Xem mẫu
- Hội Thảo Quốc Gia 2015 về Điện Tử, Truyền Thông và Công Nghệ Thông Tin (ECIT 2015)
Hội Thảo Quốc Gia 2015 về Điện Tử, Truyền Thông và Công Nghệ Thông Tin (ECIT 2015)
Mô Hình Nghiên Cứu Thực Nghiệm Về Truyền Dữ
Liệu Thời Gian Thực Sử Dụng Ánh Sáng Đèn LED
Đỗ Trọng Tuấn1†, Hà Duyên Trung1†, La Văn Thiện1, Phan Van Huy1, Lương Tuấn Hải2
1
Viện Điện tử Viễn thông, Trường Đại học Bách khoa Hà Nội
2
Cục Thông tin liên lạc, Tổng cục Hậu cần kỹ thuật, Bộ Công an
†
Emails: {tuan.dotrong, trung.haduyen}@hust.edu.vn
Abstract— Trong bài báo này, chúng tôi đề xuất và thực thi một thông bằng ánh sáng nhìn thấy lần đầu tiên được đề xuất bởi
mô hình thực nghiệm truyền thông dữ liệu song công qua kênh Toshihiki Komine, Nhật Bản vào năm 2004 [1], sau khi ông có
truyền ánh sáng trắng giữa hai thiết bị đầu cuối như một nghiên cứu cơ bản về các đặc tính của đèn LED trong
PC/Embedded Computer, smartphone/tablet. Các thiết bị này chiếu sáng [2]. Và từ đó đến nay, công nghệ VLC được các
được kết nối với các Front-End qua cổng Universal Serial Bus
nhóm nghiên cứu trên thế giới tiếp tục phát triển mạnh mẽ như
(USB) 2.0 và một bộ chuyển đổi từ chuẩn USB sang RS232. Ở
phân lớp ứng dụng, chúng tôi phát triển một phần mềm được cài hiệp hội truyền thông bằng ánh sáng nhìn thấy tại Nhật Bản
trên thiết bị đầu cuối cho phép cấu hình các tham số và truyền (Visible Light Communications Consortium – VLCC) [3],
các dữ liệu (gồm chuỗi văn bản, ảnh) tới front-end. Ngoài ra, nhóm dự án OMEGA châu Âu [4], diễn đàn nghiên cứu thế
chúng tôi sẽ trình bày kiến trúc hệ thống truyền thông bằng ánh giới vô tuyến (the Wireless World Research Forum - WWRF)
sáng nhìn thấy (VLC-Visible Light Communications), nguyên [5] và rất nhiều nhóm nghiên cứu khác trên toàn thế giới. IEEE
mẫu thiết kế một testbed VLC song công sử dụng môi trường đã đưa ra chuẩn 802.15 dành cho một thế hệ mạng không dây
trong nhà. Các kết quả thực nghiệm đã đánh giá độ trễ truyền mới trong đó có VLC [6]. Có thể khái quát một số định hướng
thời gian thực phụ thuộc vào tốc độ và kích thước dữ liệu. Ngoài nghiên cứu chính của các nhóm VLC trên toàn thế giới như cải
ra, khoảng cách truyền dẫn sẽ được tăng lên nếu mô hình chuyển
thiện tốc độ và khoảng cách truyền dữ liệu [7-8], nghiên cứu về
tiếp đa chặng VLC được áp dụng.
các đặc tính kênh truyền [9-10], nghiên cứu các phương pháp
Keywords- Kênh truyền ánh sáng, truyền thông thời gian thực, điều chế [11] và một số định hướng nghiên cứu khác.
mô hình thực nghiệm. Trong bài báo này, chúng tôi trình bày về kiến trúc hệ thống
truyền dữ liệu (chuỗi văn bản, hình ảnh) thời gian thực bằng
I. GIỚI THIỆU ánh sáng đèn LED trắng. Một nguyên mẫu đã được thiết kế
Trong những năm trở lại đây, công nghệ truyền thông bằng testbed VLC song công để truyền dữ liệu môi trường trong nhà.
