin chân th nh cảm ơn Thầy h ớng dẫn TS Đào Minh Hƣng giúp đỡ em hoàn thành luận văn n y lu Bình Định, ng y th ng năm 2019 an n va Ngƣời thực to p ie gh tn Lê Quang Hƣng d oa nl w ll u nf va an lu oi m z at nh z m co l gm @ an Lu n va ac th si iii MỤC LỤC LỜI CAM ĐOAN i LỜI CẢM ƠN ii MỤC LỤC iii DANH MỤC KÝ HIỆU VÀ VIẾT TẮT vi DANH MỤC HÌNH VẼ xi DANH MỤC BẢNG xiii MỞ ĐẦU lu Lý chọn đề tài an va Tình hình nghiên cứu n Mục tiêu đề tài to Ph ơng ph p nghiên cứu p ie gh tn Nội dung đề tài Ý nghĩa hoa học đề tài oa nl w Chƣơng 1: TỔNG QUAN VỀ HỆ THỐNG TRUYỀN DẪN QUANG d KHÔNG DÂY an lu 1.1 Đặc điểm truy cập mạng không dây u nf va 1.2 Phân loại hệ th ng thông tin quang không dây 11 ll 1.2.1 Giới thiệu hệ th ng FSO 11 m oi 1.2.2 Hệ th ng truyền thông ánh sáng khả kiến VLC 13 z at nh 1.3 Cấu hình đơn giản hệ th ng OWC 16 1.4 Nguồn sáng quang 17 z gm @ 1.5 Các kỹ thuật điều chế phổ biến hệ th ng OWC 20 Điều chế mật độ t ơng tự AIM 23 l m co 1.5.2 Kỹ thuật điều chế s băng tần sở 25 Điều chế mật độ sóng mang (Subcarrier Intensity Modulation) 31 an Lu 1.6 Bộ tách sóng quang 32 n va ac th si iv 1.6.1 Tách sóng quang trực tiếp 33 1.6.2 Tách sóng kết hợp (Coherent detection) 34 1.6.3 Bộ tách sóng tạo phách (Heterodyne detection) 35 1.6.4 Bộ t ch sóng đồng tần (homodyne detection) 36 1.7 Kết luận ch ơng 37 CHƢƠNG 2: MƠ HÌNH KÊNH TRUYỀN VÀ HIỆU NĂNG HỆ THỐNG OWC 38 2.1 Mơ hình kênh truyền 38 lu 2.1.1 Mơ hình đ ờng truyền định h ớng LOS (Directed LOS) 39 an 2.1.2 Mơ hình đ ờng truyền hơng định h ớng LOS (Non-LOS) 43 va n 2.1.3 Mô hình đ ờng truyền tán xạ 47 gh tn to 2.1.4 Mô hình phản xạ trần nhà 48 p ie 2.1.5 Mơ hình Hayasaka-Ito 49 2.1.6 Mơ hình cầu (Spherical Model) 50 oa nl w 2.1.7 Mơ hình đ ờng truyền tán xạ đa tia 51 2.2 Phân tích hiệu suất hệ th ng OWC 53 d an lu 2.2.1 Nguồn ánh sáng xung quanh làm ảnh h ởng đến hiệu suất đ ờng u nf va truyền OWC nhà 53 2.2.2 Ảnh h ởng FLI khơng có lọc thông cao điện 54 ll oi m 2.2.3 Ảnh h ởng FLI có lọc thông cao điện 55 z at nh 2.2.4 Các kỹ thuật làm giảm tổn hao đ ờng truyền nhà 57 2.2.5 Phân tích Hiệu Suất hệ th ng VLC 59 z 2.3 Kết luận ch ơng 62 @ l gm CHƢƠNG 3: KHẢO SÁT HỆ THỐNG TRUYỀN THÔNG ÁNH SÁNG KHẢ KIẾN VLC 63 m co 3.1 Mô tả hệ th ng VLC 63 an Lu 3.1.1 C ờng độ sáng công suất quang 66 n va ac th si v 3.1.2 Bộ tập trung thu quang 67 3.2 Khảo sát hệ th ng VLC ứng dụng nhà 68 3.2.1 Mô tả hệ th ng 68 3.2.2 Các kết mô 71 3.3 Phân tích hiệu SNR 74 3.4 Trải trễ kênh truyền 75 3.5 Hệ th ng MIMO VLC (Multiple Input Multiple Output VLC ) 76 3.6 Kết luận ch ơng 81 lu KẾT LUẬN CHUNG 82 an DANH MỤC TÀI LIỆU THAM KHẢO va n PHỤ LỤC p ie gh tn to QUYẾT ĐỊNH GIAO ĐỀ TÀI LUẬN VĂN THẠC SĨ (Bản sao) d oa nl w ll u nf va an lu oi m z at nh z