رفتن به محتوای اصلی
x
بررسی چالش های اغتشاش و حركت در مخابرات نوری چند آنتنی مبتنی بر دوربین در حمل و نقل هوشمند
تاریخ دفاع
استاد

فروغ السادات طباطباء

دانشکده
مهندسی برق و كامپیوتر

شبکه‌ اینترنت وسایل نقلیه امکان تبادلاطلاعات بین وسیله نقلیه، زیرساخت‌ها و عابرین پیاده را به منظور افزایش سطح ایمنیجاده‌ها فراهم می‌کند. به دلیل اشباع بودن باند امواج رادیویی، اتصال تمام وسایلنقلیه به شبکه اینترنت وسایل نقلیه با استفاده از امواج رادیویی امکان پذیر نیست. یکیاز بهترین راه‌حل‌های بحران طیف امواج رادیویی، استفاده از طیف امواج نور مرئی بهصورت مکمل طیف امواج رادیویی است. در محیط حمل و نقل، استفاده گسترده از دیودهاینوری (LED) برای تأمین روشنایی و استفاده روزافزون از دوربین‌ها در داخل خودروها و جاده‌ها فرصتی عالیبرای فناوری مخابرات نوری مبتنی بر دوربین  (OCC)   فراهم کرده است. پایین بودن نرخ فریم در دوربین‌ها باعثمحدود شدن سرعت تبادل اطلاعات در فناوری   OCC می‌شود. در این تحقیق، فناوری‌ چندآنتنی (MIMO)   برای حل این چالش بررسی شده است.

در این پژوهش، ما چالش‌های یک سیستم MIMO-OCC در محیط حمل و نقل را بررسی کرده و سپسبه ارائه راهکار برای حل این چالش‌ها می‌پردازیم.   سیستم MIMO-OCC در این رساله شامل یک چراغ راهنمایی در فرستنده است که LEDهای آن داده‌ها را به صورت جداگانه در کانال‌های موازی به دوربین یک خودرو در قسمت گیرنده ارسال می‌کنند.   فاصله کوچک چند میلیمتری بین LEDها در منابع نوری باعث می‌شود برخی ازعوامل مانند پرسپکتیو، فاصله فرستنده و گیرنده، حرکت خودرو، شرایط بد آب و هوا، اغتشاش، و عوامل داخلی دوربین باعث تداخل کانال‌های مجاور و در نتیجه افزایش تداخل بین پیکسل‌ها شوند. در این پژوهش چالش‌هایحرکت خودرو، اغتشاش، و عوامل داخلی دوربین روی یک سیستم MIMO-OCC در محیط حمل و نقل بررسی می‌شود.   ابتدا با کمک تابع انتشار نقطه تابش، تأثیر اغتشاش جو بررسی می‌شود. به همین منظور برای بررسی اثر اغتشاش شدید روی تداخل بین پیکسل‌ها، پارامتر DND و برای بررسی اغتشاش خیلی شدید پارامتر PSLED معرفی می‌گردد. همچنین تأثیر پارامترهای دوربین و LEDها در میزان اثر مخرب اغتشاش روی تداخل بین پیکسل‌ها مورد ارزیابی قرار می‌گیرد.  نتایج شبیه‌سازی‌ها نشان می‌دهد در حالت بدون اغتشاش جو، افزایش اندازه قطرLED ها از 10 mm به20 mm ، مقدار DND را برای لینک‌های به طول20 m ، 60 m   و 100 mبه ترتیب به اندازه تقریباً 1، 6 و 8عدد دیجیتال کاهش می‌دهد. حرکت خودرو یکی از بزرگترین چالش‌ سیستم‌های   MIMO-OCC در محیط حمل و نقل به حساب می‌آید.   در این پژوهش برای اولین بار تأثیر حرکت خودرو روی تابع انتشار نقطهتابش بررسی می‌شود. با حرکت خودرو تصویر LEDها در جهت حرکت خودرو روی حسگر تصویر پخش می‌شود.   بنابراین با افزایش سرعت حرکت  و سرعت زاویه‌ای خودرو، تداخل بین پیکسل‌ها افزایش و نسبت سیگنال به نویز ونسبت سیگنال به تداخل و نویز کاهش می‌یابد.   برای ارزیابی نتایج شبیه‌سازی‌ها در این تحقیق، یک کانال   MIMO-OCCدر محیط آزمایشگاهی پیاده‌سازی و نتایج آن با نتایج شبیه‌سازی‌ها مقایسه می‌گردد. در این مقایسه مشاهده می‌شود که نتایج آزمایشگاهی مطابقت خوبی با نتایج شبیه‌سازی‌ها دارند. در این تحقیق برای کاهش تأثیر عوامل مخرب روی سیستم   MIMO-OCC در محیط حمل و نقل از دو تکنیک کدگذاری فضایی و یادگیری عمیق استفاده می‌کنیم.کدگذاری فضایی می‌تواند طول کانال نوری را افزایش دهد اما باعث کاهش نرخ داده می‌شود. یادگیری عمیق نیز می‌تواند در تشخیص LEDها و داده‌های ارسالی کمک کند اما حجم پردازش در گیرنده را افزایش می‌دهد.


تحت نظارت وف ایرانی