ánh sáng nhìn thấy (Visible Light Communications – VLC) Các kết quả thực nghiệm về tốc độ, kích thước dữ liệu và
ngày càng được các nhà khoa học quan tâm và nghiên cứu. Ý khoảng cách truyền dẫn dữ liệu thời gian thực qua kênh truyền
tưởng sử dụng Diode phát quang (Light Emitting Diode – ánh sáng trắng
LED) cho cả triển khai hạ tầng chiếu sáng và truyền tin xuất Phần còn lại của bài báo được tổ chức như sau: phần II
phát từ rất nhiều yếu tố thực tiễn. Hiện nay, LED được kỳ vọng trình bày mô hình hệ thống VLC bao gồm kiến trúc hệ thống,
sẽ thay thế các nguồn chiếu sáng truyền thống như đèn sợi đốt kênh truyền lý thuyết và mô hình thực nghiệm hệ thống VLC
và đèn huỳnh quang bởi chúng có rất nhiều điểm ưu việt như: môi trường trong nhà. Phần III đưa ra thiết kế chi tiết dựa trên
công suất tiêu thụ thấp, bền, tính thẩm mỹ cao và linh hoạt mô hình thực nghiệm trong thực tế và kết quả đạt được của mô
trong quá trình triển khai hạ tầng chiếu sáng… Do vậy, LED hình đã triển khai. Cuối cùng, chúng tôi kết luận bài báo trong
hứa hẹn sẽ là thiết bị chiếu sáng thế hệ mới trong tương lai, phần IV.
thay thế hoàn toàn các đèn sợi đốt và huỳnh quang. Bên cạnh II. MÔ HÌNH HỆ THỐNG VLC
đó, công nghệ sử dụng sóng tần số vô tuyến (Radio Frequency
- RF) đang bộc lộ rất nhiều nhược điểm như cạn kiệt tài nguyên
A. Kiến trúc hệ thống VLC
vô tuyến, băng thông hẹp và ảnh hưởng tới sức khỏe con
người, máy móc thôi thúc chúng ta đi tìm công nghệ mới giải Mô hình thiết kế kiến trúc hệ thống VLC song công được
quyết các vấn đề trên. Ngoài ra, LED là thiết bị bán dẫn có khả biểu diễn trên Hình 1. Hệ thống bao gồm các front-ends được
năng bật tắt ở tốc độ siêu cao. Bằng cách sử dụng ánh sáng kết nối với thiết bị đầu cuối để nhận dữ liệu từ lớp trên được
trắng để truyền tin, chúng ta có thể giải quyết được rất nhiều đưa xuống dưới dạng các tín hiệu điện hoặc đưa các tín hiệu
vấn đề còn tồn đọng của công nghệ RF và mở rộng băng thông thích hợp để các đầu cuối xử lý và giải mã tín hiệu. Mỗi front-
được xuống cho các thiết bị đầu cuối. Như vậy, LED không chỉ end cũng được kết nối với một LED và một Photodiode (PD)
được sử dụng như một thiết bị chiếu sáng thông minh mà còn để phát và thu tín hiệu quang. Dữ liệu được truyền nhận giữa
được sử dụng như một thiết bị truyền thông băng siêu rộng. hai đầu cuối qua các front-ends.
Hiện tại có rất nhiều dự án nghiên cứu khoa học trên thế Các đầu cuối cho phép người dùng truyền và nhận dữ liệu ở
giới về VLC đã và đang được triển khai. Công nghệ truyền là các chuỗi văn bản hoặc ảnh. Đầu cuối ở đây có thể là một
ISBN: 978-604-67-0635-9 437
437
- HộiHội
Thảo Quốc
Thảo Gia
Quốc 2015
Gia 2015vềvềĐiện
ĐiệnTử,
Tử,Truyền
TruyềnThông và Công
Thông và CôngNghệ
NghệThông
ThôngTinTin (ECIT
(ECIT 2015)
2015)
PC (Personal Computer), máy tính nhúng hay thậm chí là các n
smart phone. Một phần mềm được cài đặt tại mỗi thiết bị đầu Pr Pri (3)
cuối truyền, nhận và hiển thị dữ liệu. Phần mềm này có nhiệm i 1
vụ tạo ra các luồng bit nhị phân từ dữ liệu của người dùng và
đưa xuống lớp vật lý thành tín hiệu điện, qua một bộ chuyển
đổi chuẩn USB sang RS232 và đưa vào bộ phát của front-end.
Ở phía ngược lại, phần mềm có nhiệm vụ nhận luồng bit từ bộ
thu và khôi phục dữ liệu để hiển thị cho người dùng. Ngoài ra,
phần mềm này có khả năng tính toán trễ và thông lượng trễ khi
người dùng truyền một đoạn dữ liệu.