m co l gm @ an Lu n va ac th si vi DANH MỤC KÝ HIỆU VÀ VIẾT TẮT Ký hiệu Tiếng Anh Tiếng Việt Điều chế mật độ t ơng tự AIM Analogue Intensity Modulation APD Avalanche Photodiode Detector AMC Adaptive Modulation and Coding Điều chế mã hóa thích ứng Bộ t ch sóng t quang thác động Vùng hoạt động Active area AR AWGN Additive White Gaussian Noise Nhiễu trắng công Gausian an n va Tỷ lệ lỗi bít BLL Bia-Lambert Law Định luật Bia-Lambert DC Direct Current Dịng chiều DD Direct Detection Tách sóng trực tiếp Differential Amplitude Pulse Điều chế vị trí xung biên độ vi Position Modulation sai gh tn to Bit Error Rate ie lu BER p DAPPM nl Điều chế khoảng thời gian Modulation xung tiêu đề kép Dual-Header Pulse Interval d oa PIM w DH- lu Digital Pulse Internal Modulation DPLL Digital Phase-Locked Loop Điều chế xung s bên va an DPIM u nf Vịng lặp khóa pha s Differential Pulse Position ll Phổ tần s trực tiếp nhị phân z Spectrum z at nh Direct Sequence Spread DSSS Điều chế vị trí xung vi sai oi Modulation m DPPM @ Kết hợp độ lợi Equal Gain Combining EVM Error Vector Magnitude Biên độ vectơ ỗi FLI Fluorescent Light Interference Giao thoa đèn huỳnh quang FOV Field Of View Vùng nhìn thấy m co l gm EGC an Lu n va ac th si vii Free Space Optics FSO Quang không gian tự FWHM Full-Width Half Maximum Góc ½ n a cơng suất Non-Guard Slot Khơng có khe bảo vệ GS Guard Slot Khe bảo vệ HD High Definition Độ nét cao HDD Hard Decision Decoding Giải mã định cứng HPF High-Pass Filter Bộ lọc thông cao NGS Institude of Electrical Electronics IEEE Viện kỹ nghệ điện v điện t lu Engineers an Inverse Fast Fourier Transform Biến đổi ng ợc Fourier nhanh IM Intensity Modulation Điều chế c ờng độ IR Infrared Hồng ngoại Infrared Data Association Kết hợp liệu hồng ngoại n va IFFT gh tn to p ie IrDA Nhiễu xuyên ký hiệu lu Local Area Networks Mạng Lan va an Laser Diode Laser t u nf Kiểm tra t ơng tự mật độ thấp Low-Density Parity Check ll LDPC InterSymbol Interference d LD thông oa LAN nl ISI Cảm biến hình ảnh truyền Image Sensor Communication w ISC m LOS Line Of Sight LPF Low-Pass Filter MAN Metropolitan Area Network Đi t phát sáng z at nh Tầm nhìn thẳng z Bộ lọc thơng thấp @ Mạng gm Light-Emitting Diode oi LED ới khu vực đô thị Multiple Input Multiple Output Đa đầu v o đa đầu MISO Multiple Input Single Output Đa đầu vào đầu MMW MilliMetre Wave Sóng milimet m co l MIMO an Lu n va ac th si viii Bộ kết hợp tỷ lệ cực đại Maximum Ratio Combining MRC Maximum Sequence Likelihood MSLD Dị tìm dãy s thích hợp t i đa Detection MVR Meteorological Visual Range Phạm vi tầm nhìn xa NLOS NonLine Of Sight Tầm nhìn khơng thẳng Normalized Optical Power u cầu chuẩn hóa cơng suất Requirement quang NRZ Non-Return to Zero Không