منصة الرسائل والاطاريح: الأداء ألعالي لنظام Li-Fi ألخارجي المستند على OFDM البصري الكامل في الاتصالات الخارجية

الخلاصة

تُعتبر تقنية ال (Li-Fi) تقنية واعدة للجيل الخامس وما بعده للتغلب على أزمة الطيف الترددي اللاسلكي (RF) في شبكات الاتصالات اللاسلكية وإجراءعملية إرسال عالية السرعة ، فهي بديلاً ممتازًا للترددات الراديوية في الشبكات اللاسلكية خلال السنوات القليلة الماضية لما لها من فوائد عديدة. تم اقتراح نظام Li-Fi في هذه الدراسة كشبكة لاسلكية ضوئية تتميز بأمان وقدرة وسرعة ارسال اعلى مقارنتا مع شبكة Wi-Fi. اقترحت هذه الدراسة محاكاة لنظام Li-Fi عالي الاداء مُناسبًا للتطبيقات الخارجية حيث يتم إرسال إشارة الضوء عبر مسار غير موجه وغير محدود يسمى قناة الفضاء الحر FSO. تم استخدام الصمام الثنائي الليزري LD كمصدر بصري للتخلص من قيود أنظمة Li-Fi التقليدية من حيث عرض النطاق الترددي لل LED ومعدل نقل البيانات ومسافة الإرسال. نظام ال Li-Fi المقترح عالي الاداء ومحصن ضد توهين قناة الفضاء الحرة بسبب استخدام بنية OFDM الضوئية بالكامل من خلال تنفيذ تحويلات فورير IFFT / FFT بالكامل في المجال البصري دون الحاجة للمكونات الكهربائية التي تحد من سرعة النظام وأدائه. نجحت هذه الدراسة في إنشاء التعامد بصريًا بين ثمانية إلى ستة عشر قناة من خلال اقتراح مخطط جديد لمولد مشط التردد البصري (OFCG) خاص لتطبيقات النطاق المرئي لتوليد ناقلات متعددة من صمام لثنائي ليزري مستمر واحد مع خاصية الضبط التحكمي، وهي ميزة مهمة لإنشاء التعامد بين الموجات الحاملة الفرعية المتولدة. إن OFCG المقترح بسيط مع طاقة و كفاءة عالية وتسطيحًا ممتازًا للخطوط المتولدة ، وكان عدد خطوط الترددية المولدة 52 مع قدرة قوية حوالي2 ديسيبل وتذبذب أقل من 0.5 ديسيبل على عرض نطاق حوالي 470 جيجاهرتز. تم بنجاح إنشاء إشارة AO-OFDM بين ثمانية وست عشرة قناة عبر 180 أو 340 جيجاهرتز من عرض النطاق الترددي على التوالي ، من خلال تنفيذ تحويل فوريير السريع العكسي البصري بالكامل (OIFFT) في جهة الارسال بناءً على OFGC و DWDM والجامع البصري ، كل قناة تحتوي على 20 G رمز / ثانية وتستخدم مضمن DP-IQ مع QPSK و 16- QAM مما يجعل إلاشارة المرسلة تحتوي على حوالي 5 ديسيبل من (PAPR) وكفاءة طيفية بالغة 4 و 8 بت / ثانية / هرتز لكل من QPSK و 16-QAM على التوالي. اما في الجانب المستقبل لاستعادة إشارة كل قناة ، يتم تنفيذ تحويل فورير السريع البصري بالكامل (OFFT) بلاعتماد على هيكلية خاصة مُقترحه من (MMI) والتأخيرات الزمنية. تمت محاكاة النظام بواسطة مجموعة تصميم VPI وتم تحليله من حيث BER ، ومخطط البُعد ، والطاقة المستقبلة ، وحقق النظام قوة استقبال جيدًة بمعدل بيانات مرتفع يصل إلى 1.28 تيرا بت في الثانية و BER منخفض يبلغ حوالي 1 × 1010- . تم استخدام عدة قيم لل (OSNR) (0-35dB ) ومسافات مختلفة للفضاء الحر (من 1 إلى 10 كم) تحت عدة اضطرابات وظروف جوية مختلفة لاختبار سلوك النظام المقترح. تعتبر ظروف الطقس من الخصائص الحرجة التي تؤثر على موثوقية وجودة أنظمة Li-Fi الخارجية. قامت هذه الدراسة بفحص ومحاكاة التوهين الجوي على نطاق واسع باستخدام MATLAB مع ظروف مختلفة وتقييم تأثير هذه الظروف على تصميم نظام Li-Fi المقترح. أظهر النظام أداءً لائقًا مع معدل الخطأ في البتات (BER) عند حوالي 1 × 10 3- وإشارة مستلمة تبلغ -45 ديسيبل مللي واط عند مسافة 10 كيلومترات وتحت اضطرابات جوية عالية.