Terminal
Model for VLC Full-Duplex Terminal
Circuit
Bits Stream Bits Stream
Channel 1
LED Lens 01010101010 Concentrator PD
Hình 2: Mô hình kênh truyền VLC
VLC Frontend VLC Frontend
Sự phân bố năng lượng điện tại máy thu phụ thuộc vào sự
phân bố độ rọi của nguồn sáng. Độ rọi thể hiện độ sáng trên
PD Concentrator 01010101010 Lens LED một bề mặt được chiếu sáng. Cường độ sáng tại góc được
Channel 2 tính theo (4) dựa trên định luật Lambert’s Cosine [12]
Hình 1. Kiến trúc hệ thống VLC
I I 0 cos m (4)
Front-end là phần cứng bao gồm một bộ phát và một bộ Trên thực tế, phần lớn các LED thương mại được sản xuất
thu. Bộ phát nhận tín hiệu điện dạng xung theo dữ liệu truyền theo định luật Lambert’s Cosine. Cường độ sáng giảm khi góc
đi, chuyển đổi sang tín hiệu điện phù hợp để điều khiển cường tới tăng. Trong đó I(0) là cường độ sáng trung tâm của LED,
độ sáng của LED thay đổi theo tín hiệu đầu vào. Bộ thu nhận là góc bức xạ và m là bậc của sự phát thải Lumberton.
tín hiệu quang và chuyển đổi sang tín hiệu xung để đưa vào bộ Độ rọi ngang Ehor tại điểm A(x,y) cho bởi [12]
chuyển đổi RS232 sang USB. Ngoài ra, chúng tôi sử dụng I 0 cos m cos
LENs cho đèn LED để tập trung ánh sáng vào một góc khối Ehor (5)
nhỏ hơn nhằm tăng hiệu suất phát quang. Ở phía thu, một bộ Dd2
tập trung quang sử dụng ngay trước PD để giới hạn FOV (Field Trong đó Dd là khoảng cách giữa LED và bề mặt đặt máy thu.
of View) của PD nhằm hạn chế các nguồn ánh sáng không
mong muốn từ bên ngoài. C. Mô hình kênh truyền thực nghiệm
Trong phần này, chúng tôi tiến hành khảo sát kênh truyền ở
B. Kênh truyền VLC hai môi trường khác nhau nhằm đánh giá sự phụ thuộc của chất
Trong phần này, chúng tôi sẽ phân tích về lý thuyết về mô lượng hệ thống VLC vào môi trường thí nghiệm. Từ đó, có thể
hình kênh LOS trong nhà (Hình 2). Các thông số như suy hao rút ra kết luận về ưu nhược điểm của các môi trường kênh
đường và công suất quang nhận được rút ra dựa vào các thông truyền để điều chỉnh thiết kế hợp lý. Hình 3 và Hình 4 thể hiện
số đo sáng. Đây là đại lượng quan trọng cho việc lựa chọn đặc hai môi trường thí nghiệm thực tế.
tính của các đèn LEDs thích hợp được sử dụng trong thử
nghiệm thực tế sau này.
Mối liên hệ giữa công suất thu và công suất phát cho kênh
truyền VLC được biểu thị qua công thức sau:
Pr Pt LL (1)
Trong đó: LL hệ số suy hao trên đường truyền, được xác định
bởi [1]
(m 1) Ar
LL cos cos m (2)
2 D 2
Trong đó Ar là diện tích vật lý bề mặt photodiode, D là khoảng Hình 3. LED và PD đặt trong mặt phẳng nằm ngang
cách thu phát, là góc bức xạ tại máy phát, là góc tới phía Hình 3 cho thấy LED và PD được đặt trên cùng một mặt
phẳng. Với môi trường này, chúng ta phải che chắn để tạo ra
thu, m là bậc của LED Lumberton, 1/ 2 là bán góc tại nửa công một điều kiện thí nghiệm lý tưởng. Vì vậy, chúng có một số
suất phát, và nó xác định chiều rộng của chùm tia sáng của nhược điểm như: (1) hệ thống không thể hoạt động nếu PD
LED. hướng ra ngoài cửa sổ và chịu ảnh hưởng của các nguồn ánh
Trong trường hợp có nhiều kênh LOS, công suất nhận được sáng không mong muốn. (2) Mặt phẳng thí nghiệm phải ít bị
bằng tổng các công suất thu của mỗi đường LOS
438
438
- Hội Thảo Quốc Gia 2015 về Điện Tử, Truyền Thông và Công Nghệ Thông Tin (ECIT 2015)
Hội Thảo Quốc Gia 2015 về Điện Tử, Truyền Thông và Công Nghệ Thông Tin (ECIT 2015)
phản xạ và rất bằng phẳng để thỏa mãn điều kiện thẳng hàng muốn. Cuối cùng, tín hiệu đầu ra của mô-đun thu chính là xung
thu phát. Chính vì những lý do đó, rất khó để thiết lập thí điện để đưa vào bộ chuyển đổi RS232 sang USB (Hình 10).