trở không OBPF Optical Band Pass Filter Bộ lọc thông dải quang OLO Optical Local Oscillator Bộ dao động quang Orthogonal Frequency Division Ghép kênh phân chia theo tần Multiplexing s trực giao OOK ON-OFF Keying Điều chế on-off OPP Optical Power Penalty Sự suy hao NOPR lu an va n OFDM p ie gh tn to Optical Wireless Truyền thông quang không dây w OWC ợng quang oa nl Communications Pulse Amplitude Modulation PARC Per Antenna Rate Control lu Điều khiển t c độ ăng ten va an PD Điều chế biên độ xung d PAM PhotoDetector Bộ tách sóng quang u nf Personal Digital Assistants PDF Probability Density Function Hàm mật độ xác suất PIM Pulse Interval Modulation Điều chế khoảng cách xung PPM Pulse Position Modulation Điều chế vị trí xung PRBS Pseudo Random Binary Signal oi m z at nh Điều chế biên độ cầu ph ơng an Lu Modulation m co Quadrature Amplitude Điều chế độ rộng xung l Pulse Width Modulation Mật độ phổ công suất gm PWM Chuỗi nhị phân ngẫu nhiên @ Power Spectral Density z PSD QAM Hỗ trợ kỹ thuật s cá nhân ll PDA n va ac th si 81 3.6 Kết luận chƣơng Qua phần cho thấy đ ợc c c đặc điểm kênh truyền hệ th ng VLC sở phân tích mơ phần mềm Matlab Trong diễn giải học thuật c c đặc tính LED, phát thu VLC nh công suất quang v độ trễ truyền lan RMS, hiệu SNR đ ợc tính tốn Trong mơi tr ờng nhà LED hông thể cung cấp đủ chiếu sáng truyền thơng quang hơng dây th ờng s dụng nhiều LED lu phát nhiều tách sóng quang tạo nên hệ th ng MIMO Hệ th ng MIMO an có khả giảm hiệu ứng chắn sáng cho hiệu suất cao so với SISO va n Hơn nữa, cách s dụng nhiều LED để truyền liệu nên kỹ thuật p ie gh tn to MIMO truyền dẫn với t c độ cao d oa nl w ll u nf va an lu oi m z at nh z m co l gm @ an Lu n va ac th si 82 KẾT LUẬN VÀ HƢỚNG PHÁT TRIỂN Kết luận: - Qua nội dung luận văn giúp hiểu đ ợc Hệ th ng quang hông dây, nh c c mơ hình ênh truyền khảo sát hệ th ng ánh sáng khả kiến nhà - Từ mô cho kết phân b chiếu sáng 4LED 1LED khảo sát phịng - Sự phân b cơng suất quang mặt phẳng thu đ ờng LOS (bỏ lu qua phản xạ t ờng) an va - Sự phân b công suất quang thu đ ợc từ c c đ ờng truyền phản xạ n - Dạng sóng tín hiệu phát thu hệ th ng MIMO to gh tn - Hệ th ng MIMO có khả giảm hiệu ứng chắn sáng cho hiệu p ie suất cao so với SISO Hơn nữa, cách s dụng nhiều LED để truyền liệu nên kỹ thuật MIMO truyền dẫn với t c độ cao oa nl w Thời điểm tại, với phát triển khoa học cơng nghệ, ng ời d có xu h ớng s dụng nhiều thiết bị di động, thiết bị xách tay với nhiều an lu tiện ích đa ph ơng tiện tích hợp thay s dụng m y tính để bàn c định gây u nf va nhiều bất tiện Những thiết bị thuận tiện nh ng việc trao đổi liệu ll chúng th ờng bị hạn chế Giải pháp truyền liệu thiết bị dùng oi m tần s vô tuyến cho phép thiết lập đ ờng truyền