Nghiên cứu ứng dụng của công nghệ mimo trong hệ thống thông tin sử dựng ánh sáng nhìn thấy

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƢỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA HÀ NỘI - NGUYỄN NGỌC NAM NGHIÊN CỨU ỨNG DỤNG CỦA CÔNG NGHỆ MIMO TRONG HỆ THỐNG THÔNG TIN SỬ DỤNG ÁNH SÁNG NHÌN THẤY LUẬN VĂN THẠC SĨ KỸ THUẬT CHUYÊN NGÀNH: KỸ THUẬT VIỄN THÔNG Người hướng dẫn khoa học: TS HÀ DUYÊN TRUNG HÀ NỘI - 2016 Luận văn Thạc sỹ Kỹ thuật GVHD TS Hà Duyên Trung LỜI CAM ĐOAN Tôi xin cam đoan luận văn nghiên cứu thân Các nghiên cứu luận văn dựa tổng hợp lý thuyết hiểu biết thực tế mình, không chép từ luận văn khác Mọi thông tin trích dẫn tuân theo luật sở hữu trí tuệ, liệt kê rõ ràng tài liệu tham khảo Tôi xin chịu hoàn toàn trách nhiệm với nội dung viết luận văn Học viên Nguyễn Ngọc Nam HV: Nguyễn Ngọc Nam i Luận văn Thạc sỹ Kỹ thuật GVHD TS Hà Duyên Trung MỤC LỤC LỜI CAM ĐOAN i DANH MỤC HÌNH VẼ v DANH MỤC BẢNG BIỂU vii DANH MỤC THUẬT NGỮ VIẾT TẮT viii LỜI MỞ ĐẦU x CHƢƠNG - GIỚI THIỆU VỀ CÔNG NGHỆ THÔNG TIN SỬ DỤNG ÁNH SÁNG NHÌN THẤY 1.1 Giới thiệu truyền thông quang không dây 1.2 Truyền thông quang không dây sử dụng ánh sáng nhìn thấy 1.2.1 Lịch sử phát triển VLC 1.2.2 Tính chất VLC 1.2.3 Ứng dụng công nghệ VLC 1.3 So sánh VLC với số công nghệ truyền thông khác 1.3.1 Dung lượng 10 1.3.2 Hiệu 10 1.3.3 An toàn 10 1.3.4 Bảo mật 10 1.5 Kết luận chương 11 CHƢƠNG - HỆ THỐNG VLC SỬ DỤNG NGUỒN SÁNG LED 13 2.1 Mô hình hệ thống VLC 13 2.2 Phía phát hệ thống VLC 14 2.2.1 Nguồn phát quang LED 14 2.2.2 Thành phần điều chế điều chỉnh độ sáng LED 17 2.3 Mô hình kếnh VLC 30 2.3.1 Mô hình kênh truyền IM/DD 30 2.3.2 Các tham số hiệu kênh 31 2.4 Mô hình kết nối VLC 33 2.4.1 Mô hình kết nối điểm – điểm 34 HV: Nguyễn Ngọc Nam ii Luận văn Thạc sỹ Kỹ thuật GVHD TS Hà Duyên Trung 2.4.2 Mô hình kết nối phân tán 35 2.4.3 Mô hình kết hợp (Quas – Diffuse Link) 35 2.4.4 So sánh mô hình 37 2.5 Phía thu hệ thống VLC 37 2.5.1 Bộ tập trung quang 37 2.5.2 Bộ lọc quang 38 2.5.3 Diode tách quang 38 2.6 Các vấn đề gặp phải công nghệ VLC 41 2.6.1 Vấn đề Line of Sight 41 2.6.2 Vấn đề chất lượng tín hiệu 41 2.6.3 Vấn đè thiết bị đàu cuối 43 2.6.4 Vấn đề chuẩn hóa 43 2.6.5 Một số vấn đề khác 43 2.7 Giải pháp cải thiện hiệu 43 2.7.1 Giải pháp kết nối đường lên 43 2.7.2 Giải pháp đa truy nhập đa chặng 44 2.7.3 Giải pháp tăng tốc độ truyền dẫn liệu 45 2.8 Kết luận chương 45 CHƢƠNG - CÔNG