توصيفگر ها :
مخابرات نوري بي سيم , مخابرات نوري مبتني بر حسگر تصوير , مخابرات نوري موقعيت محور , حسگر تصوير سي ماس
چكيده فارسي :
مخابرات نوري بيسيم امروزه يكي از روشهاي مهم انتقال اطلاعات است. در ميان گيرندههاي نوري موجود در اين زمينه، نوع
خاصي از حسگر تصوير وجود دارد كه اختصاصا براي كاربرد مخابرات نوري بيسيم ساخته شده است. اين حسگر تصوير دو
قابليت تصويربرداري از محيط و دريافت سيگنالهاي نوري با نرخ بالا از يك فرستنده در مقابل خود را دارد. در اين پروژه نوع
ديگري از اين حسگر تصوير طراحي شده است كه از 32 در 32 پيكسل تصوير براي تصويربرداري از محيط و 32 در 32 پيكسل
مخابراتي براي دريافت سيگنالهاي نوري از فرستنده مقابل خود تشكيل شده است. هر پيكسل تصوير يك پيكسل 4 ترانزيستوري
با خروجي ولتاژ و هر پيكسل مخابراتي يك پيكسل دو ترانزيستوري با دو خروجي از نوع جريان است. اين حسگر ابتدا از محيط
مقابل خود يك تصوير ميگيرد و اين تصوير را به يك پردازنده خارجي تحويل ميدهد. پردازنده پس از بكارگيري الگوريتمهاي
پردازش تصوير، محل فرستنده را پيدا ميكند و محل آن را در قالب يك مختصات به حسگر تصوير باز ميگرداند تا صرفا
پيكسلهاي مخابراتي متناظر با محل فرستنده از آن سيگنال حاوي اطلاعات با نرخ بالا دريافت كنند. اين فرآيند به طور پيوسته ادامه
دارد تا اين حسگر تصوير بتواند حتي از فرستندههاي متحرك نيز اطلاعات دريافت كند. استفاده از پيكسل مخابراتي از نوع جريان
امكان ساخت پيكسلها با مساحت كمتر را ممكن كرده است تا اين حسگر قادر باشد تا بوسيله جداسازي باسهاي انتقال داده در
سطح پيكسلها، همزمان با دو فرستنده ارتباط برقرار كند. از سوي ديگر، استفاده از پيكسلهاي نوع جريان امكان اتصال خروجي
پيكسلها براي جمع شدن جريان آنها را ميسر كرده است كه موجب استفاده از خطوط باس انتقال سيگنال به صورت بهينه شده
است. اين امر نيز به ايجاد فضاي خالي بيشتر براي رسم باسهاي داده در سطح پيكسلها كمك ميكند. اين حسگر به منظور
دريافت بهينه نور فرستنده، يك آرايه از پيكسلهاي مخابراتي با ابعاد قابل تغيير 1 در 1 تا 3 در 3 را براي دريافت اطلاعات از هر
فرستنده انتخاب ميكند و پس از ارسال جريان خروجي پيكسلهاي مخابراتي به تقويت كننده جريان به ولتاژ با بهره قابل برنامهريزي،
آن را براي پردازش به خارج از حسگر تصوير منتقل كند. متغير بودن بهره مانع از اشباع تقويتكننده با سيگنالهاي قوي ميشود.
نرخ تصويربرداري در اين حسگر 30 فريم برثانيه و پهناي باند بخش مخابراتي آن 33 / 9 مگاهرتز است. اين حسگر با تكنولوژي 180
نانومتر طراحي شده است.
چكيده انگليسي :
Nowadays, optical camera communication(OCC) as a part of optical wireless communication (OWC) is an emerging technology for data transmission. There is a particular type of image sensor (IS) among the current optical receivers that is designed specifically for OCC applications. This IS possesses two capabilities of imaging and receiving data from an optical transmitter. In this report, a new type of this IS has been proposed and designed containing 32x32 image pixels for imaging and 32x32 communication pixels for receiving optical signals. Each image pixel is a four-transistor pixel with voltage output, and each communication pixel is a two-transistor pixel with two current outputs. First, the image sensor takes an image from its opposite containing the transmitter LED, and send it to an external processor. The processor finds the transmitters locations using image processing algorithms to send their coordinates back to the image sensor. Then, according to the coordinates, only corresponding communication pixels start to receive data from the transmitter. This process happens continuously to enable the image sensor to receive data from moving transmitters. Using a current mode pixel for communication, has made it feasible to build pixels with the lower area. This IS is designed to receive two transmitters signals simultaneously by separating data transmission buses in the pixels' area. Moreover, in the proposed IS, depending on the transmitters image size, we can select a region of communication pixels to sum their currents, and their outputs easily connect to each other, which leads to the efficient use of data transmission buses. To receive communication signals efficiently, a variable-size window of 1x1 to 3x3 of communication pixels is selected for each transmitter. The sum of output currents of all the pixels in each window is sent to a variable gain TIA amplifier to produce output voltages to be processed by the external processor. Utilizing a variable gain amplifier prevents it from being saturated by high intensity optical signals. The image sensor has a 30 fps imaging part and a 9.33 MHz bandwidth in the communication section. The image sensor is designed in 180nm CMOS technology.
