Effect of phase noise on the performance of coherent visible light communication systems

Görünür ışık iletişimi (VLC), LED tabanlı aydınlatma altyapısının veri taşıma yeteneğinden faydalanarak kablosuz iletişim için gelecek vadeden bir yaklaşımdır. Lazer diyot (LD) ile donatılmış beyaz ışık aydınlatmalarının ticari olarak piyasaya sürülmesi, yüksek performanslı eş evreli VLC sistemlerinin geliştirilmesi için eşsiz bir fırsat sunmaktadır. Geleneksel yoğunluk modülasyonu kullanan VLC'den farklı olarak, eş evreli VLC, lazerlerin üstün bant genişliği özelliklerini ve gelişmiş dijital sinyal işleme (DSP) tekniklerini kullanarak veri hızlarını önemli ölçüde artırır. Eş evreli alıcı şemaları oldukça stabil davranan tek renkli bir lazere lokal osilatör (LO) olarak ihtiyaç duyar. Ancak, lazerlerin gerçek uygulamalarında kendiliğinden emisyon ve taşıyıcı yoğunluğu dalgalanmaları nedeniyle faz gürültüsü oluşur. Bu çalışma, faz gürültüsünün tutarlı bir VLC sisteminin performansı üzerindeki olumsuz etkilerini kapsamlı bir şekilde analiz eder. Faz gürültüsünün olumsuz etkilerini azaltmak için bir faz kilitlemeli döngü (PLL) kullanılmasını öneriyoruz. PLL işleminden sonra kalan faz hatasının istatistiksel dağılımını karakterize ederek, çiftsel hata olasılığı (PEP) için yaklaşık bir kapalı form ifade türetiyoruz. Daha sonra, toplam bit hata oranını (BER) hesaplamak için bir birleşim sınırı oluşturulur. Elde edilen analitik ifadeler, kapsamlı simülasyonlarla onaylanarak doğruluk oranı teyit edilir ve faz gürültüsünün sistemin hata oranı performansı üzerindeki etkisi incelenir.