nghiệm và nếu có thể sẽ tốn rất nhiều thời gian. TTL Signal
Differential signal
Receiver
Optical Channel
PD Decision 01010101 USB to COM Data
DC 5V-2A
Hình 10. Sơ đồ khối thiết kế phía thu
Sau khi thiết kế, Front-End được chế tạo và đóng gói như
minh họa trên Hình 11 để thuận tiện cho quá trình thí nghiệm
và di chuyển.
Hình 8. LED và PD đặt trong mặt phẳng dọc
Chính vì vậy, mô hình kênh truyền được thay đổi như trên
Hình 8. Trong mô hình này, các nguồn nhiễu từ bên ngoài được
hạn chế đi vào phía thu do: (1) LED và PD được đặt theo trục
đứng, (2) PD được đặt trong một ống PVC với độ sâu 8cm. Với
mô hình kênh truyền này, thí nghiệm có thể được thiết lập
nhanh chóng ở nhiều môi trường. Điều này vô cùng quan trọng
trong việc triển khai và đánh giá các testbed mới thiết kế.
III. THIẾT KẾ CHI TIẾT VÀ KẾT QUẢ ĐẠT ĐƯỢC
Hình 11. Front-end VLC song công
A. Đầu cuối thu phát VLC song công
B. Mô hình thực nghiệm và kết quả đạt được
Trong phần này sẽ trình bày mô hình thiết kế chi tiết của
front-end (đầu cuối thu phát) VLC song công có khả năng
truyền các dữ liệu đa phương tiện như văn bản hoặc hình ảnh. USB to TTL
Converter
0101010101 VLC Front - End
Như đã đề cập ở các mục trước, front-end gồm hai phần: mô-
đun phát và mô-đun thu nên thiết kế sẽ được trình bày lần lượt
theo hai khối như vậy.
Dữ liệu đầu vào của mô-đun phát là các xung tín hiệu điện
0V-3.3V từ bộ chuyển đổi USB sang RS232 (Prolific PL2303) COM PORT #1
biểu diễn luồng bit dữ liệu. Tín hiệu đi vào mô-đun phát được Full-duplex
khuếch đại (OPA211-TI) và tạo thành tín hiệu điều khiển LED PC or Embedded VLCTransfer
Testbed
1W Luxeon bật tắt. Đầu ra mô-đun phát là tín hiệu quang của
Computer
@ASELab
between 2 PC
đèn LED bật tắt theo xung đầu vào (Hình 9).
Transmitter Module
COM PORT #2
Differential signal TTL Signal
Channel
Data USB to COM 01010101 Amplifier LED
TTL to USB
0101010101 VLC Front - End
Converter
DC 5V-2A
Hình 12. Mô hình truyền tin sử dụng một đầu cuối
Hình 9. Sơ đồ khối thiết kế phía phát
Hình 12 chỉ ra mô hình thiết lập thí nghiệm cho testbed đã
Dữ liệu đầu vào của mô-đun thu là tín hiệu quang nhận thiết kế. Hai front-ends khác nhau được kết nối với hai cổng
được từ phía phát. Qua một đổi chuyển quang điện (PD RS232 riêng biệt của cùng một máy tính. Do vậy, có thể xem
Hamamastu S6968), tín hiệu sau đó đi qua một khối so sánh PC này mô hình hóa hai PC ảo riêng biệt. Dữ liệu dạng văn bản
(LM393 - TI) và quyết định để đưa ra dạng tín hiệu điện mong và hình ảnh được truyền trong thời gian thực giữa hai PC này.