nhà với khoảng z at nh cách ngắn Tuy nhiên giải ph p n y t ơng đ i đắt có t c độ truyền thấp Đ ờng truyền dùng tần s vơ tuyến có băng thơng truyền bị giới hạn z gm @ bị nhiễu nhiều thiết bị khác Hệ th ng quang khơng dây giải hạn chế Hiện nay, nhiều đ ờng truyền quang không dây l m co đ ợc đầu t nghiên cứu phịng thí nghiệm giới đạt tới t c độ v i Gbps Đ ờng truyền quang không dây truyền thông tin an Lu cách s dụng điều chế điện sang quang, thông th ờng Light-Emitting n va ac th si 83 Diode (LED) photodiode chi phí thấp mà khơng cần s dụng kỹ thuật thiết kế mạch cao tần Do dải tần s vô tuyến không nằm dải tần s quang nên đ ờng truyền quang không dây không bị nhiễu với thiết bị s dụng tần s không dây Sự phát xạ quang vùng hồng ngoại vùng khơng nhìn thấy dễ dàng bị chặn lại chắn sáng Do vậy, nhiễu thiết bị kề đ ợc giảm xu ng cách dễ d ng Đ ờng truyền quang phù hợp cho thiết bị xách tay có nhiều mạch thu phát quang nhỏ với gi t ơng đ i thấp lu VLC cung cấp tiềm cho giao tiếp t c độ liệu nhiều Gbps an khoảng cách ngắn (với ~ 300 THz phổ ánh sáng khả kiến có sẵn) với cơng va n suất chi phí thấp, s dụng đèn LED v APD đơn giản Với tích hợp gh tn to ng y c ng tăng đèn LED nguồn sáng nhà trời, p ie tiến thiết kế đèn LED gi th nh thấp có thời gian đ p ứng chuyển mạch nhanh (hàng nano giây), việc tích hợp ánh sáng giao tiếp nl w mang lại tiềm đ ng ể cho cơng nghệ Hai thách thức giao d oa tiếp phổ giảm thiểu điều tần ký sinh hỗ trợ mờ C c chế để an lu giảm thiểu điều tần ký sinh hỗ trợ mờ nh đ ợc định nghĩa tiêu u nf va chuẩn truyền thông ánh sáng khả kiến theo chuẩn cơng nghiệp tồn cầu IEEE 802.15.7 Một s thách thức kỹ thuật phải đ ợc giải để nhận tiềm ll oi m đầy đủ cơng nghệ VLC Đầu tiên, mơ hình kênh cho VLC ln đ i với tầm nhìn khơng thẳng z at nh biến động bầu khí quyển, đặc biệt (NLOS) mơi tr ờng ngồi trời Ngồi ra, việc kết n i nguồn ánh sáng z nâng cấp sở hạ tầng để hỗ trợ liên lạc @ thách thức khác l gm khơng nhỏ, địi hỏi phải có hỗ trợ từ ngành công nghiệp chiếu sáng, m co đội ngũ nhà nghiên cứu khoa học kỹ thuật tồn giới Đ ờng truyền quang khơng dây có v i nh ợc điểm Tín hiệu an Lu quang hay bị suy giảm tán sắc t ợng truyền đa đ ờng Đ ờng n va ac th si 84 truyền quang không dây bị ảnh h ởng nguồn sáng xung quanh hay nhiễu Công suất t i đa ánh sáng quang bị giới hạn quy định bảo vệ mắt da Bộ thu quang không dây yêu cầu tách sóng quang có vùng nhạy lớn để thu đủ công suất v đạt đ ợc chất ợng tín hiệu chấp nhận đ ợc với tỷ lệ lỗi bit (BER) < 10 -3 [18] Gần đây, ỹ thuật MIMO đ ợc nghiên cứu kỹ thuật triển vọng việc gia tăng dung ợng chất ợng hệ th ng Để m đ ợc điều này, kỹ thuật MIMO truyền nhận liệu cách s dụng nhiều anten bên lu phát thu Hệ th ng MIMO quang vô