NGHỆ MIMO TRONG HỆ THỐNG VLC TRONG NHÀ 47 3.1 Mô hình hệ thống VLC nhà 48 3.1.1 Kết cấu hình học phòng 48 3.1.2 Mô hình kênh truyền 49 3.2 Sử dụng MIMO hệ thống VLC nhà 51 3.3 Đánh giá hoạt động MIMO-VLC 56 3.3.1 Phân bố mức ánh sáng phòng 56 3.3.2 Phân bố công suất phòng 58 3.3.3 Đánh giá trễ RMS mặt phẳng thu 60 3.3.4 Đánh giá tỉ số tín hiệu tạp âm SNR tỉ lệ bit lỗi BER 61 3.4 Kết luận chương 63 HV: Nguyễn Ngọc Nam iii Luận văn Thạc sỹ Kỹ thuật GVHD TS Hà Duyên Trung KẾT LUẬN CHUNG 65 TÀI LIỆU THAM KHẢO 66 PHỤ LỤC 68 HV: Nguyễn Ngọc Nam iv Luận văn Thạc sỹ Kỹ thuật GVHD TS Hà Duyên Trung DANH MỤC HÌNH VẼ Hình 1.1: Các ứng dụng phổ biến truyền thông quang không dây OWC Hình 1.2: Cấu trúc hệ thóng VLC Hình 1.3: Phổ ánh sáng nhìn thấy Hình 1.4: Ứng dụng VLC ITS Hình 1.5: Các ứng dụng hệ thống VLC nhà Hình 1.6: Ứng dụng VLC khoang máy bay Hình 2.1: Mô hình hệ thống VLC 13 Hình 2.2: Các hình dạng kích thước khác LED 14 Hình 2.3: Cấu tạo LED trắng; (a)-LED đơn chip, (b)-LED đa chip 15 Hình 2.4: Phổ công suất LED 16 Hình 2.5: Mã Manchester cho OOK 18 Hình 2.6: Tăng độ sáng cách chèn thêm ký hiệu thừa CS 19 Hình 2.7: Mô hình VPPM cấu tạo từ 2-PPM với độ sáng 50% (a) PWM để điều chỉnh độ sáng (b) 20 Hình 2.8: Dạng sóng tín hiệu VPPM với độ rộng xung 75% 20 Hình 2.9: Không gian màu CIE với hai trục xy dải màu (000 đến 110) 22 Hình 2.10: Điều chế DMT 23 Hình 2.11: So sánh BER 25 Hình 2.12: Dung lượng kênh cho bốn trường hợp 29 Hình 2.13: Mô hình kênh truyền VLC IM/DD 30 Hình 2.14: Đường truyền LoS khuếch tán kênh suy hao tín hiệu 31 Hình 2.15: Một số mô hình kết nối VLC 33 Hình 2.16: Mô hình kênh truyền điểm - điểm 34 Hình 2.17: Mô hình kết nối phân tán 36 Hình 2.18: Mô hình kênh kết hợp 36 Hình 2.19: Bộ tập trung quang CPC 38 Hình 2.20: Cấu trúc Diode PIN 39 Hình 2.21: Cấu trúc Diode thác APD 40 HV: Nguyễn Ngọc Nam v Luận văn Thạc sỹ Kỹ thuật GVHD TS Hà Duyên Trung Hình 2.22: Méo truyền đa đường 42 Hình 2.23: Ví dụ sử dụng thu phát phản xạ tạo kết nối đường lên 44 Hình 2.24: Giải pháp đa truy nhập đa chặng 45 Hình 3.1: Mô hình truyền dẫn VLC nhà 47 Hình 3.2: Mô hình hệ thống VLC nhà điển hình 48 Hình 3.3: Môi trường VLC nhà 50 Hình 3.4: Mô hình đa LED 51 Hình 3.5: Mô hình hệ thống MIMO 52 Hình 3.6: Hệ thống VLC MIMO 54 Hình 3.7: Phân bố cường độ ánh sáng 58 Hình 3.8: Phân bố công suất ánh sáng 59 Hình 3.9: Phân bố trễ RMS mặt phẳng thu 60 Hình 3.10: Tỉ lệ tín hiệu tạp âm