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Type: Dissertação
Title: Controle de potência para aumento da eficiência energética em sistemas de comunicações ópticas por luz visível
Authors: Douglas Kataki Paixão
First Advisor: Andrea Chiuchiarelli
First Co-advisor: Davies William de Lima Monteiro
First Referee: Luciana Pedrosa Salles
Second Referee: Vítor Gouvêa Andrezo Carneiro
Abstract: Comunicações Ópticas sem Fio ou Optical Wireless Communications (OWC) é uma tecnologia bastante emergente, com alto interesse pela indústria e pela academia. Esse alto interesse nessa tecnologia é devido a esta ser uma proposta alternativa complementar ou substitutiva para os sistemas em rádio frequência (RF). Esta motivação está bastante atrelada à escassez do espectro de frequências utilizado nas comunicações RF. Os sistemas OWC podem ser classificados como, indoor e outdoor, e são utilizados para sua transmissão LED ou laser. Em particular, os sistemas baseados em LED são conhecidos como Sistemas de Comunicações em Luz Visível ou Visible Light Communications (VLC), sistemas esses que ganharam mais relevância devido a ampla difusão dos LEDs como fontes de iluminação. A economia de energia elétrica decorrente do uso dos LEDs é provavelmente um dos benefícios mais importantes que podem ser obtidos usando-se sistemas VLC. Podemos considerar que um dos maiores consumos de energia elétrica hoje é devido a utilização de lâmpadas para luz ambiente e por essa razão, o desenvolvimento de fontes de luz mais eficientes é demasiadamente importante. Algumas vantagens dos sistemas VLC em relação à sua contraparte em RF são: amplo espectro para utilização, fácil implementação, baixo custo, alta eficiência energética, seguro para a saúde humana, não interferem com sistemas RF e podem ser aplicados nas áreas de segurança da informação. Neste contexto, surge a necessidade de garantir uma eficiência energética óptica cada vez maior em sistemas VLC, o que pode ser alcançado por meio de estratégias de controle de potência utilizado na transmissão de dados. Este trabalho traz uma análise por meio de equações que modelam matematicamente os sistemas VLC de diversos cenários em que são aplicados um controle na potência óptica transmitida para que a potência recebida permaneça entre limites pré-estabelecidos. Além do controle da potência executado, foi também incluído um sistema de posicionamento interno utilizando a tecnologia VLC. Esse sistema tem por objetivo conseguir a posição do receptor e aliado a esta informação, direcionar a potência transmitida para este ponto, no intuito de despender uma potência que satisfaça às condições impostas ao controle da potência.
Abstract: Optical Wireless Communications (OWC) is a technology very emerging, with high interest in industry and academia. This high interest in this technology is due to this being a complementary or substitutive alternative proposal for the radio frequency (RF) systems. This motivation is closely linked to spectrum scarcity of frequencies used in RF communications. OWC systems can be classified as indoor and outdoor, and are used for your LED or laser transmission. In particular, LED based systems are known as Visible Light or Visible Communications Systems Light Communications (VLC), systems that have gained more relevance due to the wide diffusion of LEDs as sources of lighting. The energy savings resulting from the use of LEDs is probably one of the most important benefits that can be gained by using VLC systems. We can consider that one of the biggest consumptions of electric energy today is due to the use of lamps for ambient light and for that reason, the development of light more efficiently is all too important. Some advantages of VLC systems in comparison to its RF counterpart are: broad spectrum for use, easy implementation, low cost, high energy efficiency, safe for human health, do not interfere with RF systems and can be applied in the areas of information security. In this context, the need arises to ensure an increasing optical energy efficiency in VLC systems, which can be achieved through power control strategies used in data transmission. This work brings an analysis through equations that mathematically model the systems VLC of different scenarios in which a control is applied on the optical power transmitted so that the received power remains within pre-established limits. In addition to power control executed, an internal positioning system was also included using the technology VLC. This system aims to obtain the position of the receiver and, together with this information, direct the transmitted power to this point, in order to expend a power that satisfies the conditions imposed on the power control.
Subject: Engenharia elétrica
Comunicações óticas
Eficiência energética
Sistemas de comunicação
language: por
metadata.dc.publisher.country: Brasil
Publisher: Universidade Federal de Minas Gerais
Publisher Initials: UFMG
metadata.dc.publisher.department: ENG - DEPARTAMENTO DE ENGENHARIA ELÉTRICA
metadata.dc.publisher.program: Programa de Pós-Graduação em Engenharia Elétrica
Rights: Acesso Aberto
metadata.dc.rights.uri: http://creativecommons.org/licenses/by/3.0/pt/
URI: http://hdl.handle.net/1843/46764
Issue Date: 18-Jul-2022
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