tuyến đa sóng mang cho chất ợng an truyền t t hệ th ng SISO thiết lập góc n a công suất phù hợp va n Trong môi tr ờng có phản xạ, t c độ truyền lớn, hệ th ng cần s gh tn to dụng kỹ thuật gh p ênh đa sóng mang để chia luồng liệu thành nhiều p ie luồng nhỏ có t c độ thấp Phần khảo sát mô hệ th ng truyền thông ánh sáng khả kiến nl w VLC cho phòng làm việc luận văn thực mô phần d oa mềm Matlab với thông s bản, ch a đ a đ ợc mơ hình thực tế Dựa an lu phát triển không ngừng khoa học công nghệ, với giúp sức u nf va từ c c quy định chuẩn cơng nghiệp tồn cầu Chúng ta có quyền hy vọng thời gian không xa công nghệ VLC đ ợc cải thiện ll oi m nhiều dần trở nên phổ biến mang tính th ơng mại nh ph t triển z at nh lên thành hệ th ng MIMO để áp dụng triển khai nhà thông minh, thành ph thông minh ứng dụng cho tất c c ĩnh l gm @ Hƣớng phát triển: z vực s ng đại m co Trong t ơng xây dựng c c mơ hình đ ờng truyền VLC vừa s dụng để chiếu sáng truyền liệu để phục vụ công tác truyền dẫn an Lu ph t sóng, nh ết n i thông tin liên lạc chiếu sáng c c văn phòng n va ac th si DANH MỤC TÀI LIỆU THAM KHẢO [1] Bùi Thị Minh Tú, Ngô Đức Thiệp, Trần Thị Ho i Th ơng, Sử dụng ánh sáng nhìn thấy để truyền liệu thay cho sóng RF ISSN 1859-1531 – Tạp chí khoa học công nghệ Đại học Đ Nẵng, s 7(104).2016 [2] Đặng Lê Khoa, Vũ Thanh Tùng, Nguyễn Thanh Tú, Nguyễn Hữu Ph ơng, Hệ thống MIMO-OFDM quang vô tuyến nhà Tạp chí phát triển KH&CN, Tập 17, s T1 – 2014 [3] A C Boucouva as, “IEC 825-1 eye safety classification of some lu consumer e ectronic products,” 1996 an va [4] A T Hussein, M T A resheedi, and J M H E mirghani, “25 Gbps n mobile visible light communication system employing fast to gh tn adaptation techniques,” in International Conference on Transparent p ie Optical Networks, 2016, vol 2016–Augus [5] C Mobile, Cisco Visual Networking Index: Global Mobile Data Traffic nl w Forecast Update, 2016-2021 White Paper 2017 d oa [6] D O‟Brien, L Zeng, H Le-Minh, G Faulkner, O Bouchet, S Randel, J Communications: Emerging Technologies and u nf va Wireless an lu Walewski et al , Visible light communication, Short-Range Applications, R Kraemer and M Katz, Eds , New Jersey, USA: ll oi m Wiley Publishing, 2009 z at nh [7] E J Lee and V W S Chan, Optical communications over the clear turbulent atmospheric channel using diversity, IEEE Journal on z Selected Areas in Communications, 22, 1896–1906, 2004 @ gm [8] Fath, T.; Haas, H., "Performance Comparison of MIMO Techniques for m co l Optical Wireless Communications in Indoor Environments," Communications, IEEE Transactions on , vo1.61, no.2, pp.733,742, an Lu February 2013 n va ac th si [9] F E A saadi, M A A hartomi, and J M H E mirghani, “Fast and efficient