SNR 62 Hình 3.11: Tỉ lệ bit lỗi BER 63 HV: Nguyễn Ngọc Nam vi Luận văn Thạc sỹ Kỹ thuật GVHD TS Hà Duyên Trung DANH MỤC BẢNG BIỂU Bảng 1.1: Một số công nghệ truyền thông quang không dây [3] Bảng 1.2: Quá trình phát triển VLC Bảng 1.3: So sánh VLC RF 11 Bảng 2.1: Các dải màu không gian màu CIE 1931 với tọa độ màu (x, y) 21 Bảng 2.2: So sánh mô hình kết nối 37 Bảng 2.3: Một số loại Diode tách quang 41 Bảng 3.1: Các ứng dụng với môi trường nhà 48 Bảng 3.2: Các tham số mô 56 HV: Nguyễn Ngọc Nam vii Luận văn Thạc sỹ Kỹ thuật Từ viết tắt GVHD TS Hà Duyên Trung DANH MỤC THUẬT NGỮ VIẾT TẮT Từ đầy đủ Nghĩa Tiếng Việt A AoA Angle of Arrival Góc tới AB Average Brightness Mức sáng trung bình APD Avalanche Photodiode Diode quang thác AWGN Additive White Gaussian Noise Tạp âm Gaussian trắng cộng B BER Bit Error Rate Tỉ lệ lỗi bit C CS Compensation Symbol Ký hiệu dư thừa CSK Color Shift Keying Khóa dịch màu D DC Direct Current Dòng chiều DMT Discrete Multi-tone Đa âm rời rạc F FIR Finitie Impulse Respond Đáp ứng xung hữu hạn FoV Field of View Tầm nhìn RF Radio Frequency Sóng vô tuyến I Intensity IM/DD Điều chế cường độ/tách sóng trực Modulation/Direct tiếp Detection IR Infrared Hồng ngoại L LD Laser Diode Laze Đi ốt LED Light Emit Dioide Đi ốt phát quang LoS Light of Sight Tầm nhìn thẳng LAN Local Area Network Mạng cục HV: Nguyễn Ngọc Nam viii Luận văn Thạc sỹ Kỹ thuật GVHD TS Hà Duyên Trung M MIMO MFTP MLL Đa đầu vào, đa đầu Multi Input Multi Output Maximum Flickering Time Period Thời gian nhấp nháy tối đa Mức ánh sáng đo Mesuared Level of Light N NLoS Non Light of Sight Ngoài tầm nhìn thẳng O OOK On-Off Keying Khóa bật tắt OWC Optical Wireless Communication Truyền thông quang không dây P PPM Pluse Position Modulation Điều chế vị trí xung PDF Power Density Function Hàm mật độ công suất R RF Radio Frequency Tần số vô tuyến S SNR Signal to Noise Ratio Tỉ số tín hiệu tạp âm V VLC VPPM Visible Light Communication Variable Pulse Position Modulation HV: Nguyễn Ngọc Nam Truyền thông quang dùng ánh sáng nhìn thấy Điều chế vị trí xung biến đổi ix Luận văn Thạc sỹ Kỹ thuật GVHD TS Hà Duyên Trung b) Trường hợp dùng đèn LED Hình 3.10: Tỉ lệ tín hiệu tạp âm SNR Kết mô hình (3.17) cho thấy phân bố SNR trường hợp sử dụng LED Giá trị tối đa đạt 51.59dB, tối thiểu 44.40dB trung bình 47.73dB Cùng với đó, hình (3.16) cho thấy SNR thu trường hợp sử dụng LED đơn Giá trị tối đa SNR 45.8dB với tối