nghiên cứu công nghệ truyền thông bằng ánh sáng nhìn thấy vlc cho mạng 6g

Bạn đang xem bản rút gọn của tài liệu. Xem và tải ngay bản đầy đủ của tài liệu tại đây (797.68 KB, 20 trang )

Trang 1<div class="page_container" data-page="1">

NCKH SINH VIÊN CẤP TRƯỜNG NĂM 2024

Lại Văn Hoàn Lớp: KTVT K61Khoa: Điện – Điện tửNguyễn Văn ĐạtLớp: KTVT K61Khoa: Điện – Điện tửDương Hữu Cường Lớp: KTVT K61Khoa: Điện – Điện tửPhạm Thừa PhongLớp: KTVT K61Khoa: Điện – Điện tửNguyễn Thanh Tâm Lớp: KTVT K61Khoa: Điện – Điện tử

</div>Trang 2<div class="page_container" data-page="2">

Tính cấp thiết của đề tài

Việc lựa chọn nghiên cứu về Visible Light Communication trong mạng 6G đến từ nhận biết sâu sắc về tiềm năng của công nghệ này trong việc cải thiện hiệu suất và tính ổn định của mạng truyền thông. VLC không chỉ đơn thuần là một phương tiện truyền dẫn dữ liệu, mà còn là một cách tiếp cận mới mẻ và đầy tiềm năng để giải quyết các vấn đề phức tạp trong việc truyền thông không dây.

-Khắc phục các hạn chế của mạng 5G.-Tận dụng các ưu điểm của VLC.-Phát triển các ứng dụng mới.-Góp phần phát triển mạng 6G.

</div>Trang 3<div class="page_container" data-page="3">

NỘI DUNG CỦA ĐỀ TÀI

</div>Trang 4<div class="page_container" data-page="4">

Lịch sử phát triển mạng di động:

•1G: Cơng nghệ analog, hỗ trợ cuộc gọi thoại cơ bản.

•2G: Cơng nghệ kỹ thuật số, hỗ trợ SMS, cải thiện chất lượng cuộc gọi.•3G: Truyền dữ liệu thoại và dữ liệu ngồi thoại (email, hình ảnh).

•4G: Mạng 4G cung cấp tốc độ nhanh (100 Mbps - 1 Gbps), hỗ trợ 300-400 người

dùng/trạm phát, và cho phép trải nghiệm mượt mà với video Full HD và 4K.

•5G: Mạng 5G hoạt động trong dải tần số 30-300 GHz, hỗ trợ 1 triệu thiết bị/km²,

tốc độ cao hơn 10 lần so với 4G, và giải quyết vấn đề tốc độ chậm trong các sự kiện đơng người.

•6G:Mạng 6G cung cấp vùng phủ sóng tồn cầu, tốc độ truyền dữ liệu cực cao lên

đến 1 Tbps, độ trễ cực thấp cỡ micro giây và tích hợp AI, tạo ra bước đột phá trong viễn thông.

</div>Trang 5<div class="page_container" data-page="5">

CHƯƠNG 2:TỔNG QUAN VỀ CÁC CÔNG NGHỆ TRUYỀN THÔNG BẰNG ÁNH SÁNG VÀ CƠNG NGHỆ TRUYỀN THƠNG VLC

2.1. Cơng nghệ truyền thông bằng ánh sáng (OWC).

2.2. Công nghệ truyền thông khơng dây sử dụng ánh sáng nhìn VLC.

</div>Trang 6<div class="page_container" data-page="6">

2.1. Công nghệ truyền thông bằng ánh sáng (OWC)

- Giao tiếp không dây quang học (OWC) cho phép kết nối không dây sử dụng các dải hồng ngoại, khả kiến hoặc tia cực tím.

- Hứa hẹn sẽ thay đổi đáng kể thị trường không dây chủ yếu bị thống trị bởi công nghệ tần số vơ tuyến (RF).

- OWC có thể được áp dụng cho nhiều lĩnh vực khác nhau như công nghiệp, y tế, giao thông vận tải, những nơi công cộng

</div>Trang 7<div class="page_container" data-page="7">

Sự khác biệt giữa các loại công nghệ dựa trên truyền thống không

Tốc độ dữ liệu 6Gbps cho IEEE 802.11 & Tần số khoảng 60 GHz

Trong phạm vi vài 10 Gbps

40 Gbps

Dải quang phổ Sóng radinh sáng nhìn thấy được

Ánh sáng hồng ngoại/ Ánh sáng nhìn thấy được

Quy định quang phổ Có quy địnhKhơng kiểm soátCao

Mất đường dẫn CaoRất cao đối với NLOS Giao tiếp

Ứng dụng chính Truyền thơng & Định vị

Truyền thông & Ánh sáng

Bị ảnh hưởng nặng nề bởi môi trường

Hạn chế Bị ảnh hưởng bởi sự can thiệp bên ngoài

Chủ yếu là liên lạc khoảng cách ngắn

Chưa được triển khai rộng ,chi phí cao

</div>Trang 8<div class="page_container" data-page="8">

2.2. Công nghệ truyền thông không dây sử dụng ánh sáng nhìn VLC

 VLC, viết tắt của Visible Light Communication, là một công nghệ truyền thơng khơng dây sử dụng ánh sáng nhìn thấy để truyền dữ liệu.

 Công nghệ VLC sử dụng hai thành phần chính là nguồn phát và thiết bị thu:

• Nguồn phát là một thiết bị phát ánh sáng nhìn thấy: LED, đèn huỳnh quang, hoặc thậm chí là màn hình máy tính.

