توصيفگر ها :
نور پسزمينه , مخابرات نوري مبتني بر دوربين , نور فروسرخ , نسبت سيگنال به نويز , مخابرات نوري بيسيم
چكيده فارسي :
در سالهاي اخير، مخابرات نوري مبتني بر دوربين به عنوان يكي از شاخههاي نوين و اميدبخش ارتباطات نوري مطرح شده است كه با بهرهگيري از حسگرهاي تصوير به جاي آشكارسازهاي مرسوم، امكان تبادل داده را با استفاده از نور فراهم ميسازد. اين روش به ويژه در محيطهاي هوشمند، اينترنت اشياء و ارتباطات بينخودرويي، كاربردهاي چشمگيري يافته است. با وجود مزاياي قابل توجه، يكي از چالشهاي اصلي در عملكرد اين سامانهها، تاثير نور پسزمينه بر كيفيت و قابليت اطمينان سيستم مخابراتي است. در اين پژوهش، تاثير نور پسزمينهي محيط بر عملكرد و كارايي سيستم مخابرات نوري مبتني بر دوربين با فرستندهاي در طول موج فروسرخ مورد بررسي قرار گرفته است. حركت به سمت باند فروسرخ به دلايلي نظير جلوگيري از ايجاد خيرهكنندگي و سوسوزدن در ميدان ديد انسان، كاهش تداخل با منابع نور مرئي و بهرهمندي از پهناي باند وسيعتر انتخاب شده است. نوآوري اصلي اين پژوهش، مدلسازي نويز پسزمينه در شرايط واقعي نوري است كه با استفاده از دادههاي شبيهسازيشده و آزمايشهاي عملي انجام شده است. عملكرد سيستم در دو سناريوي كاربردي مورد ارزيابي قرار گرفته است: نخست، بررسي ميزان تاثير افزايش زمان نورگيري حسگر بر نسبت سيگنال به نويز؛ و دوم، ارزيابي تغييرات نسبت سيگنال به نويز با افزايش فاصله ميان منبع فرستنده و گيرنده در حضور نور پسزمينه.
نتايج حاصل نشان ميدهند كه در شرايط وجود نور محيطي با شدت 90 لوكس نسبت به حالتي كه نور پسزمينه نداريم، نسبت سيگنال به نويز ميتواند تا حدود 10 دسيبل كاهش يابد. اين يافتهها اهميت مدلسازي نويز نوري و بهينهسازي طراحي سامانههاي نوري مبتني بر دورببين در طول موج فروسرخ را نشان ميدهند و ميتوانند مبنايي براي توسعهي نسل جديدي از ارتباطات نوري مقاوم در برابر شرايط نوري متغير باشند.
چكيده انگليسي :
In recent years, optical camera communication has emerged as a promising and inno- vative branch of optical wireless communications, using image sensors instead of con- ventional photodetectors to enable data exchange through light. This approach has found important applications in smart environments, the Internet of Things (IoT), and vehicle- to-vehicle communications. Despite its advantages, one of the main challenges affecting the performance of these systems is the impact of background light noise on the quality and reliability of the communication link.
This research investigates the influence of background ambient light on the perfor- mance and efficiency of an optical camera communication system using an infrared wave- length transmitter. The choice of the infrared band is motivated by its advantages, in- cluding reduction of glare and flicker in human vision, minimization of interference from visible-light sources, and access to a wider bandwidth. The performance of the system is tested in two practical scenarios: first, by examining how increasing the sensor expo- sure time affects the signal-to-noise ratio (SNR); and second, by studying how the SNR changes as the distance between the transmitter and the receiver increases, especially when there is background light. According to the data, the SNR can drop by about 10 dB when there is 90 lux of background ambient light present, as opposed to when there is no back- ground light. These results emphasize the importance of accurately modeling optical noise and designing infrared optical camera communication systems in an optimized way. This work lays the groundwork for creating a new generation of reliable optical communication technologies that can perform well under different lighting conditions.