thiểu 25dB trung bình 33.6dB Các mô thực băng thông 100MHz Để đánh giá BER hệ thống, ta lựa chọn phương pháp điều chế DMT mức có M=4 Từ đó, ta tính BER thông qua SNR có theo công thức: BER  2( M  1)  SNR  Q   M log M  M    Với HV: Nguyễn Ngọc Nam (3.17) t  1  x  Q( x)  e du  erfc    2 x  2 62 Luận văn Thạc sỹ Kỹ thuật GVHD TS Hà Duyên Trung a) Trường hợp dùng đèn LED b) Trường hợp dùng đèn LED Hình 3.11: Tỉ lệ bit lỗi BER Kết mô hình (3.18) cho thấy tỉ lệ bit lỗi BER trường hợp LED thấp so với trường hợp LED với giá trị với tỉ lệ 1.15 bit lỗi 108 bit so với 1.8 đến bit lỗi 108 bit 3.4 Kết luận chƣơng Chương trình bày cách tổng quát hệ thống VLC nhà ứng dụng hệ công nghệ MIMO vào việc làm tăng hiệu hoạt động HV: Nguyễn Ngọc Nam 63 Luận văn Thạc sỹ Kỹ thuật GVHD TS Hà Duyên Trung hệ thống VLC cho mục đích chiếu sáng truyền tín hiệu Cụ thể sử dụng MIMO giúp cho hệ thống VLC có vùng phủ lớn ánh sáng công suất tín hiệu, với tỉ lệ lỗi truyền tin thấp so với hệ thống VLC thông thường Thêm vào đó, kết mô vị trí tốt để đặt máy thu vị trí có tầm nhìn thẳng máy phát mặt phẳng thu HV: Nguyễn Ngọc Nam 64 Luận văn Thạc sỹ Kỹ thuật GVHD TS Hà Duyên Trung KẾT LUẬN CHUNG Sau trình nghiên cứu, luận văn em hoàn thành hướng dẫn tận tình TS Hà Duyên Trung - Bộ môn Điện tử Hàng không Vũ trụ, Viện Điện tử Viễn thông – Trường Đại học Bách Khoa Hà Nội Luận văn trình bày lý thuyết tổng quan hệ thống thông tin quang sử dụng ánh sáng nhìn thấy (Visible Light Communication – VLC) Qua thấy tầm quan trọng ứng dụng tiềm VLC tương lai Luận văn sâu vào nghiên cứu tìm hiểu ứng dụng công nghệ MIMO vào hệ thống VLC nhằm cải thiện hiệu hệ thống Kết mô chương khẳng định việc kết hợp MIMO cho VLC đem lại kết khả quan cho hệ thống Do thời gian có hạn hạn chế thân, kịch mô tham số đánh giá chưa thực tối ưu đánh giá toàn yếu tố ảnh hưởng hệ thống phương pháp điều chế, can nhiễu môi trường hay ánh sáng màu ánh sáng trắng, Trong tương lai, em mong muốn tiếp tục sâu nghiên cứu nhằm hoàn thiện kết hoạt động hệ thống VLC-MIMO HV: Nguyễn Ngọc Nam 65 Luận văn Thạc sỹ Kỹ thuật GVHD TS Hà Duyên Trung TÀI LIỆU THAM KHẢO [1] D Kedar, S Arnon, “Urban optical wireless communication networks: the main challenges and possible solutions”, IEEE Commun Mag., vol.42, no.5, May 2004 [2] Deva K Borah, Anthony C Boucouvalas, Christopher C Davis, Steve Hranilovic, Konstantinos YiannopouLoS, “A review of communicationoriented