'
Научный журнал «Вестник науки»

Режим работы с 09:00 по 23:00

zhurnal@vestnik-nauki.com

Информационное письмо

  1. Главная
  2. Архив
  3. Вестник науки №5 (62) том 2
  4. Научная статья № 75

Просмотры  37 просмотров

Прокофьев С.А.

  


МЕТОДЫ МОДУЛЯЦИИ ТЕХНОЛОГИИ LI-FI *

  


Аннотация:
работа посвящена исследованию методов модуляции технологии Li-Fi (Light Fidelity), которая является перспективной альтернативой беспроводным сетям Wi-Fi. В рамках работы были изучены различные методы модуляции светового потока для обеспечения передачи данных c помощью световой волны. Результаты исследования могут быть использованы в разработке новых устройств и технологий на основе Li-Fi, а также в оптимизации существующих решений для повышения эффективности и стабильности передачи данных   

Ключевые слова:
модуляция, кодирование данных   


УДК 004.725.5

Прокофьев С.А.

студент магистратуры 2 года обучения,

Национальный исследовательский университет ИТМО

(г. Санкт-Петербург, Россия)

 

МЕТОДЫ МОДУЛЯЦИИ ТЕХНОЛОГИИ LI-FI

 

Аннотация: работа посвящена исследованию методов модуляции технологии Li-Fi (Light Fidelity), которая является перспективной альтернативой беспроводным сетям Wi-Fi. В рамках работы были изучены различные методы модуляции светового потока для обеспечения передачи данных c помощью световой волны. Результаты исследования могут быть использованы в разработке новых устройств и технологий на основе Li-Fi, а также в оптимизации существующих решений для повышения эффективности и стабильности передачи данных.

 

Ключевые слова: модуляция, кодирование данных.

 

Технология Li-Fi (Light Fidelity) использует связь видимого света (VLC) для беспроводной передачи данных на высоких скоростях с помощью световых волн вместо радиоволн. Данные передаются путем модуляции интенсивности источника света.

Методы модуляции, используемые в технологии Li-Fi:

  1. On-Off Keying (OOK): OOK - самая простая и наиболее часто используемая техника модуляции в Li-Fi. При модуляции OOK цифровые данные представлены наличием или отсутствием сигнала. Это означает, что при включении светодиода передается двоичная "1", а при выключении - двоичный "0". Приемник обнаруживает изменения в интенсивности светового сигнала и декодирует биты соответствующим образом. Модуляция OOK имеет несколько преимуществ в контексте технологии Li-Fi. Во-первых, это простой и эффективный метод кодирования данных, поскольку для передачи сигнала требуется всего один светодиод. Во-вторых, он обеспечивает высокий уровень безопасности, поскольку сигнал может быть легко заблокирован или перехвачен физическими препятствиями, такими как стены или мебель. Наконец, модуляция OOK обеспечивает высокую скорость передачи данных - до нескольких гигабит в секунду, что делает ее подходящей для приложений, требующих быстрой и надежной передачи данных. Однако модуляция OOK также имеет некоторые ограничения. Один из основных недостатков заключается в том, что она подвержена помехам от окружающих источников света, что может привести к ошибкам при передаче данных.
  2. Амплитудно-сдвиговая модуляция (ASK): ASK модулирует амплитуду источника света для представления двоичных данных. В этом методе амплитуда источника света изменяется в соответствии с передаваемыми двоичными данными. Импульс высокой амплитуды представляет двоичную единицу, а импульс низкой амплитуды - двоичный ноль. ASK обеспечивает лучшую спектральную эффективность, чем OOK, но более восприимчив к помехам.
  3. Частотно-сдвиговая модуляция (FSK): FSK модулирует частоту источника света для представления двоичных данных. В этом методе источник света переключается между двумя частотами для представления двоичных единиц и нулей. Высокочастотный импульс представляет двоичную единицу, а низкочастотный импульс - двоичный ноль. FSK обеспечивает более высокую устойчивость к помехам, чем ASK, но требует большей пропускной способности.
  4. Дифференциальная позиционная импульсная модуляция (DPPM): DPPM - это метод позиционной импульсной модуляции, который использует временную задержку между импульсами для передачи двоичной информации. В этом методе положение импульса смещается относительно его предыдущего положения для обозначения двоичной единицы, в то время как неизменное положение обозначает двоичный ноль. DPPM обеспечивает отличную помехоустойчивость, но требует точной синхронизации по времени.
  5. Широтно-импульсная модуляция (PWM): PWM изменяет ширину светового импульса для представления двоичных данных. В этом методе узкий импульс представляет двоичный ноль, а более широкий импульс - двоичную единицу [1]. PWM обеспечивает высокую спектральную эффективность и менее восприимчив к помехам, но требует точной синхронизации по времени.
  6. Модуляция с помощью манипуляции цветом (Color Shift Keying, CSK) это метод модуляции, при котором каждый символ кодируется путем изменения последовательности световых импульсов [2]. В Li-Fi каждый светодиод может быть программно настроен на генерацию определенной последовательности световых импульсов, которая соответствует определенному символу. При передаче данных, эти световые импульсы меняются в соответствии с передаваемой последовательностью символов. Одним из преимуществ использования CSK в Li-Fi является его способность работать в условиях шума и помех.

