Taşınabilir ve gezgin optiksel telsiz uygulamaları için optimum sistem parametrelerinin belirlenmesi
Özet
Tez çalışmasında, taşınabilir sistemler ve gezgin terminaller arası optiksel telsiz uygulamaları için optimum performansı sağlayacak sistem parametreleri tasarım, iletişim ve bağlantı parametreleri olmak üzere araştırılmıştır. Gönderici ve alıcı tasarımında mercek, laser, laser + mercek, dedektör, mercek + dedektör kombinasyonları analiz edilmiş ve önerilmiştir. Bağlantının kurulabilmesi ve sürekliliği için görüş çizgisinin sağlanması, görüş açısının etkisi ve algılama teknikleri saptanmıştır. İletişim parametreleri olarak Açma – Kapama Anahtarlama, Darbe Konum Modülasyon ve Sayısal Darbe Aralığı Modülasyon teknikleri karşılaştırılmış ve yüksek bandgenişliği verimi, uygulama kolaylığı nedenleri ile Açma-Kapama Anahtarlama kullanımının daha avantajlı olduğu bulunmuştur. İletim kaybı toleransı hesabını etkileyen faktörler her iki sistem türü için belirlenmiştir. Karadaki laser feneri ile İstanbul Boğazı’ndan geçen gemiler arası (biri sabit diğeri hareketli) gezgin terminal uygulama senaryosu için İstanbul Atatürk Havaalanı’nda 2004 – 2008 yıllarında ölçülen ve kaydedilen tüm gün görüş uzaklığı verileri kullanılarak atmosferik kayıp toleransı hesaplanmış ve BER=10-9 şartını sağlayacak minimum gönderici kaynak gücü bulunmuştur. Son olarak, geleceğe yönelik çalışma önerileri sunulmuştur. Abstract In this thesis, the design, communication and link parameters which define the optimum performance are investigated for optical wireless applications of portable systems and mobile terminals. Lens, laser, laser + lens, detector, lens + detector combinations are analyzed and suggested for the transmitter and receiver design. Line-of-sight connections, the effect of field-of-view and acquisition techniques are determined for the link establishment and continuity. The communication parameters, On-Off Keying, Pulse Position Modulation and Digital Pulse Interval Modulation techniques are compared and the use of On-Off Keying is found to be more advantageous because of the highest bandwidth efficiency and the simplicity. Factors affecting the link margin calculation are computed for both portable systems and mobile terminals. For the application scenario, based-on a coastal laser lighthouse and the ships sailing through the Bosphorus strait (fixed-to-mobile), the atmospheric attenuation link margin is estimated using the historical visibility observation data measured and recorded at Ataturk Airport of Istanbul during the years of 2004 – 2008 and the minimum transmitter power corresponding to BER = 10-9 requirement is obtained. Finally, suggestions for the future research are presented.