optical wireless systems", EURASIP Journal on Wireless Communications and Networking 2012, March 2012 [3] ZEYU WU, FREE SPACE OPTICAL NETWORKING WITH VISIBLE LIGHT: A MULTI-HOP MULTI-ACCESS SOLUTION, 2012 [4] Z Ghassemlooy,W Popoola, S Rajbhandari, Optical Wireless Communications: System and Channel Modelling with MATLAB, CRC Press, 2013 [5] Jacqueline J.George, Mohammed Hayder Mustafa, Nada Mahjoub Osman, Nuha Hashim Ahmed, Da’ad Mohammed Hamed, A Survey on Visible Light Communication, International Journal Of Engineering And Computer Science ISSN:2319-7242, Volume Issue 2, February 2014 Page No 38053808 [6] Chung Ghiu Lee (2011) Visible Light Communication,Advanced Trends in Wireless Communications, Dr.Mutamed Khatib (Ed.), ISBN: 978-953-307183-1, InTech [7] Eun Tae Won, Dongjae Shin, D K Jung, Y J Oh, Taehan Bae, HyukChoon Kwon, Chihong Cho, Jaeseung Son, Dominic O’Brien, Tae-Gyu Kang, Tom Matsumura, “Visible Light Communication: Tutorial”, Project: IEEE P802.15 WPANs, March 2008 [8] LUXEON Rebel General Purpose White Portfolio, www.philipslumileds.com/pdfs/DS64.pdf [9] J Grubor, K.-D Langer, T Koonen, J W Walewski, “Wireless High-Speed Data Transmission with Phosphorescent White-Light LEDs”, 33rd European Conference and Exhibition of Optical Communication, September 2007 HV: Nguyễn Ngọc Nam 66 Luận văn Thạc sỹ Kỹ thuật [10] R Roberts, Z GVHD TS Hà Duyên Trung Xu, “Update on VLC Link Budget Work”, https://mentor.ieee.org/802.15/dcn/09/15-09-0635-01-0007-update-on-vlclink-budget-work.ppt, September 2009 [11] S Hrarilovic, “Wireless Optical Communication System”, Springer, Sep 2004 [12] Hoa Le Minh, Zabih Ghassemlooy, Dominic O’Brien, Grahame Faulkner, “Indoor Gigabit Optical Wireless Communications: Challenges and Possibilities”, ICTON 2010 [13] Ngoc-Anh Tran, Duy A Luong, Truong C Thang, and Anh T Pham, Performance Analysis of Indoor MIMO Visible Light Communication Systems, Computer Communications Lab., University of Aizu, Aizuwakamatsu, Fukushima, Japan 965-8580 [14] Toshihiko Kokime, Visible Light Wireless Communication and Its Fundamental Study, 2005 [15] J Armstrong and A J Lowery, “Power Efficient Optical OFDM”, Electronics Letters, March 2006 [16] Jeffrey B Carruthers,Member, IEEE,and Joseph M Kahn,Member, IEEE “Modeling of Nondirected Wireless Infrared Channels”, IEEE TRANSACTIONS ON COMMUNICATIONS, VOL 45, NO 10, OCTOBER 1997 [17] Sridhar Rajagopal, Samsung