• Thiết bị thu là một thiết bị có thể nhận và giải mã dữ liệu được truyền bằng ánh

sáng nhìn thấy.

</div>Trang 9<div class="page_container" data-page="9">

2.3. Hạn chế chiếu sáng LED

 Kiểm soát độ mờ

 Kiểm soát màu sắc

 Giao tiếp không nhấp nháy

 Các hạn chế về ánh sáng LED rất quan trọng đối với việc điều chế và xử lý tín hiệu cho hệ thống VLC

</div>Trang 10<div class="page_container" data-page="10">

 Photodiode PN: bao gồm một loại p mỏng, có độ bền cao lớp pha tạp và chất nền loại n.

 Photodiode PIN: một vùng imrinsic bổ sung được kẹp giữa vùng loại p và vùng loại n trong photodiode PIN để cải thiện đáp ứng tần số và hiệu suất tần số cao.

 Photodiode tuyết lở (APD): các sóng mang do photon tạo ra tạo ra nhiều hơn cặp lỗ trống electron do va chạm với các eleetron giới hạn,

</div>Trang 11<div class="page_container" data-page="11">

 LOS liên kết

 NLOS liên kết không theo đường ngắm

2.5. Liên kết lan truyền

 Dựa vào việc có tồn tại đường dẫn dòng (LOS) giữa máy phát hay khơng và máy thu, các liên kết truyền có thể được phân thành 1 hai loại:

</div>Trang 12<div class="page_container" data-page="12">

 Các loại tạp âm khác nhau trong hệ thống VLC:

</div>Trang 13<div class="page_container" data-page="13">

-Đối với các hệ thống VL dựa trên phát hiện trực tiếp được điều chế theo cường độ (IM/DD).

-Công thức dung lượng kênh Shannon cổ điển được xem xét, tức là :

C = log(1 + SNR).

-Trong những năm gần đây, dung lượng của các mô hình kênh quang khơng dây khác nhau đã được nghiên cứu:

+Ví dụ:*kênh cường độ quang không gian tự do.

*kênh Poisson thời gian rời rạc và kênh cường độ quang không gian tự do cải tiến.

-Một số giới hạn côngsuất được rút ra dựa trên ba ràng buộc:

+Ràng buộc không âm, được minh họa như sau: P(x < 0) = 0.+Giới hạn công suất cực đại, được đưa ra bởi: P(x > A) = 0. +Ràng buộc cơng suất trung bình, được biểu thị bằng: E(x) ≤ P.

2.7. Dung lượng kênh

</div>Trang 14<div class="page_container" data-page="14">

VLC sử dụng băng thông siêu cao trong dải tần 400-800 THz, lớn hơn nhiều bậc so với băng thơng tần số vơ tuyến (RF), do đó tạo thành một kỹ thuật phù hợp cho các tình huống này trong 6G

Ứng dụng VLC trong 6G

CHƯƠNG 3: ỨNG DỤNG VLC TRONG MẠNG 6G

</div>Trang 15<div class="page_container" data-page="15">

• Ưu điểm lớn nhất của VLC là có thể cung cấp tốc độ truyền cao hơn các hệ thống khác.

• Hệ thống VLC tốc độ cao phân thành 2 loại: xử lý ngoại tuyến và xử lý thời gian thực.

• Hiện nay, nhiều công ty đang tập trung đưa VLC tốc độ cao vào thị trường thương mại. PureLiFi đã phát triển giao diện quang học hoạt động với các giải pháp băng tần cơ sở 802.11 để tích hợp LiFi vào các thiết bị thông minh

Ứng dụng VLC trong 6G

CHƯƠNG 3: ỨNG DỤNG VLC TRONG MẠNG 6G

</div>Trang 16<div class="page_container" data-page="16">

Hệ thống VLC không gian tự do dựa trên xử lí thời gian thực

CHƯƠNG 3: ỨNG DỤNG VLC TRONG MẠNG 6G

</div>Trang 17<div class="page_container" data-page="17">

Hệ thống VLC không gian tự do dựa trên xử lí thời gian thực

CHƯƠNG 3: ỨNG DỤNG VLC TRONG MẠNG 6G

</div>Trang 18<div class="page_container" data-page="18">

CHƯƠNG 3: ỨNG DỤNG VLC TRONG MẠNG 6G

Những thách thức và triển vọng của VLC trong 6G

</div>Trang 19<div class="page_container" data-page="19">

KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ

– UVLC đã đạt được tốc độ truyền cao hơn trên khoảng cách truyền lớn hơn. Tuy nhiên, các điều kiện bất lợi của môi trường dưới nước, chẳng hạn như sự suy giảm và tán xạ của ánh sáng nhìn thấy, sự thay đổi nhiệt độ nước, bong bóng dưới nước và sự chuyển động khơng đều của nước, có thể gây ảnh hưởng tới trạng thái và hiệu suất của kênh UVLC

– Hiện nay, các nghiên cứu về VLC đã được cập nhật trong tiêu chuẩn IEEE 802.15.7 và phần mở rộng của IEEE 802.11 cho truyền thông quang (IEEE 802.11bb)

– cần triển khai rộng rãi hơn các hệ thống VLC, không chỉ nhằm đạt đến các kỷ lục tốc độ mới mà còn để chứng minh hệ thống hoạt động tốt trên thực tế với các thành phần phổ biến và không đắt tiền. Ngoài ra, việc phát triển và triển khai thêm hệ thống lai ghép quang - vô tuyến sẽ khiến VLC trở thành một trong những công nghệ không dây quan trọng của 6G.

</div>Trang 20<div class="page_container" data-page="20">