adaptation algorithms for multi-gigabit wireless infrared systems,” J Light Technol., vol 31, no 23, pp 3735–3751, 2013 [10] F R Gfe er and U Bapst, “Wire ess In-House Data Communication via Diffuse Infrared Radiation,” Proc IEEE, vol 67, no 11, pp 1474– 1486, 1979 [11] K Sato and K Asatani, Speckle noise reduction in fiber optic analog video transmission using semiconductor laser diodes, IEEE lu Transactions on Communications, 29, 1017–1024, 1981 an [12] L Kwonhyung, P Hyuncheol and J R Barry, Indoor channel va n characteristics for visible light communications, IEEE to gh tn Communications Letters, 15, 217–219 [13] M A Naboulsi, H Sizun and F d Fornel, Wavelength selection for the p ie free space optical telecommunication technology, SPIE, 5465, 168– nl w 179, 2004 d oa [14] M Hoa Le, D O‟Brien, G Fau ner, Z Lubin, L Kyungwoo, J an lu Daekwang, O YunJe and W Eun Tae, 100 Mb/s NRZ visible light u nf va communications using a postequalized white LED, IEEE Photonics ll Technology Letters, 21, 1063–1065, 2009 m oi [15] M Uysal and J Li, BER performance of coded free-space optical links z at nh over strong turbulence channels, IEEE 59th Vehicular Technology Conference, VTC 2004-Spring, Milan, Italy, 2004, pp 352–356 z R; Mehmood, Elgala, H.; Haas, H., "Indoor MIMO Optical Communication gm Wireless R; @ [16] Mesleh, Using Spatial Modulation," l m co Communications (TCC), 2010 IEEE Intemational Conference on , vol., no., pp.l ,5, 23-27 May 2010 doi: 1O.1109/ICC.201O.5502062 an Lu n va ac th si [17] Osama Alsulami1, Ahmed Taha Hussein1, Mohammed T Alresheedi2 and Jaafar M H Elmirghani1, Optical Wireless Communication Systems, A Survey December 2018 [18] R.A Cryan, Sensitivity evaluation of optical wireless PPM systems utilising PIN-BJT receivers, IEE Proc.-Optoelectron, 14, 6, 355– 359 (1996) [19] S Arnon, Visible Light Communication, Cambridge University Press, 2015 lu [20] S H Younus and J M H E mirghani, “WDM for high-speed indoor an n va visib e ight communication system,” in International Conference tn to on Transparent Optical Networks, 2017 p ie gh [21] S M Sze and K K Ng, Physics of Semiconductor Devices, 3rd ed [22] Hoboken, New Jersey: John Wiley & Sons Inc , 2007 Very high throughput in 60 GHz, http://www ieee802 w oa nl org/11/Reports/tgad update htm, Last visited November 2011 d [23] V Kvicera, M Grabner and J Vasicek, Assessing availability lu va an performances of free space optical links from airport visibility data, u nf 7th International Symposium on Communication Systems Networks ll and Digital Signal Processing (CSNDSP), Newcastle upon Tyne, m oi UK, 2010, pp 562–565 z at nh [24] Z Ghassemlooy, W Popoola, S Rajbhandari, Optical Wireless System Channel Modelling with m co l gm @ MATLAB®, CRC, 2012 and z Communications_ an Lu n va ac th si PHỤ LỤC Phụ lục Chƣơng trình phân bố chiếu sáng cho Led phát goc_cchieu_caoieu_sang = 70; n=-log10(2)/log10(cosd(goc_cchieu_caoieu_sang)); cong_suat_LED=20; nLED=60; cong_suat_tong=nLED*nLED*cong_suat_LED; Adet= 1e-4; Ts=1; chieu_caoe_so=1.5; FOV=70; lu an G_Con=(chieu_caoe_so^2)/(sind(FOV).