Please use this identifier to cite or link to this item:
https://olympias.lib.uoi.gr/jspui/handle/123456789/32183Full metadata record
| DC Field | Value | Language |
|---|---|---|
| dc.contributor.author | Megas, Georgios | en |
| dc.contributor.author | Μέγας, Γεώργιος | el |
| dc.date.accessioned | 2022-11-30T06:48:45Z | - |
| dc.date.available | 2022-11-30T06:48:45Z | - |
| dc.identifier.uri | https://olympias.lib.uoi.gr/jspui/handle/123456789/32183 | - |
| dc.identifier.uri | http://dx.doi.org/10.26268/heal.uoi.11995 | - |
| dc.rights | Attribution-NonCommercial-NoDerivs 3.0 United States | * |
| dc.rights | info:eu-repo/semantics/openAccess | * |
| dc.rights.uri | http://creativecommons.org/licenses/by-nc-nd/3.0/us/ | * |
| dc.subject | Visible light communications | en |
| dc.subject | Color Shift Keying | en |
| dc.subject | Wireless optical communications | en |
| dc.subject | Digital signal processing | en |
| dc.subject | Επικοινωνίες ορατού φωτός | el |
| dc.subject | Οπτικές ασύρματες επικοινωνίες | el |
| dc.subject | Ψηφιακή επεξεργασία σήματος | el |
| dc.title | Visible light communications based on Color Shift Keying scheme for indoor applications | en |
| dc.title | Επικοινωνίες ορατού φωτός βασισμένες σε μέθοδο Colour Shift Keying για εφαρμογές εσωτερικού χώρου | el |
| dc.type | info:eu-repo/semantics/masterThesis | * |
| heal.type | masterThesis | - |
| heal.type.en | Master thesis | en |
| heal.type.el | Μεταπτυχιακή εργασία | el |
| heal.classification | Wireless communication | - |
| heal.dateAvailable | 2022-11-30T06:49:46Z | - |
| heal.language | en | - |
| heal.access | free | - |
| heal.recordProvider | Τμήμα Μηχανικών Ηλεκτρονικών Υπολογιστών και Πληροφορικής | el |
| heal.publicationDate | 2022 | - |
| heal.bibliographicCitation | Βιβλιογραφία: σ. 50-52 | el |
| heal.abstract | Over the last years Light Emitting Diodes (LEDs) have become the most popular solution in modern lighting infrastructures. Their longer lifetime and significant lower consumption are the main reasons which gave them the lead in comparison with incandescent bulbs. Moreover, LEDs due to their ability to switch on and off at high frequencies can operate as transmitters while at the same time the humaneye cannot understand this switching activity. This means that along with the illumination of the space, there is also the possibility to create new optical wireless links. The new era of lighting infrastructures created the margin for wireless communication links which are indicated as Visible Light Communication (VLC). The new generation of wireless communications is characterized by high demands on carrier frequency, bandwidth, and of course the immunity from electromagnetic interference, areas which put the Radio Frequency (RF) spectrum under pressure. Satisfying these requirements with the present technology and infrastructure is a new technological challenge with VLC being considered as a very promising area for filling some of the technological gaps and complementing of the RF technology. The design of a VLC link for indoor applications is a complex task which requires to take into consideration many parameters. For instance, the dimming level whichx can be chosen by the user during the day, the color shift changes, and the flickering are some of the restrictions which the designer should consider. Moreover, techniques like Orthogonal Frequency Division Multiplexing (OFDM) with Wavelength Division Multiplexing (WDM) cannot be applied for the indoor applications because the above-mentioned requirements are not covered. To conclude, in order to achieve high data rates, the designer should focus not only to the modulation formats but also to hardware design of the transmitter and the receiver. The main goal of the dissertation is the development of an optical wireless link with a RGB LED in respect with the indoor lighting standards based on the IEEE Std. 802.15.7. For this purpose, the first stage involves the design and implementation of a RGB transmitter and a photodiode receiver which will operate based on Color Shift Keying (CSK) scheme. Furthermore, three channels were developed which operate in different wavelengths in the area of red, green and blue colors i.e., around 680 nm, 510 nm and 475 nm respectively. The second stage involves the implementation of a pseudorandom binary sequence (PRBS) for On-Off Keying modulation schemes. Approaching this topic from the receiver’s side the goal is to retrieve the incoming signals from the three channels of the photodiode. Towards this direction, a software-based algorithm in Matlab® was developed for the link characterization and bit error rate (BER) calculation. Moreover, in order to achieve robustness to the whole implementation clustering algorithms like K-Means and signal processing techniques were used. Finally, in order to extract the measurements on the transmitter and the receiver a printed circuit board (PCB) was constructed. | en |