439
439
- Hội Thảo Quốc Gia 2015 về Điện Tử, Truyền Thông và Công Nghệ Thông Tin (ECIT 2015)
Hội Thảo Quốc Gia 2015 về Điện Tử, Truyền Thông và Công Nghệ Thông Tin (ECIT 2015)
vào file log (Hình 15); (3) Truyền hình ảnh song công với định
dạng khác nhau, độ phân giải và tốc độ bit khác nhau, hiện thị
hình ảnh nhận được, đo độ trễ truyền dẫn và lưu vào file log.
Hình 15. Nội dung của tập tin logPing.txt
Sau đây là các kịch bản thí nghiệm khác nhau đã được thực
hiện để đánh giá khả năng truyền tin của hệ thống testbed
Hình 13. Giao diện phần mềm được cài trên đầu cuối: Text-transfer VLC song công thời gian thực.
mode Kịch bản 1: Đo độ trễ bằng lệnh PING
Gửi lệnh “Ping” tại các tốc độ bit khác nhau. Tại mỗi tốc
độ bit, lặp lại 20 lần và lưu dữ liệu vào một file log theo định
dạng transmit_time; receive_times; transmission_delay.
Kịch bản 2: Truyền gói tin (văn bản, hình ảnh)
Truyền văn bản ở tốc độ bit khác nhau trên cả hai kênh
truyền VLC. Tại mỗi tốc độ bit, lặp lại 10 lần với mỗi kênh
VLC đoạn văn bản “Visible Light Communications” và lưu dữ
liệu vào một file log theo định dạng: transmit_time;
receive_time; transmission_delay.
Truyền hai hình ảnh phổ biến: Foreman có dung lượng
7.7kB; độ phân giải 248×203 pixels, và Lena có dung lượng
31.6kB; độ phân giải 200×200 pixels. Tại mỗi tốc độ bit, thí
nghiệm được lặp lại 10 lần truyền và lưu giữ liệu vào một file
log với định dạng: transmit_time; receive_time;
transmission_delay.
3
Hình 14. Giao diện phần mềm được cài trên đầu cuối: Image-transfer Baud rate=19,2 (kbps)
mode Baud rate=28,8 (kbps)
Mô hình sử dụng một đầu cuối có một số ưu điểm ban đầu 2.5
như: (1) Dễ dàng thiết lập thí nghiệm, (2) dễ dàng lập trình để
tính toán trễ và thông lượng chính xác vì hai máy tính ảo (từ 2
một máy tính thật) sử dụng cùng một đồng hồ vật lý. Tuy
nhiên, chúng ta có thể thiết lập thí nghiệm với mô hình hai đầu
Delay (s)
1.5
cuối một cách đơn giản bằng cách thay đổi giao thức tính trễ
của phần mềm sử dụng cơ chế phản hồi (feedback). Lúc này
chúng ta sẽ vẫn tính toán trên một đồng hồ vật lý của đầu cuối 1
phát dữ liệu và nhận feedback trở về.
Phần mềm được sử dụng trong các thí nghiệm VLC (Các 0.5
Hình 13 và Hình 14) được thiết kế cho thí nghiệm truyền dữ
liệu thời gian thực với những chức năng chính sau đây: (1) đo
0
độ trễ truyền thông qua lệnh “Ping”. Các nhãn thời gian của 0 1 2 3 4 5 6 7
các gói tin “Ping” tại thời điểm bắt đầu phát gói tin ở máy phát Data (kbyte)
và thời điểm nhận được gói tin ở máy thu được ghi lại. Các giá Hình 16. Độ trễ gói tin theo kích thước dữ liệu ở các tốc độ baud rate
trị độ trễ được tính toán dựa trên các nhãn thời gian và lưu vào khác nhau 19,2 kbps và 28,8 kbps, khoảng cách truyền dẫn 80 cm
các file log, với mô hình hai đầu cuối, chúng ta se thay đổi
giao thức bằng cách phía thu gửi một bản tin feedback về máy Thực hiện đo độ trễ của quá trình truyền dữ liệu các gói tin
phát, sau đó máy phát nhận được và ghi lại thời gian nhận truyền với hai tốc độ khác nhau lần lượt là 28,8kbps và
được gói feedback và tín hành tính toán; (2) Truyền văn bản 19,2kbps. Với mỗi tốc độ chúng tôi thực hiện thí nghiệm 7 lần.