^2); lx=5; ly=5; lz=3; va n chieu_cao=2.15; tn to XT=0; YT=0; gh Nx=lx*5; Ny=ly*5; ie p x=linspace(-lx/2,lx/2,Nx); y=linspace(-ly/2,ly/2,Ny); nl w [XR,YR]=meschieu_caogrid(x,y); oa D1=sqrt((XR-XT(1,1)).^2+(YR-YT(1,1)).^2+chieu_cao^2); d cospchieu_caoi_A1=chieu_cao./D1; lu receiver_angle=acosd(cospchieu_caoi_A1); an va chieu_cao_A1=(n+1)*Adet.*cospchieu_caoi_A1.^(n+1)./(2*pi.*D1.^2); u nf cong_suat_thuc_A1=cong_suat_tong.*chieu_cao_A1.*Ts.*G_Con; ll cong_suat_thuc_A1(find(abs(receiver_angle)>FOV))=0; oi m cong_suat_thuc_A2=fliplr(cong_suat_thuc_A1); cong_suat_thuc_A3=flipud(cong_suat_thuc_A1); z at nh cong_suat_thuc_A4=fliplr(cong_suat_thuc_A3); cong_suat_thuc_total=cong_suat_thuc_A1+cong_suat_thuc_A2+cong_suat_thuc_A z 3+cong_suat_thuc_A4; @ cong_suat_thuc_dBm=10*log10(cong_suat_thuc_total); m co l gm surfc(x,y,cong_suat_thuc_dBm); an Lu n va ac th si Phụ lục Chƣơng trình phân bố chiếu sáng cho bốn Led phát goc = 70; n=-log10(2)/log10(cosd(goc)); cong_suat_led=20; so_led=60; cong_suat_tong=so_led*so_led*cong_suat_led; Adet= 1e-4; Ts=1; he_so=1.5; FOV=70; G_Con=(he_so^2)/(sind(FOV).^2); lu lx=5; ly=5; lz=3; an h=2.15; va [XT,YT]=meshgrid([-lx/4 lx/4],[-ly/4 ly/4]); n Nx=lx*5; Ny=ly*5; tn to x=linspace(-lx/2,lx/2,Nx); gh y=linspace(-ly/2,ly/2,Ny); ie [XR,YR]=meshgrid(x,y); p D1=sqrt((XR-XT(1,1)).^2+(YR-YT(1,1)).^2+h^2); cosphi_A1=h./D1; w oa nl receiver_angle=acosd(cosphi_A1); H_A1=(n+1)*Adet.*cosphi_A1.^(n+1)./(2*pi.*D1.^2); d lu cong_suat_thuc_A1=cong_suat_tong.*H_A1.*Ts.*G_Con; an cong_suat_thuc_A1(find(abs(receiver_angle)>FOV))=0; va cong_suat_thuc_A2=fliplr(cong_suat_thuc_A1); u nf cong_suat_thuc_A3=flipud(cong_suat_thuc_A1); ll cong_suat_thuc_A4=fliplr(cong_suat_thuc_A3); m z at nh 3+cong_suat_thuc_A4; oi cong_suat_thuc_total=cong_suat_thuc_A1+cong_suat_thuc_A2+cong_suat_thuc_A cong_suat_thuc_dBm=10*log10(cong_suat_thuc_total); surfc(x,y,cong_suat_thuc_dBm); z m co l gm @ an Lu n va ac th si Phụ lục Phân bố công suất quang với FWHM 12,50 goc = 12.5; n=-log10(2)/log10(cosd(theta)); cong_suat_led=20; so_led=60; cong_suat_tong=so_led*so_led*cong_suat_led; Adet= 1e-4; Ts=1; he_so=1.5; FOV=70; lu G_Con=(he_so^2)/(sind(FOV).^2); an lx=5; ly=5; lz=3; va h=2.15; n [XT,YT]=meshgrid([-lx/4 lx/4],[-ly/4 ly/4]); tn to Nx=lx*5; Ny=ly*5; gh x=linspace(-lx/2,lx/2,Nx); ie y=linspace(-ly/2,ly/2,Ny); p [XR,YR]=meshgrid(x,y); D1=sqrt((XR-XT(1,1)).