نظام نقل معرفات الاتصالات باستخدام اتصالات الضوء المرئي

يتم اعتماد الأنظمة لنقل المعرف باستخدام اتصال الضوء المرئي (VLC) ولتوليد مجموعة من المعرفات للإرسال باستخدام (VLC)، كما يتم تلقي المدخلات التي تحدد عامل الإضاءة المرتبط بمصدر الضوء وتم تعديل المجموعة الأولى من معلمات التعديل لإرسال المعرف باستخدام (VLC)، ويتم تعديل المجموعة الأولى من معلمات التعديل بناءً على عامل الإضاءة.

أساسيات نظام نقل معرفات الاتصالات باستخدام اتصالات الضوء المرئي

يتم تطبيق إشارة يتم فيها ترميز المعرف على مصدر الضوء ويتم تطبيق الإشارة وفقاً للمجموعة الأولى من معلمات التشكيل، بحيث تتضمن الطريقة الأخرى تحديد عدد من أجهزة إرسال الضوء وإنشاء مجموعة متعددة من المعرفات بناءً على العدد المحدد لأجهزة إرسال الضوء، وتخزين المعرفات المتولدة وتحديد مجموعة التحولات الدورية لكل معرف في مجموعة المعرفات، وإزالة المعرفات من تعددية المعرفات التي تتطابق مع التحولات الدورية المحددة.

يتضمن اتصال الضوء المرئي (VLC) نقل المعلومات من خلال تعديل شدة الضوء لمصدر الضوء كتعديل شدة الضوء لواحد أو أكثر من الثنائيات الباعثة للضوء (LEDs)، كما يتم تحقيق اتصال الضوء المرئي عن طريق الإرسال من مصدر ضوء مثل (LED) أو الصمام الثنائي الليزري (LD)، إشارة ضوئية مرئية معدلة واستقبال إشارة الضوء المرئي المعدلة ومعالجتها في جهاز استقبال كجهاز محمول وجود كاشف ضوئي (PD) أو مجموعة من (PD) كمستشعر (CMOS).

نظراً لتحسين كفاءة انبعاث الضوء لمصباح (LED) وانخفاض تكلفته فقد أصبح استخدام (LED) شائعاً في تطبيقات الإضاءة العامة لقطاعات السوق السكنية والتجارية والخارجية والصناعية، وأصبح (LED) شائعاً في تطبيقات الإضاءة الخاصة مثل الأجهزة المحمولة وأجهزة العرض والمركبات ومصابيح اللافتات، وعن طريق تعديل (LED) بسرعة عالية لا يمكن للإنسان أن يرى التعديل فيها فمن الممكن نقل البيانات بسرعات عالية.

ومع ذلك قد تؤثر المسافة والموقع الخاص بجهاز الاستقبال من مصدر الضوء على قدرة جهاز الاستقبال على فك شفرة البيانات المرسلة، من مصدر الضوء باستخدام إشارات (VLC) وفك تشفيرها بشكل صحيح حيث إذا كان جهاز الاستقبال على بعد مسافة معينة من مصدر الضوء، فقد يكون جهاز الاستقبال قادراً على إزالة تشكيل وفك تشفير جزء من إشارة (VLC).

علاوة على ذلك قد تكون عمليات محو جزء من البيانات المرسلة متأصلة في جهاز الاستقبال نتيجة للمصراع المتداول في جهاز الاستقبال، ونتيجةً لذلك قد لا يتلقى جهاز الاستقبال جميع المعلومات المرسلة بواسطة مصدر الضوء، كما تتعلق الميزات بواحدة أو أكثر من الطرق والأنظمة أو الأجهزة المحسّنة لإرسال المعرّف باستخدام اتصال الضوء المرئي (VLC).

• “VLC” هي اختصار لـ “Visible light communication”.

• “CMOS” هي اختصار لـ “Complementary Metal Oxide Semiconductor”.

• “LED” هي اختصار لـ “Light-emitting diodes”.

• “LD” هي اختصار لـ “laser diode”.

• “PD” هي اختصار لـ “photo-detector”.

مبدأ نظام نقل معرفات الاتصالات باستخدام اتصالات الضوء المرئي

يتم اعتماد إرسال المعرف باستخدام (VLC)، بحيث تتضمن الطريقة تلقي مدخلات تحدد عامل الإضاءة المرتبط بمصدر الضوء، وتعديل مجموعة أولى من معلمة تعديل واحدة أو أكثر لإرسال المعرف باستخدام (VLC)، حيث يمكن تعديل المجموعة الأولى من معلمة تعديل واحدة أو أكثر بناءً على عامل الإضاءة جزئيًا على الأقل، وتطبيق إشارة واحدة على الأقل يتم فيها تشفير المعرف لمصدر الضوء ويتم تطبيق الإشارة وفقاً للمجموعة الأولى من معلمة تشكيل واحدة أو أكثر.