Electronics, Richard D Roberts, Intel, SangKyu Lim, ETRI, “IEEE 802.15.7 Visible Light Communication: Modulation Schemes and Dimming Support” , IEEE Communications Magazine, March 2012 [18] http://www.pureVLC.com/ [19] http://www.vlcc.net/ [20] http://www.visiblelightcomm.com/ HV: Nguyễn Ngọc Nam 67 Luận văn Thạc sỹ Kỹ thuật GVHD TS Hà Duyên Trung PHỤ LỤC Chương trình Matlab mô phỏng: Phân bố ánh sáng % clear all clc %% FWHM=30; % he so Lambertian ml=-log(2)/log(cosd(FWHM)); % cong suat phat cua LED P_LED=20; % so luong LED tai mot vi tri nLED=60; % tong cong suat phat P_total=nLED*nLED*P_LED; % dien tich tich cuc cua Photon Diode Adet=1e-4; % he so phan xa cuar Photon Diode index=1.5; % FOV cua phia thu FOV=50; % loi cua bo tap trung quang G_Con=(index^2)/(sind(FOV).^2); % cuong sang cua moi LED Io=3125; %% % kich thuoc phong lx=5; ly=5; lz=3; % khoang cach giua phia phat va mat phang thu HV: Nguyễn Ngọc Nam 68 Luận văn Thạc sỹ Kỹ thuật GVHD TS Hà Duyên Trung h=2.15; % vi tri cua cac LED [XT,YT]=meshgrid([-lx/4 lx/4],[-ly/4 ly/4]); %[0,0][-lx/4 lx/4],[-ly/4 ly/4] Nx=lx*10; Ny=ly*10; x=linspace(-lx/2,lx/2,Nx); y=linspace(-ly/2,ly/2,Ny); [XR,YR]=meshgrid(x,y); D1=sqrt((XR-XT(1,1)).^2+(YR-YT(1,1)).^2+h^2); % khoang cach tu LED den may thu cosphi_A1=h./D1; receiver_angle=acosd(cosphi_A1); %% I_hor_A1=Io*cosphi_A1.^(ml)./(D1.^2*cos(50)); I_hor_A2=fliplr(I_hor_A1); I_hor_A3=flipud(I_hor_A1); I_hor_A4=fliplr(I_hor_A3); I_hor_total=I_hor_A1+I_hor_A2+I_hor_A3+I_hor_A4; % Trong truong hop LED o giua phong thi chon [XT,YT] la (0,0) va % cho I_hor_total=I_hor_A1 %% surfc(x,y,I_hor_total); % contour(x,y,I_hor_total);hold on % mesh(x,y,I_hor_total); Phân bố công suất % clear all clc %% FWHM=30; HV: Nguyễn Ngọc Nam 69 Luận văn Thạc sỹ Kỹ thuật GVHD TS Hà Duyên Trung % he so Lambertian ml=-log(2)/log(cosd(FWHM)); % cong suat phat cua LED P_LED=20; % so luong LED tai mot vi tri nLED=60; % tong cong suat phat P_total=P_LED; % dien tich tich cuc cua Photon Diode Adet=1e-4; % he so phan xa cuar Photon Diode index=0.85; % FOV cua phia thu FOV=50; % loi cua bo tap trung quang G_Con=(index^2)/(sind(FOV).^2); Ts=1; %% % kich thuoc phong lx=5; ly=5; lz=3; % khoang cach giua phia phat va mat phang thu h=2.15; % vi tri cua cac LED [XT,YT]=meshgrid([-lx/4 lx/4],[-ly/4 ly/4]); %[0,0][-lx/4 lx/4],[-ly/4 ly/4] Nx=lx*10; Ny=ly*10; x=linspace(-lx/2,lx/2,Nx); y=linspace(-ly/2,ly/2,Ny); [XR,YR]=meshgrid(x,y); HV: Nguyễn Ngọc Nam 70 Luận văn Thạc sỹ Kỹ thuật GVHD TS Hà Duyên Trung D1=sqrt((XR-XT(1,1)).