song công với tốc độ bit khác nhau, đo độ trễ truyền và lưu Kích thướng gói tin tăng từ 1kbyte đến 7kbyte. Từ đó ta thu
440
440
- HộiHội
Thảo Quốc
Thảo Gia
Quốc 2015
Gia 2015vềvềĐiện
ĐiệnTử,
Tử,Truyền
TruyềnThông và Công
Thông và CôngNghệ
NghệThông
ThôngTinTin (ECIT
(ECIT 2015)
2015)
được đồ thị để so sánh độ trễ gói tin theo kích thước dữ liệu ở chung và VLC nói riêng khi tín hiệu có ích trên đường truyền
2 baud rate trên. Kết quả được thể hiện Hình 16 cho thấy sự bị suy hao và can nhiễu theo khoảng cách.
sai khác về độ trễ truyền tin ở các tốc độ baud rate khác nhau.
Điều này được giải thích là khi tốc độ cao hơn cho ta độ trễ Baud rate 19,2 (kbps)
nhỏ hơn vì bộ thu thực hiện tách dữ liệu nhanh hơn, kênh 3.5
Single-hop
truyền ít bị nhiễu hơn và ngược lại đối với tốc đọ baud rate Two-hop
thấp hơn thì độ trễ sẽ tăng lên. 3
C. Đề xuất mô hình đa chặng song công sử dụng nút chuyển 2.5
tiếp
Trong các công nghệ truyền thống như vô tuyến (RF) hay 2
Delay (s)
cáp sợi quang, mô hình đa chặng được sử dụng rất nhiều để
tăng khoảng cách và chất lượng truyền tin. Đây là một giải 1.5
pháp rất hay vì chúng ta không cần phải thiết kế lại front-end
mà vẫn có thể kéo dài khoảng cách truyền tin. Vì vậy, sử dụng 1
các nút chuyển tiếp nhằm tăng khoảng cách truyền tin trong
công nghệ VLC là xu hướng tất yếu. 0.5
FRONT-END PC/Embedded Device FRONT-END 0
0 1 2 3 4 5 6 7
COM #1 COM #2
Transmitter Transmitter
Data (kbyte)
Hình 18. Độ trễ gói tin theo kích thước dữ liệu cho hệ thống đơn chặng
Receiver RELAY Device Receiver
có khoảng cách truyền dẫn 80 cm và đa chặng (2 chặng) có khoảng cách
truyền dẫn 160 cm, ở cùng tốc độ baud rate 19,2 kbps.
OPTICAL Channel OPTICAL Channel
PC/Embedded Device
FRONT-END VLC RELAY FRONT-END PC/Embedded Device
IV. KẾT LUẬN
Transmitter MODEL Transmitter VLC là giải pháp công nghệ truyền thông hứa hẹn nhiều
triển vọng, giải quyết được nhiều vấn đề về tài nguyên, băng
Source Device Receiver Receiver Dest Device
thông hay tính an toàn của công nghệ RF. VLC có thể trở thành
Hình 17. Mô hình chuyển tiếp đa chặng (2 chặng) song công sử dụng công nghệ truyền tin/chiếu sáng thể hệ mới và sẽ sớm được
nút chuyển tiếp trong VLC ứng dụng vào thực tiễn. Trong bài báo này, chúng tôi đã đưa ra
Hình 17 là thể hiện của mô hình đa chặng sử dụng nút kiến trúc một hệ thống VLC cơ bản, mô hình kênh truyền môi
chuyển tiếp trong VLC. Trong mô hình này, hai đầu cuối là trường trong nhà của VLC nhằm phân tích và đánh giá các tác
“Source Device” và “Dest Device” sẽ không truyền thông trực động môi trường ảnh hưởng đến chất lượng hệ thống. Tiếp
tiếp mà thông qua một nút chuyển tiếp là “RELAY Device”. theo, chúng tôi nghiên cứu và thiết kế front-end nhằm chứng
Dữ liệu từ “Source Device” được đẩy xuống Front-End sau đó minh khả năng truyền tin của ánh sáng trắng, một số kết quả
được thu bởi front-end của “RELAY Device” từ cổng COM thực nghiệm đã đánh giá độ trễ truyền thời gian thực phụ thuộc
#1. “RELAY Device” không trực tiếp chuyển tín hiệu điện môi trường, tốc độ và kích thước dữ liệu. Cuối cùng mô hình
này sang cổng COM #2 mà sẽ giải mã sau đó mới truyền dữ đa chặng song công được đề xuất nhằm làm tăng khoảng cách
liệu xuống cổng COM #2 nhằm giảm thiểu sai sót tối đa. Quá truyền tin.
