Análisis y comparación de LI-FI como tecnología para la transmisión de datos en las comunicaciones inalámbricas
El desarrollo de nuevas tecnologías en el campo de las telecomunicaciones busca de cierta manera ofrecer nuevas alternativas de comunicación, ya sea mejorando sistemas existentes o implementando sistemas totalmente innovadores que tengan como objetivo el satisfacer las necesidades del usuario de una...
- Autores:
-
Pardo Rativa, Juan Camilo
- Tipo de recurso:
- Trabajo de grado de pregrado
- Fecha de publicación:
- 2016
- Institución:
- Universidad Cooperativa de Colombia
- Repositorio:
- Repositorio UCC
- Idioma:
- OAI Identifier:
- oai:repository.ucc.edu.co:20.500.12494/46457
- Acceso en línea:
- https://hdl.handle.net/20.500.12494/46457
- Palabra clave:
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WIFI
Comunicaciones inalámbricas
Multiplexación por división de frecuencia ortogonal (OFDM)
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Wireless communications
Orthogonal Frequency Division Multiplexing (OFDM)
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El desarrollo de nuevas tecnologías en el campo de las telecomunicaciones busca de cierta manera ofrecer nuevas alternativas de comunicación, ya sea mejorando sistemas existentes o implementando sistemas totalmente innovadores que tengan como objetivo el satisfacer las necesidades del usuario de una mejor manera. De acuerdo a esto en el año 2011 el físico alemán Harad Hass ha desarrollado un sistema de telecomunicaciones denominado “los datos a través de la luz”- este sistema tiene como base las características físicas de la fibra óptica. Principalmente la iniciativa radica en el envío de información a través de una bombilla LED, la cual varía en intensidad a una frecuencia que es imperceptible para el ojo humano. LIFI es conocida también como VLC (Comunicación por luz visible), esta tecnología usa todo el espectro de frecuencias que hacen parte de la luz visible (400-800) THz. Es decir, no usa ondas electromagnéticas si no fotones para la transmisión de datos. Ocasionando seguridad informática, iluminación de espacio y acceso a internet bajo un mismo sistema, uso en lugares donde WIFI no lo puede hacer como hospitales o aviones. Esta tecnología a comparación de WIFI tiene como principales características la seguridad y mayor velocidad de transmisión, las cuales convierten a LIFI en una alternativa demasiado llamativa para su investigación, desarrollo e implementación como tecnología comercial. Si hablamos de los riesgos a los que está expuesto el ser humano debido a la radiación electromagnética podemos decir que a largo plazo tendría afectaciones en su salud, lo anterior teniendo en cuenta que no es una teoría confirmada pero que de igual manera la OMS (Organización Mundial de la Salud) recomienda en gran medida evitar en lo posible todo tipo de exposiciones de este estilo. Y esto hace que LIFI sea la mejor alternativa para el uso de un sistema de transmisión de datos que no produzca en el ser humano daño en su integridad a mediano y largo plazo. Este documento está dividido en 3 capítulos comprendidos de la siguiente manera: el capítulo 1 hablara de la esquematización del tema, el capítulo 2 abarcara la esquematización teórica y el capítulo 3 un diseño del sistema li-fi en un ambiente indoor |
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Pardo Rativa, J. C. (2016). Análisis y comparación de LI-FI como tecnología para la transmisión de datos en las comunicaciones inalámbricas [Tesis de pregrado, Universidad Cooperativa de Colombia]. Repositorio Institucional Universidad Cooperativa de Colombia. https://repository.ucc.edu.co/handle/20.500.12494/46457 |