^2+(YR-YT(1,1)).^2+h^2); w oa nl cosphi_A1=h./D1; receiver_angle=acosd(cosphi_A1); d lu H_A1=(n+1)*Adet.*cosphi_A1.^(n+1)./(2*pi.*D1.^2); an cong_suat_thuc_A1=cong_suat_tong.*H_A1.*Ts.*G_Con; va cong_suat_thuc_A1(find(abs(receiver_angle)>FOV))=0; u nf cong_suat_thuc_A2=fliplr(cong_suat_thuc_A1); ll cong_suat_thuc_A3=flipud(cong_suat_thuc_A1); m oi cong_suat_thuc_A4=fliplr(cong_suat_thuc_A3); 3+cong_suat_thuc_A4; z at nh cong_suat_thuc_total=cong_suat_thuc_A1+cong_suat_thuc_A2+cong_suat_thuc_A cong_suat_thuc_dBm=10*log10(cong_suat_thuc_total); z m co l gm @ surfc(x,y,cong_suat_thuc_dBm); an Lu n va ac th si Phụ lục Phân bố công suất quang với FWHM 700 goc = 70; n=-log10(2)/log10(cosd(theta)); cong_suat_led=20; so_led=60; cong_suat_tong=so_led*so_led*cong_suat_led; Adet= 1e-4; Ts=1; he_so=1.5; FOV=70; lu G_Con=(he_so^2)/(sind(FOV).^2); an lx=5; ly=5; lz=3; va h=2.15; n [XT,YT]=meshgrid([-lx/4 lx/4],[-ly/4 ly/4]); tn to Nx=lx*5; Ny=ly*5; gh x=linspace(-lx/2,lx/2,Nx); ie y=linspace(-ly/2,ly/2,Ny); p [XR,YR]=meshgrid(x,y); D1=sqrt((XR-XT(1,1)).^2+(YR-YT(1,1)).^2+h^2); w oa nl cosphi_A1=h./D1; receiver_angle=acosd(cosphi_A1); d lu H_A1=(n+1)*Adet.*cosphi_A1.^(n+1)./(2*pi.*D1.^2); an cong_suat_thuc_A1=cong_suat_tong.*H_A1.*Ts.*G_Con; va cong_suat_thuc_A1(find(abs(receiver_angle)>FOV))=0; u nf cong_suat_thuc_A2=fliplr(cong_suat_thuc_A1); ll cong_suat_thuc_A3=flipud(cong_suat_thuc_A1); m oi cong_suat_thuc_A4=fliplr(cong_suat_thuc_A3); 3+cong_suat_thuc_A4; z at nh cong_suat_thuc_total=cong_suat_thuc_A1+cong_suat_thuc_A2+cong_suat_thuc_A cong_suat_thuc_dBm=10*log10(cong_suat_thuc_total); z m co l gm @ surfc(x,y,cong_suat_thuc_dBm); an Lu n va ac th si Phụ lục Sự phân bố công suất thu quang từ đƣờng truyền phản xạ goc_the_ta=70; n=-log10(2)/log10(cosd(goc_the_ta)); cong_suat_led=20; so_led=60; cong_suat_tong=so_led*so_led*cong_suat_led; chi_so_a=1e-4; rho=0.8; Ts=1; he_so=1.5; lu FOV=70; an G_Con=(he_so^2)/(sind(FOV).^2); va lx=5; ly=5; lz=2.15; n XT=0; tn to YT=0; gh ZT=0; ie Nx=lx*5; Ny=ly*5; Nz=round(lz*5); p dA=lz*ly/(Ny*Nz); x=linspace(-lx/2,lx/2,Nx); w oa nl y=linspace(-ly/2,ly/2,Ny); z=linspace(-lz/2,lz/2,Nz); d lu [XR,YR,ZR]=neshgrid(x,y, -lz/2); ll WPV1=[1 0]; u nf RPV=[0 1]; va TPV=[0 -1]; an TP1=[XT(1,1,1) YT(1,1,1) ZT(1,1,1)]; RP=[x(ii) y(jj) -lz/2]; chieu_cao(ii,jj)=0; z at nh for jj=1:Ny oi m for ii=1:Nx D2=sqrt(dot(WP1-RP,WP1-RP)); an Lu cos_alpha=abs(TP1(1)- WP1(1))/D1; m co cos_phi= abs(WP1(3)- TP1(3))/D1; l D1=sqrt(dot(TP1-WP1,TP1-WP1)); gm WP1=[-lx/2 y(kk) z(ll)]; @ for ll=1:Nz z for kk=1:Ny n va ac th si cos_beta=abs(WP1(1)- RP(1))/D2; cos_psi=abs(WP1(3)- RP(3))/D2; if abs(acosd(cos_psi))