Analysis of VLC efficiency in optical wireless communication systems for indoor applications

Technologia VLC (komunikacja w świetle widzialnym) stała się obiecującym rozwiązaniem w systemach optycznej komunikacji bezprzewodowej wewnątrz budynków dzięki swojej podwójnej funkcji oświetlenia i transmisji danych. Badania przedstawione w tym artykule wykorzystują techniki symulacji i modelowania w celu oceny efektywności VLC w środowisku wewnętrznym. Metodologia zakłada zaprojektowanie symulacyjnego modelu, który uwzględnia kluczowe elementy systemów VLC: diody LED wykorzystywane do transmisji, kanały optyczne oraz fotodetektory pełniące rolę odbiorników. Przeanalizowano różne techniki modulacji, takie jak OOK i OFDM, pod kątem szybkości transmisji danych i stopy błędów (BER), aby ocenić parametry wydajności, takie jak szybkość danych, BER oraz niezawodność w systemach VLC wewnątrz budynków. Ponadto w analizie wydajności komunikacji uwzględniono wymiary pomieszczenia, powierzchnie odbijające oraz źródła zakłóceń. Wyniki pokazują, że dzięki optymalnym konfiguracjom możliwe jest osiągnięcie wysokich szybkości transmisji danych i niskiego BER w typowych warunkach wewnętrznych. Dostarczają one praktycznych wskazówek dotyczących wdrażania systemów VLC w rzeczywistych zastosowaniach. Wszystkie te wyniki torują drogę do przyjęcia technologii VLC w inteligentnych budynkach i ekosystemach IoT.

Słowa kluczowe:

komunikacja przy użyciu światła widzialnego, optyczna komunikacja bezprzewodowa, techniki modulacji, wskaźnik błędów bitowych, komunikacja LED

Bibliografia

[1] Abdykadyrov A., et al. Optimization of Distributed Acoustic Sensors Based on Fiber Optic Technologies. Eastern-European Journal of Enterprise Technologies 5(5(131)), 2024, 50–59 [https://doi.org/10.15587/1729-4061.2024.313455].

[2] Abuella H., et al.: Hybrid RF/VLC Systems: A Comprehensive Survey on Network Topologies, Performance Analyses, Applications, and Future Directions. IEEE Access 9, 2021, 160402–160436 [https://doi.org/10.1109/ACCESS.2021.3129154].

[3] Aller D. G., et al.: Performance Evaluation of the Two-Input Buck Converter as a Visible Light Communication High-Brightness LED Driver Based on Split Power. Sensors 24(19), 2024, 6392 [https://doi.org/10.3390/s24196392].

[4] Del Valle Morales C. I., et al.: Optoelectronics Interfaces for a VLC System for UHD Audio-Visual Content Transmission in a Passenger Van: HW Design. Sensors 24(17), 2024, 5829 [https://doi.org/10.3390/s24175829].

[5] Drljača B., et al.: Application of the Power Flow Equation in Modeling Bandwidth in Polymer Optical Fibers: A Review. Optical and Quantum Electronics 56(4), 2024, 547 [https://doi.org/10.1007/s11082-023-06206-5].

[6] Huang Q., et al.: Energy-Efficient Unmanned Aerial Vehicle-Aided Visible Light Communication with an Angle Diversity Transmitter for Joint Emergency Illumination and Communication. Sensors 23(18), 2023, 7886 [https://doi.org/10.3390/s23187886].

[7] Iturralde D., et al.: A New Internet of Things Hybrid VLC/RF System for M-Health in an Underground Mining Industry. Sensors 24(1), 2023, 31 [https://doi.org/10.3390/s24010031].

[8] Kengesbayeva S., et al.: Research of Deformation of Concrete Structures Using Fiber Optic Sensors and Bragg Gratings. International Conference on Electrical Engineering and Photonics – EExPolytech. IEEE, 2024 [https://doi.org/10.1109/eexpolytech62224.2024.10755828].

[9] Lin B., et al.: Experimental Demonstration of Compressive Sensing-Based Channel Estimation for MIMO-OFDM VLC. IEEE Wireless Communications Letters 9(7), 2020, 1027–1030 [https://doi.org/10.1109/LWC.2020.2979177].

[10] Liu Y., et al.: High-Resolution Dimmable Augmented Spectral-Efficiency Discrete Multi-Tone Architecture Based on Hybrid Pulse-Width Modulation in Visible-Light Communications. Sensors 25(8), 2025, 2385 [https://doi.org/10.3390/s25082385].

[11] Loose F., et al.: A Case Study on the Integration of Powerline Communications and Visible Light Communications from a Power Electronics Perspective. Sensors 24(20), 2024, 6627 [https://doi.org/10.3390/s24206627].

[12] Sabibolda A., et al.: Estimation of the Time Efficiency of a Radio Direction Finder Operating on the Basis of a Searchless Spectral Method of Dispersion-Correlation Radio Direction Finding. Mechanisms and Machine Science 167, 2024, 62–70 [https://doi.org/10.1007/978-3-031-67569-0_8].

[13] Saxena V. N., et al.: Secured End-to-End FSO-VLC-Based IoT Network with Randomly Positioned VLC: Known and Unknown CSI. IEEE Internet of Things Journal 10(2), 2023, 1347–1357 [https://doi.org/10.1109/JIOT.2022.3206048].

[14] Shi G., et al.: Enhancing Security in Visible Light Communication: A Tabu-Search-Based Method for Transmitter Selection. Sensors 24(6), 2024, 1906 [https://doi.org/10.3390/s24061906].

[15] Smailov N., et al.: Numerical Simulation and Measurement of Deformation Wave Parameters by Sensors of Various Types. Sensors 23(22), 2023, 9215 [https://doi.org/10.3390/s23229215].

[16] Smailov N., et al.: Optimization of Machine Learning Methods for De-Anonymization in Social Networks. Informatyka, Automatyka, Pomiary w Gospodarce i Ochronie Środowiska 15(1), 2025, 101–104 [https://doi.org/10.35784/iapgos.7098].

[17] Utreras A. J., et al.: Optical Switching Technologies: Problems and Proposed Solution. Proc. SPIE 9816, 2016, 98161D [https://doi.org/10.1117/12.2229342].

Analiza wydajności VLC w optycznych systemach komunikacji bezprzewodowej do zastosowań wewnętrznych. (2025). Informatyka, Automatyka, Pomiary w Gospodarce i Ochronie Środowiska, 15(2), 135-138. https://doi.org/10.35784/iapgos.6971

##plugins.themes.bootstrap3.article.sidebar##

Numer Tom 15 Nr 2 (2025)

Archiwum

##plugins.themes.bootstrap3.article.main##

Authors

Abstrakt

Słowa kluczowe:

Bibliografia

##plugins.themes.bootstrap3.article.details##

Licencja