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Ángeles Barriga. Juan Eloy De Los “ESTUDIO Y SIMULACIÓN DE UN SISTEMA ACO-OFDM PARA COMUNICACIONES ÓPTICAS INALÁMBRICAS” ”, Proyecto fin de estudios, E.T.S.I. B. Sklar, Digital Communications, Prentice Hall, 2004. Capítulo 6, 7, 8. Daniela García,” Análisis y simulación de un modem utilizando la técnica digital QPSK”, Tesis de Maestro en Ciencias, México, octubre del 2013. Dobroslav Tsonev, Sinan Sinanovic and Harald Haas,” Novel Unipolar Orthogonal Frequency Division Multiplexing (U-OFDM) for Optical Wireless”, Institute for Digital Communications, Joint Research Institute for Signal and Image Processing, The University of Edinburgh, EH9 3JL, Edinburgh, UK, 2012. [32] Xiao Zhang, Svilen Dimitrov, Sinan Sinanovi´c, Harald Haas,” Optimal Power Allocation in Spatial Modulation OFDM for Visible Light Communications”, Institute for Digital Communications Joint Research Institute for Signal and Image Processing School of Engineering The University of Edinburgh EH9 3JL, Edinburgh, UK, 2012 Erick Alexander Peñaherrera Aguilar, “Modelización del diodo led, diseño y construcción de la interfaz del transmisor y receptor para un sistema de comunicación de luz visible mediante un diodo de luz blanca”, Tesis Previa A La Obtención Del Título De: Ingeniero Electrónico, Quito, Noviembre Del 2014. F. Barrami, Y. Le Guennec, E. Novakov, P. Busson,” An Optical Power Efficient Asymmetrically Companded DCO-OFDM for IM/DD Systems” IEEE 2014 Gustavo Javier Caiza Guanochanga, Jonathan Andrés Echeverría Chilla, “Diseño E Implementación De Un Modulador y Un Demodulador SSK (Space Shift Keying) Para Comunicación Por Luz Visible (Vlc) Utilizando La Fpga (Field Programmable Gate Array) Cyclone Iii De Altera “, Tesis Previa A La Obtención Del Título De: Ingeniero Electrónico, Quito, Noviembre Del 2013 http://www.xatakahome.com/la-red-local/comunicaciones-por-luz-visiblecuando-los bits-nos-lleguen-de-las-bombillas http://www.electronicosonline.com/etiqueta/lifi/ http://www.guachipedia.com/archives/led-sistemas-de-comunicacion-luzvisible http://blogthinkbig.com/vlc-comunicaciones-por-luz-visible/ https://www.academia.edu/6996573/CSE_Study_Paper_on_._LiFi_Technolog http://es.slideshare.net/fabys_86/que-es-la-ofdm. http://www.analfatecnicos.net/archivos/15.SistemasModulacionWikipedia.pdf http://www.dte.us.es/personal/sivianes/tcomu/Alteraciones.pdf J. 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Luiggi Cantos, Sahel Tapug,” Simulación del estándar de televisión digital ISDBtb basado en un esquema de modulación y demodulación OFDM implementado en MATLAB”, Guayaquil-Ecuador [24]http://www.sc.ehu.es/sbweb/energiasrenovables/MATLAB/datos/fourier/fouri er_1.html Marcos Cervetto,” Desarrollo de sistema OFDM sobre FPGA”, Tesis de grado de Ingeniería Electrónica, Argentina, Julio de 2010. Mavit Lorenzo, Miguel Armando, “Reducción de la complejidad de ecualización para sistemas MC-CDMA en canales variantes en el tiempo”, Proyecto fin de estudios, E.T.S.I. Michael Mefenza, Christophe Bobda,” FPGA IMPLEMENTATION O SUBCARRIERINDEX MODULATION OFDM TRANSCEIVER”, 2013 IEEE 27th International Symposium on Parallel & Distributed Processing Workshops and PhD Forum. 