منصة الرسائل والاطاريح: تحسين المحاكاة لنظام الاتصالات الضوئية اللاسلكية تحت الماء

الخلاصة

أن إرسال واستقبال البيانات والمعلومات لاسلكياً في البيئة المائية يدعى بالاتصال اللاسلكي تحت الماء (UWC) والذي يتم بواسطة استخدام الحاملات اللاسلكية والتي تقسم إلى ثلاث انواع : الموجات الصوتية، والموجات الراديوية، والموجات الضوئية. في هذا العمل تم التركيز على الموجات الضوئية واستخدامها كحاملات لاسلكية لتصميم وتشكيل نظام اتصال لاسلكي ضوئي تحت الماء (UWOC). إن استخدام هذا النوع من الحاملات اللاسلكية في هذا العمل بسبب نطاق الإرسال الواسع الذي تملكه وبالتالي فأن معدل إرسال البينات سوف يكون كبير جداً مقارنتاً بالنوعين الآخرين (الحاملات الصوتية والحاملات الراديوية) وبسبب هذه الميزة فإن العديد من الباحثين اهتمو بتصميم انواع مختلفة من أنظمة الاتصال اللاسلكي الضوئي تحت الماء والتي لها استخدامات عديده مثل الاستكشافات البحرية والرصد البيئي والاستخدامات العسكرية وغيرها. ورغم هذه المميزات لهذا النوع من الإتصال اللاسلكي الا ان امتصاص الماء للضوء وتشتته بواسطة الجسيمات والاحياء الموجوده في البيئة المائية والضوضاء المصاحبة لعملية الإرسال والاستقبال تعد أبرز العوائق التي تواجه هذا النظام. في هذا العمل تم اقتراح نوعين من التضمين بالإضافة إلى التقنيات السانده الأخرى. النوع الأول هو QPSK مع تقنية OFDM والنوع الثاني هو OOK واستُخدم معه ثلاث أشكال من النبضات NRZ, CSRZ,) (Manchester code ويتم التحقق من فعالية نظام الاتصال اللاسلكي الضوئي من خلال استخدام مسافات إرسال متعدده مع انواع الماء المختلفة (الماء الصافي، الماء الساحلي، والماء العكر). بالإضافة إلى ذالك تم محكاه النظام باستخدام 1×1 SISO و تكوينات مختلفة من MIMO وبمعدلات بينات مختلفة. قدم النظام المقترح ان استخدام تقنية 8×8 MIMO مع نظام UWOC هو أفضل من التقنيات المستخدمة الأخرى من حيث أقصى مسافة إرسال ومعدل الخطأ في البيانات BER. وقد أظهر النظام ان أداء نوعي التضمين المقترح QPSK-OFDM وcode OOK-Manchester مع تقنية 8×8 MIMO افضل من OOK-NRZ و OOK-CSRZ تحت نفس الظروف. فقد حقق QPSK-OFDM مع 8×8 MIMO مسافة ارسال تقريبا 22.1م ومعدل خطا ((BER يساوي 6×10-8 عند معدل ارسال 20 جيجابت في الثانية في الماء العكر اما في OOK-Manchester فقد حقق مسافة 24.5م ومعدل خطا BER)) يساوي2×10-7 عند معدل ارسال 10 جيجابت في الثانية وفي الماء العكر. بالمقارنة فان التقنيات المقترحة في هذا العمل تحقق مسافات ارسال ومعدلات خطا افضل من الاعمال السابقة عند نفس الظروف.