قد تشتمل المجموعة الأولى من معلمة تشكيل واحدة أو أكثر على واحدة على الأقل من دورة عمل النبضة أو مدة النبضة أو تباعد النبضة أو انحياز التيار المستمر أو سعة النبضة أو منحدر النبضة، وقد تتضمن المجموعة الأولى من معلمة تعديل واحدة أو أكثر منحدر نبضي، حيث يتبع منحدر النبضة واحدة من دالة خطية، ويمكن التعبير عن كل معلمة تعديل في المجموعة الأولى من معلمة تعديل واحدة أو أكثر بوحدات الأمبير أو الفولت.

قد يؤدي تطبيق إشارة واحدة على الأقل إلى مصدر الضوء إلى تعديل شدة الضوء لمصدر الضوء لنقل المعرف من مصدر الضوء باستخدام (VLC)، وقد تتضمن إشارة واحدة على الأقل واحدة على الأقل من إشارة التيار أو إشارة الجهد، ويمكن تعديل المجموعة الأولى من معلمة تعديل واحدة أو أكثر بناءً على الأداء الحراري لمصدر الضوء جزئيًا على الأقل.

يمكن إجراء التعديل على المجموعة الأولى من معلمة تشكيل واحدة أو أكثر بناءً على نسبة الإشارة إلى الضوضاء (SNR) لمثيل مُرسَل للمعرف، وقد يتضمن تعديل المجموعة الأولى من معلمة تعديل واحدة أو أكثر تستند جزئياً على الأقل إلى عامل الإضاءة تحويل عامل الإضاءة إلى إجمالي ناتج ضوئي، وتعديل المجموعة الأولى من واحد أو أكثر من معلمات التعديل المعتمدة جزئيًا على الأقل من إجمالي ناتج الضوء.

قد يشتمل عامل الإضاءة على نسبة مئوية من التعتيم ويمكن التعبير عن ناتج الضوء الإجمالي في لومن وقد يتضمن تعديل المجموعة الأولى من معلمة تعديل واحدة أو أكثر الوصول، إلى قاعدة بيانات مخزنة إلكترونياً تربط عوامل الإضاءة بمعلمات التعديل، وقد تربط قاعدة البيانات المخزنة إلكترونياً في بعض الحالات عامل إضاءة واحداً على الأقل بمجموعتين مختلفتين على الأقل من معلمة تعديل واحدة أو أكثر.

قد تتضمن الطريقة تعديل مجموعة ثانية من معلمة تشكيل واحدة أو أكثر لإرسال إشارة الإرسال وتطبيق إشارة واحدة على الأقل بالتناوب على مصدر الضوء وفقاً للمجموعة الأولى من معلمة تعديل واحدة، أو أكثر أو المجموعة الثانية من معلمة تشكيل واحدة أو أكثر، لإرسال عدد كبير من مثيلات المعرّف التي تتخللها مجموعة من مثيلات إشارة الإرسال.

• “SNR” هي اختصار لـ “Signal-to-noise ratio”.

تطور نظام نقل معرفات الاتصالات باستخدام اتصالات الضوء المرئي

يمكن تعديل المجموعة الثانية من معلمة تعديل واحدة أو أكثر بناءً على الأداء الحراري لمصدر الضوء جزئياً على الأقل، وقد تتضمن إشارة الإرسال تياراً ثابتاً وقد تشتمل إشارة الإرسال على نبضات ذات تردد ثابت وقد تختلف المجموعة الثانية من معلمة تعديل واحدة، أو أكثر عن المجموعة الأولى من معلمة تعديل واحدة أو أكثر، كما يمكن تعديل المجموعة الثانية من معلمة تعديل واحدة أو أكثر لمطابقة متوسط ​​مستوى شدة الضوء لحالة مرسلة من إشارة الإشارات، إلى متوسط ​​مستوى شدة الضوء لمثيل مُرسل للمعرف.

يمكن ترميز المعرف في إشارة واحدة على الأقل كسلسلة من الرموز وقد يعتمد تسلسل الرموز جزئياً على الأقل على مفتاح إزاحة التردد، وتم اعتماد جهاز إرسال الضوء لإرسال المعرف باستخدام (VLC) وفي أحد التكوينات قد يشتمل جهاز إرسال الضوء على وسائل لاستقبال المدخلات التي تحدد عامل الإضاءة المرتبط بمصدر الضوء، ووسيلة لتعديل مجموعة أولى من معلمة تعديل واحدة أو أكثر لإرسال المعرّف باستخدام (VLC)، حيث يمكن تعديل المجموعة الأولى من معلمة تعديل واحدة أو أكثر بناءً على عامل الإضاءة جزئيًا على الأقل.

وكذلك وسائل لتطبيق إشارة واحدة على الأقل يتم فيها تشفير المعرف لمصدر الضوء يتم تطبيق إشارة واحدة على الأقل وفقاً للمجموعة الأولى من معلمة تشكيل واحدة أو أكثر، كما قد يشتمل جهاز إرسال الضوء أيضاً على وسائل لتنفيذ جانب واحد أو أكثر من طريقة إرسال معرف باستخدام (VLC).