90 Michela Svaluto Moreolo, Raül Muñoz, and Gabriel Junyent,” Novel Power Efficient Optical OFDM Based on Hartley Transform for Intensity-Modulated Direct-Detection Systems”, JOURNAL OF LIGHTWAVE TECHNOLOGY, VOL. 28, NO. 5, MARCH 1, 2010. Oswaldo B. González Hernández,” Estudio de la aplicación de técnicas de modulación OFDM para comunicaciones ópticas guiadas en el canal infrarrojo”, Tesis doctoral, curso 2004/2005 Raed Mesleh, Sudharsan Ganesan, Harald Haas,”IMPACT OF CHANNEL IMPERFECTIONS ON SPATIAL MODULATION OFDM”, The 18th Annual IEEE International Symposium on Personal, Indoor and Mobile Radio Communications (PIMRC’07), 2007 89 Raed Mesleh, Hany Elgala, Harald Haas,” An Overview of Indoor OFDM/DMT Optical Wireless Communication Systems”, Jacobs University Bremen, Campus Ring 1, Research I, 28759 Bremen, Germany, 2010. Richard D. Roberts, Intel Sang-Kyu Lim, ETRI, “IEEE 802.15.7 Visible Light Communication: Modulation Schemes and Dimming Support”, IEEE Communications Magazine, March 2012 R. Abualhiga and H. Haas, “Subcarrier-Index Modulation OFDM,” in Proc. of the International Symposium on Personal, Indoor and Mobile Radio Communications (PIMRC), Tokyo, Japan, Sep. 13–16, 2009. Roque Sáenz Peña, “detección de señales binarias en presencia de ruido blanco gaussiano”, Teoría de las telecomunicaciones, Buenos Aires – Argentina Santiago Alberto Maldonado Puente, Byron Alexander Morales Cueva, “Diseño e Implementación De Un Modulador Y Demodulador OOk Para Comunicación Por Luz Visible (Vlc) Utilizando La Tarjeta FPGA Cyclone Iii De Altera”, Tesis Previa a La Obtención Del Título De: Ingeniero Electrónico, Quito, Noviembre Del 2013 88 Steven W. Smith, Ph.D, “The Scientist and Engineer's Guide to Digital Signal Processing”, Capítulo 12 "Spatial Modulation-OFDM" In the Proceedings of the 11th, International OFDM Workshop 2006 (InOWo'06), pp. 288-292, August30-31, 2006. Thilo Fath, Jirka Klaue, Harald Haas,” Coded Spatial Modulation applied to Optical Wireless Communications in Indoor Environments “, 2012 IEEE Wireless Communications and Networking Conference: PHY and Fundamentals Yichen Li, Dobroslav Tsonev and Harald Haas,” Non-DC-Biased OFDM with Optical Spatial Modulation”, Indoor and Mobile Radio Communications: Fundamentals and PHY Track, 2013 IEEE 24th International Symposium on Personal. |
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Principalmente la iniciativa radica en el envío de información a través de una bombilla LED, la cual varía en intensidad a una frecuencia que es imperceptible para el ojo humano. LIFI es conocida también como VLC (Comunicación por luz visible), esta tecnología usa todo el espectro de frecuencias que hacen parte de la luz visible (400-800) THz. Es decir, no usa ondas electromagnéticas si no fotones para la transmisión de datos. Ocasionando seguridad informática, iluminación de espacio y acceso a internet bajo un mismo sistema, uso en lugares donde WIFI no lo puede hacer como hospitales o aviones. Esta tecnología a comparación de WIFI tiene como principales características la seguridad y mayor velocidad de transmisión, las cuales convierten a LIFI en una alternativa demasiado llamativa para su investigación, desarrollo e implementación como tecnología comercial. Si hablamos de los riesgos a los que está expuesto el ser humano debido a la radiación electromagnética podemos decir que a largo plazo tendría afectaciones en su salud, lo anterior teniendo en cuenta que no es una teoría confirmada pero que de igual manera la OMS (Organización Mundial de la Salud) recomienda en gran medida evitar en lo posible todo tipo de exposiciones de este estilo. Y esto hace que LIFI sea la mejor alternativa para el uso de un sistema de transmisión de datos que no produzca en el ser humano daño en su integridad a mediano y largo plazo. Este documento está dividido en 3 capítulos comprendidos de la siguiente manera: el capítulo 1 hablara de la esquematización del tema, el capítulo 2 abarcara la esquematización teórica y el capítulo 3 un diseño del sistema li-fi en un ambiente indoorThe development of new technologies in the field of