Эти методы модуляции можно комбинировать или использовать по отдельности, в зависимости от конкретных требований приложения. Например, OOK и ASK могут быть объединены, чтобы обеспечить лучшую спектральную эффективность и более высокую помехоустойчивость, чем любой из методов по отдельности. В целом, технология Li-Fi обеспечивает ряд преимуществ по сравнению с традиционными системами Wi-Fi, включая более высокую скорость передачи данных, повышенную безопасность и снижение уровня помех.

 

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ:

 

  1. Zeng, R. Green, and M. Leeson – Multiple pulse amplitude and position modulation for the optical wireless channel (дата обращения: 10.05.2023).
  2. IEEE Standard for Local and Metropolitan Area Networks, Part 15.7: Short ⁃ Range Wireless Optical Communication Using Visible Light, IEEE Std. 802.15.7⁃2011, 2011. doi: 10.1109/IEEESTD.2011.6016195. (дата обращения: 10.05.2023. 
  


Полная версия статьи PDF

Номер журнала Вестник науки №5 (62) том 2

  


Ссылка для цитирования:

Прокофьев С.А. МЕТОДЫ МОДУЛЯЦИИ ТЕХНОЛОГИИ LI-FI // Вестник науки №5 (62) том 2. С. 422 - 425. 2023 г. ISSN 2712-8849 // Электронный ресурс: https://www.вестник-науки.рф/article/8147 (дата обращения: 28.03.2024 г.)


Альтернативная ссылка латинскими символами: vestnik-nauki.com/article/8147



Нашли грубую ошибку (плагиат, фальсифицированные данные или иные нарушения научно-издательской этики) ?
- напишите письмо в редакцию журнала: zhurnal@vestnik-nauki.com


Вестник науки СМИ ЭЛ № ФС 77 - 84401 © 2023.    16+




* В выпусках журнала могут упоминаться организации (Meta, Facebook, Instagram) в отношении которых судом принято вступившее в законную силу решение о ликвидации или запрете деятельности по основаниям, предусмотренным Федеральным законом от 25 июля 2002 года № 114-ФЗ 'О противодействии экстремистской деятельности' (далее - Федеральный закон 'О противодействии экстремистской деятельности'), или об организации, включенной в опубликованный единый федеральный список организаций, в том числе иностранных и международных организаций, признанных в соответствии с законодательством Российской Федерации террористическими, без указания на то, что соответствующее общественное объединение или иная организация ликвидированы или их деятельность запрещена.