| heal.abstract | Τα τελευταία χρόνια οι Δίοδοι Εκπομπής Φωτός (LED, light-emitting diode) έχουν γίνει η πιο δημοφιλής λύση στις σύγχρονες υποδομές φωτισμού. Η μεγαλύ- τερη διάρκεια ζωής τους και η σημαντικά χαμηλότερη κατανάλωση είναι οι κύριοι λόγοι που τους έδωσαν το προβάδισμα σε σύγκριση με τους λαμπτήρες πυρακτώ- σεως. Επιπλέον, τα LED λόγω της ικανότητάς τους να ανάβουν και να σβήνουν σε υψηλές συχνότητες μπορούν να λειτουργήσουν ως πομποί ενώ ταυτόχρονα το αν- θρώπινο μάτι δεν μπορεί να αντιληφθεί αυτή τη δραστηριότητα εναλλαγής κατά- στασης. Αυτό σημαίνει ότι παράλληλα με τον φωτισμό του χώρου, υπάρχει και η δυνατότητα δημιουργίας νέων οπτικών ασύρματων ζεύξεων. Η νέα εποχή των υ- ποδομών φωτισμού δημιούργησε το περιθώριο για ασύρματες συνδέσεις επικοινω- νίας που είναι γνωστές ως Επικοινωνίες Ορατού Φωτός (VLC, Visible Light Communication). Η νέα γενιά ασύρματων επικοινωνιών χαρακτηρίζεται από υψηλές απαιτήσεις στη συχνότητα του φέροντος σήματος, στο εύρος ζώνης και φυσικά την ατρωσία από ηλεκτρομαγνητικές παρεμβολές, απαιτήσεις που θέτουν υπό πίεση το φάσμα Ραδιοσυχνοτήτων (Radio Frequency - RF). Η ικανοποίηση αυτών των απαιτήσεων με την παρούσα τεχνολογία και υποδομή είναι μια νέα τεχνολογική πρόκληση μεxii το VLC να θεωρείται ως ένας πολλά υποσχόμενος τομέας για την κάλυψη ορισμέ- νων τεχνολογικών κενών αλλά και ως ένα επικουρικό μέσο για την τεχνολογία RF. Ο σχεδιασμός μιας ζεύξης VLC για εφαρμογές εσωτερικού χώρου είναι μια πολύπλοκη διαδικασία που απαιτεί να ληφθούν υπόψη πολλές παράμετροι. Για παράδειγμα, το επίπεδο έντασης το οποίο μπορεί να επιλέξει ο χρήστης κατά τη διάρκεια της ημέρας, η αλλαγή χρώματος και το τρεμόπαιγμα είναι μερικοί από τους περιορισμούς που πρέπει να λάβει υπόψη ο σχεδιαστής. Επιπλέον, τεχνικές όπως η Ορθογώνια Πολυπλεξία Διαίρεσης Συχνότητας (OFDM, Orthogonal Frequency Division Multiplexing) με Πολυπλεξία Διαίρεσης Μήκους Κύματος (WDM, Wavelength Division Multiplexing) δεν μπορούν να εξυπηρετήσουν εφαρ- μογές εσωτερικού χώρου επειδή δεν καλύπτονται οι προαναφερθείσες απαιτήσεις. Συμπερασματικά, για να επιτευχθούν υψηλοί ρυθμοί δεδομένων, ο σχεδιαστής θα πρέπει να επικεντρωθεί όχι μόνο στις μέθοδο διαμόρφωσης και διαχείρισης σήμα- τος αλλά και στη σχεδίαση του κατάλληλου υλικού του πομπού και του δέκτη. Κύριος στόχος της διπλωματικής εργασίας είναι η ανάπτυξη μιας οπτικής α- σύρματης ζεύξης με LED που λειτουργούν στο ορατό φάσμα με σεβασμό των προ- τύπων εσωτερικού φωτισμού που βασίζονται στο IEEE Std. 802.15.7. Για το σκοπό αυτό, το πρώτο στάδιο περιλαμβάνει τη σχεδίαση και κατασκευή ενός πομπού RGB και ενός δέκτη φωτοδιόδου που θα λειτουργούν βασισμένοι στο σχήμα Color Shift Keying (CSK). Επιπλέον, θα αναπτυχθούν τρία κανάλια που θα λειτουργούν σε διαφορετικά μήκη κύματος στην περιοχή των χρωμάτων κόκκινου, πράσινου και μπλε, δηλαδή περίπου 680 nm, 510 nm και 475 nm αντίστοιχα. Το δεύτερο στάδιο περιλαμβάνει την υλοποίηση μιας Ψευδοτυχαίας Δυαδικής Ακολουθίας (pseudorandom binary sequence - PRBS) για σχήματα διαμόρφωσης βασισμένα σε On-Off Keying. Προσεγγίζοντας το θέμα από την πλευρά του δέκτη, στόχος είναι ανακτηθούν τα εισερχόμενα σήματα που λαμβάνονται από τα τρία κανάλια της φωτοδιόδου με αντίστοιχη ευαισθησία στα χρώματα κόκκινο, πράσινο και μπλε. Για το λόγο αυτό, αναπτύχθηκε ένας αλγόριθμος στο Matlab® για τον χαρακτηρισμό ζεύξεων και τον υπολογισμό των σφαλμάτων. Επιπλέον, για να επιτευχθεί ευρωστία στο σύνολο της υλοποίησης χρησιμοποιήθηκαν αλγόριθμοι ομαδοποίησης όπως K-Means και τεχνι- κές επεξεργασίας σήματος. Τέλος, για να υποστηριχθούν οι μετρήσεις στον πομπόxiii και το δέκτη πραγματοποιήθηκε σχεδίαση και κατασκευή πλακέτας τυπωμένου κυκλώματος (PCB, Printed Circuit Board). | el |
| heal.advisorName | Τσιατούχας, Γεώργιος | el |
| heal.committeeMemberName | Τσιατούχας, Γεώργιος | el |
| heal.committeeMemberName | Ευθυμίου, Αριστείδης | el |
| heal.committeeMemberName | Τενέντες, Βασίλειος | el |
| heal.academicPublisher | Τμήμα Μηχανικών Ηλεκτρονικών Υπολογιστών και Πληροφορικής | el |
| heal.academicPublisherID | uoi | - |
| heal.numberOfPages | 52 σ. | - |
| heal.fullTextAvailability | true | - |
| Appears in Collections: | Διατριβές Μεταπτυχιακής Έρευνας (Masters) - ΜΗΥΠ | |
Files in This Item:
| File | Description | Size | Format | |
|---|---|---|---|---|
| Μ.Ε. ΜΕΓΑΣ ΓΕΩΡΓΙΟΣ 2022.pdf | 3.13 MB | Adobe PDF | View/Open |
This item is licensed under a Creative Commons License