telecommunications seeks in a certain way offer new communication alternatives, either by improving existing systems or implementing totally innovative systems that have The objective is to satisfy the user's needs in a better way. Of According to this in 2011 the German physicist Harad Hass has developed a telecommunications system called "data through light" - this The system is based on the physical characteristics of the optical fiber. Mainly The initiative lies in the sending of information through an LED bulb, which it varies in intensity at a frequency that is imperceptible to the human eye. LIFI is also known as VLC (Visible Light Communication), this technology uses the entire spectrum of frequencies that are part of visible light (400-800) THz. That is, it does not use electromagnetic waves but photons for data transmission. Causing computer security, space lighting and internet access under the same system, use in places where WIFI cannot do it, such as hospitals or planes. Compared to WIFI, this technology has as its main characteristics the security and higher transmission speed, which make LIFI a alternative too flashy for research, development and implementation as commercial technology. If we talk about the risks to which the human being is exposed due to electromagnetic radiation we can say that in the long term it would affect in your health, the foregoing taking into account that it is not a confirmed theory but that in the same way the WHO (World Health Organization) recommends in To a great extent, avoid all kinds of exhibitions of this style as much as possible. And that makes LIFI the best alternative for the use of a transmission system of data that does not produce damage to the human being in its integrity in the medium and long term. This document is divided into 3 chapters comprised as follows: chapter 1 will talk about the schematization of the subject, chapter 2 will cover the theoretical schematization and chapter 3 a design of the li-fi system in an environment indoorsCapítulo I: Esquematización del tema. -- 1.1 Descripción del problema. -- 1.2 Justificación. -- 1.3. Objetivos. -- 1.3.1 Objetivo general. -- 1.3.2 Objetivos específicos. -- Capitulo II: Esquematización teórica. -- 2.1 Que es VLC. -- 2.2 Que es LI-FI. -- 2.3 Como funciona LI-FI. -- 2.4 Ventajas de LI-FI. -- 2.5 Desventajas de LI-Fi. -- 2.6 Estándar IEEE 802.15.7. -- 2.6.1 Modelo PHY I. -- 2.6.2 Modelo PHY II. -- 2.6.3 Modelo PHY III. -- 2.7 Técnicas de Comunicación utilizadas en LI-Fi. -- 2.7.1 Multiplexación Por División de Frecuencia Ortogonal (OFDM). -- 2.7.2 Modulación OFDM. -- 2.7.3 Demodulación OFDM. -- 2.7.4 Modulación óptica. -- 2.7.5 Modulación espacial de luz. -- 2.8 Elementos ópticos para la transmisión y recepción en Li-Fi. -- 2.8.1 Diodo emisor de luz (LED). -- 2.8.2 Detectores de luz. -- Capitulo III: Técnicas de modulación-demodulación para LI-FI. -- 3.1. OFDM. -- 3.1.1. Modulación QAM. -- 3.1.2. Modulación QPSK. -- 3.1.3. Transformada de Fourier. -- 3.1.4. Prefijo Cíclico. -- 3.1.5. Modulación Espacial OFDM (SM-OFDM). -- 3.1.6. Sistema de comunicaciones ópticas inalámbricas (OWC). -- 3.1.7. Canal óptico. -- 3.1.8. Demodulación QAM-QPSK. -- Capitulo IV: Desarrollo del sistema. -- 4.1. Transmisor. -- 4.1.1. DCO-OFDM. -- 4.1.2. ACO-OFDM. -- 4.1.3. Canal óptico. -- 4.2. Receptor. -- 4.2.1. DCO-OFDM. -- 4.2.2. ACO-OFDM. -- 4.3. Resultados. -- 4.3.1. Comparación entre sistemas. -- Conclusiones y recomendaciones. -- Bibliografía65 p.Universidad Cooperativa de Colombia, Facultad de Ingenierías, Ingeniería de Telecomunicaciones, BogotáIngeniería de TelecomunicacionesBogotáVLCWIFIComunicaciones inalámbricasMultiplexación por