^2+(YR-YT(1,1)).^2+h^2); % khoang cach tu LED den may thu cosphi_A1=h./D1; receiver_angle=acosd(cosphi_A1); %% H_A1=(ml+1)*Adet.*cosphi_A1.^(ml+1)./(2*pi.*D1.^2); P_rec_A1=P_total.*H_A1.*Ts.*G_Con; P_rec_A2=fliplr(P_rec_A1); P_rec_A3=flipud(P_rec_A1); P_rec_A4=fliplr(P_rec_A3); P_rec_total=P_rec_A1+P_rec_A2+P_rec_A3+P_rec_A4; P_rec_dBm= 10*log10(P_rec_total); % Trong truong hop LED o giua phong thi chon [XT,YT] la (0,0) va % cho P_rec_total=P_rec_A1 %% surfc(x,y,P_rec_dBm); %contour(x,y,P_rec_dBm); hold on %mesh(x,y,P_rec_dBm); Phân bố BER SNR % clear all clc %% FWHM=30; % he so Lambertian ml=-log(2)/log(cosd(FWHM)); % cong suat phat cua LED P_LED=20*10^-3; % so luong LED tai mot vi tri nLED=60; HV: Nguyễn Ngọc Nam 71 Luận văn Thạc sỹ Kỹ thuật GVHD TS Hà Duyên Trung % tong cong suat phat P_total=nLED*nLED*P_LED; % dien tich tich cuc cua Photon Diode Adet=1e-4; % he so phan xa cua Photon Diode index=0.85; % FOV cua phia thu FOV=50; % loi cua bo tap trung quang G_Con=(index^2)/(sind(FOV).^2); Ts=1; %% % kich thuoc phong lx=5; ly=5; lz=3; % khoang cach giua phia phat va mat phang thu h=2.15; % vi tri cua cac LED [XT,YT]=meshgrid([-lx/4 lx/4],[-ly/4 ly/4]); %[0,0][-lx/4 lx/4],[-ly/4 ly/4] Nx=lx*10; Ny=ly*10; x=linspace(-lx/2,lx/2,Nx); y=linspace(-ly/2,ly/2,Ny); [XR,YR]=meshgrid(x,y); D1=sqrt((XR-XT(1,1)).^2+(YR-YT(1,1)).^2+h^2); % khoang cach tu LED den may thu cosphi_A1=h./D1; receiver_angle=acosd(cosphi_A1); H_A1=(ml+1)*Adet.*cosphi_A1.^(ml+1)./(2*pi.*D1.^2); P_rec_A1=P_total.*H_A1.*Ts.*G_Con; P_rec_A2=fliplr(P_rec_A1); HV: Nguyễn Ngọc Nam 72 Luận văn Thạc sỹ Kỹ thuật GVHD TS Hà Duyên Trung P_rec_A3=flipud(P_rec_A1); P_rec_A4=fliplr(P_rec_A3); P_rec_total=P_rec_A1+P_rec_A2+P_rec_A3+P_rec_A4; % toc bit va bang thong B=100*10^9; Rb=100; Ib=5.1*10^-3; i2=0.562; i3=0.0868; %he so dap ung cua PD R=0.4; % dien tich diem q=1.6*10^-19; %hang so Boltzman k=1.38*10^-23; G_ol=10^5; %nhiet tuyet doi Tk=298; Cpd=112*10^-12; %he so nhieu F=0.562; gm=30*10^-2; theta_shot=2*q*R*P_rec_total*B+2*q*Ib*i2*B; theta_thermal=(8*3.14*k*Tk*Cpd*Adet*i2*B^2)./G_ol+(16*3.14^2*k*Tk*F*Cpd ^2*Adet^2*i3*B^3)./gm; SNR=(R*P_rec_total)^2./(theta_shot+theta_thermal); SNR_dB=10*log10(SNR); BER=3/8*erfc(1/6*sqrt(SNR_dB)); BER_dB=10*log10(BER); surfc(x,y,SNR); HV: Nguyễn Ngọc Nam 73 Luận văn Thạc