trình tương tự khi “RELAY Device” truyền dữ liệu sang “Dest
TÀI LIỆU THAM KHẢO
Device”. Dữ liệu từ “Dest Device” được truyền sang “Source
Device” cũng bằng cách như vậy tuy nhiên theo hướng ngược [1] T. Komine, M. Nakagawa, “Fundamental analysis for visible light
communication system using LED lights”, IEEE Trans. on Consumer
lại. Elec. 50 (2004) 100–107.
Thực hiện truyền dữ liệu gói tin trên cùng 1 tốc độ baud [2] T. Komine, Y. Tanaka, S. Haruyama, “Basic study on visible-light
rate 19,2kbps với hai kịch bản khác nhau: đơn chặng (80cm) communication using light emitting diode illumination”, In: Proceedings
và hai chặng (160cm). Truyền dữ liệu đa chặng dựa trên đặc of 8th International Symposium on Microwave and Optical Technology,
tính chuyển tiếp khôi phục dữ liệu và bù công suất phát. 2001, pp. 45–48.Haruyama, S.: Visible light communication. IEEE
Trans. on IEICE J86-A (2003) 1284–1291.
Chúng tôi thực hiện 7 lần truyền gói tin trong mỗi kịch bản
[3] VLCC, “Visible Light Communications Consortium”, Japan 2008.
với kích thước gói tin tăng dần từ 1kbyte đến 7kbyte. Sau đó,
[4] “Home Gigabit Access project”, funded by European Framework 7,
kết quả thu được như trên Hình 18 so sánh độ trễ giữa hai kịch http://www.ict-omega.eu/.
bản truyền dữ liệu đơn chặng và đa chặng khi tốc độ dữ liệu [5] “Wireless World Research Forum.” http://www.wireless-world-
cố định tại 19.2kbps. Nhìn vào đồ thị có sự khác biệt ở độ trễ research.org/.
là do khoảng cách truyền nhận, nhiễu và khoảng thời gian khôi [6] IEEE, “IEEE P802.15 Working Group for Wireless Per-sonal Area
phục , bù công suất gây ra. Networks (WPANs)” 2008.
Nhìn chung. mô hình đa chặng là giải pháp để tăng khoảng [7] J. Vucic, C. Kottke, S. Nerreter, K. Habel, A. Buttner, K. D. Langer and
J. W. Waleski, “125 Mbit/s over 5 m Wireless Distance by Use of OOK-
cách đối với bất cứ hệ thống thông tin vô tuyến/hữu tuyến nói
441
441
- HộiHội
Thảo Quốc Gia 2015 về Điện Tử, Truyền Thông và Công Nghệ Thông Tin (ECIT 2015)
Thảo Quốc Gia 2015 về Điện Tử, Truyền Thông và Công Nghệ Thông Tin (ECIT 2015)
Modulated Phosphorescent White LEDs”, Processing of 35th European [12] Z. Ghassemlooy, W. Popoola, S. Rajbhandari. Optical Wireless
Conf. of Opt. Commun. (2009). Communication: System and Channel Modelling with Matlab. 2012,
[8] G. Cossu, A. M. Khalid, “3.4 Gbit/s Visible Optical Wireless CRC Press.
Transmission Based on RGB LED”, Optics Express, Vol. 20, No. 26,
2012, pp. B501-B506.Y. Zheng and M. Zhang, Visible Light
Communications Recent Progresses and Future Outlooks, Proc. of
Photonics and Optoelectronics Conf. (2011) 1-6.
[9] X. Zhang, K. Cui, “Experimental Characterization of Indoor Visible
Light Communcation Channels” 8th IEEE International Symposium on
Communications Systems, 2011.
[10] R. Cheng, X. Yan, “Indoor multi-source channel characteristic for
visible light communication”, The Jounal of China University of Posts
and Telecommunications, 2013.
[11] R. Mesleh, H. Elgala and H. Hass, “Optical Spatial Modulation,”
Journal of Optical Communications and Networking, Vol. 3, No. 3,
2011.
442
442
nguon tai.lieu . vn