división de frecuencia ortogonal (OFDM)TG 2016 ITE 46457VLCWIFIWireless communicationsOrthogonal Frequency Division Multiplexing (OFDM)Análisis y comparación de LI-FI como tecnología para la transmisión de datos en las comunicaciones inalámbricasTrabajo de grado - Pregradohttp://purl.org/coar/resource_type/c_7a1finfo:eu-repo/semantics/bachelorThesisinfo:eu-repo/semantics/acceptedVersionNINGUNAinfo:eu-repo/semantics/closedAccesshttp://purl.org/coar/access_right/c_14cbÁngeles Barriga. Juan Eloy De Los “ESTUDIO Y SIMULACIÓN DE UN SISTEMA ACO-OFDM PARA COMUNICACIONES ÓPTICAS INALÁMBRICAS” ”, Proyecto fin de estudios, E.T.S.I.B. Sklar, Digital Communications, Prentice Hall, 2004. Capítulo 6, 7, 8.Daniela García,” Análisis y simulación de un modem utilizando la técnica digital QPSK”, Tesis de Maestro en Ciencias, México, octubre del 2013.Dobroslav Tsonev, Sinan Sinanovic and Harald Haas,” Novel Unipolar Orthogonal Frequency Division Multiplexing (U-OFDM) for Optical Wireless”, Institute for Digital Communications, Joint Research Institute for Signal and Image Processing, The University of Edinburgh, EH9 3JL, Edinburgh, UK, 2012. [32] Xiao Zhang, Svilen Dimitrov, Sinan Sinanovi´c, Harald Haas,” Optimal Power Allocation in Spatial Modulation OFDM for Visible Light Communications”, Institute for Digital Communications Joint Research Institute for Signal and Image Processing School of Engineering The University of Edinburgh EH9 3JL, Edinburgh, UK, 2012Erick Alexander Peñaherrera Aguilar, “Modelización del diodo led, diseño y construcción de la interfaz del transmisor y receptor para un sistema de comunicación de luz visible mediante un diodo de luz blanca”, Tesis Previa A La Obtención Del Título De: Ingeniero Electrónico, Quito, Noviembre Del 2014.F. Barrami, Y. Le Guennec, E. Novakov, P. 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Armstrong and B. J. C. Schmidt, “Comparison of Asymmetrically Clipped Optical OFDM and DC-Biased Optical OFDM in AWGN,” Communications Letters, IEEE, vol. 12, no. 5, pp. 343–345, May 2008.Jan-Jaap van de Beek,” Synchronization and Channel Estimation in OFDM Systems”, Lulea University of Technology Division of Signal Processing Lulea, Sweden, September 1998José Vergara,” Simulación de un esquema de modulación y demodulación OFDM utilizando un modelo de canal”, Tesis de grado de Ingeniería Electrónica y telecomunicaciones, Ecuador - 2008.Lixia Xiao, Xu He, Yue Xiao, Ping Yang, Shaoqian Li,”Low-Complexity NonCoherent Detection for Spatial Modulation OFDM Systems”, National Key Laboratory of Science and Technology on Communications, Chengdu 610054, China, 2012.Luiggi Cantos, Sahel Tapug,” Simulación del estándar de televisión digital ISDBtb basado en un esquema de modulación y demodulación OFDM implementado en MATLAB”, Guayaquil-Ecuador [24]http://www.sc.ehu.es/sbweb/energiasrenovables/MATLAB/datos/fourier/fouri er_1.htmlMarcos Cervetto,” Desarrollo de sistema OFDM sobre FPGA”, Tesis de grado de Ingeniería Electrónica, Argentina, Julio de 2010.Mavit Lorenzo, Miguel Armando, “Reducción de la complejidad de ecualización para sistemas MC-CDMA en canales variantes en el tiempo”, Proyecto fin de estudios, E.T.S.I.Michael Mefenza, Christophe Bobda,” FPGA IMPLEMENTATION O SUBCARRIERINDEX MODULATION OFDM TRANSCEIVER”, 2013 IEEE 27th International Symposium on Parallel & Distributed Processing Workshops and PhD Forum. 90Michela Svaluto Moreolo, Raül Muñoz, and Gabriel Junyent,” Novel Power Efficient Optical OFDM Based on Hartley Transform for Intensity-Modulated Direct-Detection Systems”, JOURNAL OF LIGHTWAVE TECHNOLOGY, VOL. 28, NO. 5, MARCH 1, 2010.Oswaldo B. 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