sỹ Kỹ thuật GVHD TS Hà Duyên Trung % contour(x,y,I_hor_total);hold on % mesh(x,y,I_hor_total); Phân bố trễ mặt phẳng thu % clear all clc %% FWHM=30; % he so Lambertian ml=-log(2)/log(cosd(FWHM)); % cong suat phat cua LED P_LED=20; % so luong LED tai mot vi tri nLED=60; % tong cong suat phat P_total=nLED*nLED*P_LED; % dien tich tich cuc cua Photon Diode Adet=1e-4; % he so phan xa cuar Photon Diode index=0.85; % FOV cua phia thu FOV=50; % loi cua bo tap trung quang G_Con=(index^2)/(sind(FOV).^2); Ts=1; %% % kich thuoc phong lx=5; ly=5; lz=3; % khoang cach giua phia phat va mat phang thu h=2.15; HV: Nguyễn Ngọc Nam 74 Luận văn Thạc sỹ Kỹ thuật GVHD TS Hà Duyên Trung % vi tri cua cac LED [XT,YT]=meshgrid([-lx/4 lx/4],[-ly/4 ly/4]); %[0,0][-lx/4 lx/4],[-ly/4 ly/4] Nx=lx*10; Ny=ly*10; x=linspace(-lx/2,lx/2,Nx); y=linspace(-ly/2,ly/2,Ny); [XR,YR]=meshgrid(x,y); D1=sqrt((XR-XT(1,1)).^2+(YR-YT(1,1)).^2+h^2); % khoang cach tu LED den may thu cosphi_A1=h./D1; receiver_angle=acosd(cosphi_A1); delta_t1=0.5; %ns delta_t2=0.5; delta_t3=0.5; delta_t4=0.5; H_A1=(ml+1)*Adet.*cosphi_A1.^(ml+1)./(2*pi.*D1.^2); P_rec_A1=P_total.*H_A1.*Ts.*G_Con; P_rec_A2=fliplr(P_rec_A1); P_rec_A3=flipud(P_rec_A1); P_rec_A4=fliplr(P_rec_A3); P_rec_total=P_rec_A1+P_rec_A2+P_rec_A3+P_rec_A4; muy_A1=P_rec_A1.*delta_t1; muy_A2=P_rec_A2.*delta_t2; muy_A3=P_rec_A3.*delta_t3; muy_A4=P_rec_A4.*delta_t4; muy_total=(muy_A1+muy_A2+muy_A3+muy_A4)/P_rec_total; muy_2_A1=P_rec_A1.*(delta_t1)^2; muy_2_A2=P_rec_A2.*(delta_t2)^2; muy_2_A3=P_rec_A3.*(delta_t3)^2; muy_2_A4=P_rec_A4.*(delta_t4)^2; HV: Nguyễn Ngọc Nam 75 Luận văn Thạc sỹ Kỹ thuật GVHD TS Hà Duyên Trung muy_2_total=(muy_2_A1+muy_2_A2+muy_2_A3+muy_2_A4)/P_rec_total; D_RMS=sqrt(abs(muy_2_total-(muy_total)^2)); %% surf(x,y,D_RMS); %contour(x,y,D_RMS); hold on %mesh(x,y,D_RMS); HV: Nguyễn Ngọc Nam 76 ... động hệ thống VLC Vì vậy, trình tìm hiểu nghiên cứu hệ thống thông tin quang sử dụng ánh sáng nhìn thấy, em lựa chọn đề tài “ Nghiên cứu ứng dụng công nghệ MIMO hệ thống thông tin quang sử dụng ánh. .. ánh sáng nhìn thấy Luận văn gồm có nội dung sau: Chương 1: “Giới thiệu công nghệ thông tin sử dụng ánh sáng nhìn thấy đưa định nghĩa bản, cấu trúc, ứng dụng hệ thống quang không dây sử dụng ánh. .. VỀ CÔNG NGHỆ THÔNG TIN SỬ DỤNG ÁNH SÁNG NHÌN THẤY 1.1 Giới thiệu truyền thông quang không dây 1.2 Truyền thông quang không dây sử dụng ánh sáng nhìn thấy 1.2.1 Lịch sử