Channel modelling and characterization for visible light communications

Görülebilir ışık haberleşmesi (GIH) aydınlatma altyapılarının kablosuz haberleşme amacıyla çift amaçlı kullanılmasını kapsamaktadır. Bu alana hem akademik hem de endüstriyel ilginin artmış olmasına rağmen literatürde gerçekçi GIH kanal modelleri bulunmamaktadır. Mevcut litetatürde geçmişte kızılötesi kanallar için geliştirilen modeller yeterli gerekçelendirmeler yapılmadan GIH sistemlerinin değerlendirilmesi için de kullanılmaktadır. Ancak görülebilir ışık ve kızılötesi bantların farklı karakteristik özelliklerinin olduğu bilinmektedir. Bu durum gerçekçi GIH kanal modellemesi yapılmasını gerektirmektedir. Literatürdeki bu açığı gidermek adına bu tez, GIH kanal modellemesi ve karakterizasyonu için kapsamlı bir çerçeve sunmaktadır. Tezde sunulan kanal modellemesi ışın izi takip metoduna dayanmaktadır. Simülasyon ortamı Zemax® adlı yazılımda oluşturulup ortam geometrisi, içindeki objeler, yüzey malzemeleri yansıma karakteristiği ve ışık kaynakları ile alıcılarının özellikleri girdi olarak verilmektedir. Vericide toplanan optik güç ve dolaylı/dolaysız ışın gecikmeleri özellikleri verilen kapalı alanlar için hesaplanmakta ve bunlara ilişkin kanal dürtü cevabı (KDC) uygun normalleştirmeler ile elde edilmektedir. Bu yöntem izlenerek bu tezde farklı kapalı alanlar için KDC'ler sunulmakta ve her ortam için kanal kazançları ve zaman dağılım parametreleri hesaplanmaktadır. Ayrıca, boş bir odada binlerce test noktasından toplanan geniş bir KDC kümesi kullanılarak GIH kanalları için istatiksel modeller de geliştirilmiştir. Son olarak, elde edilen KDC'ler kullanılarak IEEE 802.15.7 GIH standardındaki farklı çalışma modları için hata başarım değerlendirmesi yapılmıştır.