БЕЗЖИЧНО ПРЕДАВАНЕ НА СИГНАЛИ ЧРЕЗ ВИДИМИЯ СПЕКТЪР НА СВЕТЛИНАТА

сигнали

В
В 		В

Персонализирани услуги

Член

  • Испански (pdf)
  • Статия в XML
  • Препратки към статии
  • Как да цитирам тази статия
  • Автоматичен превод
  • Изпратете статия по имейл

Индикатори

  • Цитирано от SciELO
  • Достъп

Свързани връзки

  • Подобно в SciELO

Дял

Проучване и Развитие

версия В он-лайн В ISSN 2518-4431

Инв. и Des.В vol.1В no.15В CochabambaВ В 2015

СТАТИИ - ИНЖЕНЕРИНГ

БЕЗЖИЧНО ПРЕДАВАНЕ НА СИГНАЛИ ЧРЕЗ ВИДИМИЯ СПЕКТЪР НА СВЕТЛИНАТА

БЕЗЖИЧЕН СИГНАЛ ПРЕДАВАНЕ ЧРЕЗ ВИДИМ СВЕТЛИНЕН СПЕКТЪР

Алваро Рива и Омар Ормачея

Център за оптични и енергийни изследвания(CIOE)
Боливийски частен университет
[email protected]

(Получено на 20 май 2015 г., прието за публикуване на 3 юни 2015 г.)

Ключови думи: Комуникация с видима светлина, Електромагнитен спектър, Радиочестота, LED, Честотна лента.

Тази статия представя безжична комуникационна система с видима светлина с максимална честотна лента от 5 MHz (приблизително 80 Mbps) и 15 сантиметра разстояние. Системата позволява безжично предаване на аудио и видео сигнали с конвенционален светодиод (бяла светлина) .Светлината, излъчвана от диода, е в спектъра на видимата светлина (400-700 nm.). В този спектрален диапазон е възможно да се достигне потенциална широчина на честотната лента от приблизително 322THz, което е много по-високо от предаването чрез радиочестотни електромагнитни вълни (5 MHz за 3G технология). Инсталирахме електронните компоненти на платка в рамка за по-проста и лесна употреба. Системата работи със симетрична +9, -9 волта мощност. Окончателният дизайн се състои от предавател и приемник за аудио и видео. Системата позволява промяна на интензивността на светодиода, така че да се увеличи или намали максималното разстояние на предаване и да се регулира усилването както в предавателя, така и в приемника. За да се осигури ефективно качество на предаване на видео, последният етап на добавяне и изваждане се прилага съответно в предавателя и приемника. Цената на разработената система е с 80% по-ниска в сравнение с търговските системи, базирани на комуникация с видима светлина.

Ключови думи: Комуникация с видима светлина, електромагнитен спектър, радиочестота, LED, честотна лента.

1. ВЪВЕДЕНИЕ

В момента е факт предаването на данни от порядъка на стотици Mbps (Eszter, H. и др. [1-3]), в области като телекомуникации, изследвания, образование, медицина, правителство и т.н. Оптичните влакна са ефективно и ефикасно решение за транспортиране на аудио и видео и данни на дълги разстояния с висока честотна лента (JC Knight. И други [4-6]), но носи със себе си някои недостатъци като висока цена, която представлява неговата инсталация или липсата на инфраструктура на различни места.

За безжични връзки с висока честотна лента има 4G технология (мобилна телефония), която според Международни мобилни телекомуникации - напреднали (IMT - напреднали), определя честотната лента за тази технология между 100 Mbps в движение и 1 Gbps в покой [7].

2. ВИДИМА СВЕТЛИНА КОМУНИКАЦИЯ (VLC)

Комуникацията с видима светлина е разработена на базата на LED крушка като предавател. Това устройство обикновено се използва за осветление с фиксирана стойност на тока. Чрез промяна на тока, оптичният изход, т.е. интензивността на осветлението, може да варира при изключително високи скорости [15], 16]. Това свойство се използва в основната конфигурация на VLC. Процедурата е проста, ако светодиодът свети, това е еквивалентно на предаване на a един Ако, напротив, светодиодът е изключен, той ще предава a нула дигитален.

На фигура 1 е показан измереният спектър на излъчване на типичен източник от типа LED [10], пикът вляво съответства на излъчването на самия светодиод (син LED), а широкият пик вдясно съответства на излъчването на фосфорът, елемент, с който LED е легиран; наблюдавайки произведения емисионен спектър има осветление, много близко до бялата светлина.

Светодиодите могат да се включват и изключват при високи скорости, осигурявайки добри възможности за предаване на данни. Следователно всичко, което е необходимо, са някои светодиоди и контролер, който кодира данните, които трябва да бъдат предадени от светодиодите [17].

3.1 Нива на напрежение

Амплитудата на сигнала е 1 Vpp, а мерната му единица е IRE, където 1 IRE е равен на 7.143mVpp. Еквивалентът на 1 Vpp е 140 IRE и полученият сигнал може да варира между +100 IRE (+714,3 mV) и -40 IRE (-285,7 mV) [19].

3.2 Зона за изтриване (затихване)

Тази област е отговорна за регулиране на работните условия за показване на ново изображение и се състои от няколко части. Първият е синхронизиращият импулс, който казва на устройството да премине към следващата хоризонтална линия; след това имате цветови пакет, който установява референтната честота за декодиране на цветовете (3,58 MHz в NTSC). През това време екранът е черен, тъй като нивата на напрежение са под 0 IRE. В NTSC има ниво на настройка, което е еталон за черния цвят, който има фазово изместване от 7,5 IRE (54 mV) спрямо нивото на изтриване [18].

3.3 Сигнална активна зона

При нискочестотните аудио сигнали толерансът към деградация е широк, тъй като качеството на звука не показва разлики, ако зададената честотна лента е намалена, поради което в аналоговата телефония се изисква само 4 kHz ширина [18]. От друга страна, във видеосистемите изкривяването на високите честоти е критично, тъй като визуалното възприятие на изображението оказва голямо влияние върху човешкото око. Ефектът от неадекватната честотна лента е, че изображението се затъмнява и детайлите се губят, което води до забележимо по-ниска разделителна способност. При цветността наситеността е ограничена до по-ниски стойности от един и същ фактор за всички цветове, така че силните цветове са извън фазата с меките цветове (например червеното може да се разглежда като розово).