Aplicação da tecnologia LoRa em enlaces de comunicação óptica por luz visível
Autor(a) principal: | |
---|---|
Data de Publicação: | 2021 |
Tipo de documento: | Dissertação |
Idioma: | por |
Título da fonte: | Repositório Institucional da UTFPR (da Universidade Tecnológica Federal do Paraná (RIUT)) |
Texto Completo: | http://repositorio.utfpr.edu.br/jspui/handle/1/26150 |
Resumo: | Este trabalho apresenta um estudo sobre o uso da tecnologia de rádio frequência LoRa (Long Range) para aplicações de comunicação de dados com o emprego de luz visível, Visible Light Communications (VLC). A técnica LoRa foi implementada via software em um sistema de comunicação óptica sem fio, considerando as não linearidades do emissor LED e, através de simulações em um canal sem fio com linha de visada, em ambientes externos e interno, avaliou-se o desempenho do sistema proposto em termos de alcance do enlace de comunicação e taxa de erro de bits (BER). Como referência, compara-se o desempenho da técnica LoRa proposta com o BPSK aplicado no mesmo sistema VLC. Em todos os cenários considerados o LoRa, em configurações similares às encontradas em chipsets comerciais, apresenta um desempenho superior, alcançando 34 m em um ambiente externo limpo e 16 m para um ambiente com neblina moderada, quando adotado o fator de espalhamento 7, potência óptica de transmissão de 2,6 W e um fotodiodo com 150 2 de área e responsividade 0,17 A/W no receptor. Discute-se, ainda, sobre o impacto dos principais parâmetros do sistema, permitindo que sejam otimizados, visando melhorar o alcance do sistema proposto. |
id |
UTFPR-12_b66ad088a76b8878bb2cf8da9e28b586 |
---|---|
oai_identifier_str |
oai:repositorio.utfpr.edu.br:1/26150 |
network_acronym_str |
UTFPR-12 |
network_name_str |
Repositório Institucional da UTFPR (da Universidade Tecnológica Federal do Paraná (RIUT)) |
repository_id_str |
|
spelling |
2021-10-14T12:42:33Z2021-10-14T12:42:33Z2021-07-19GADENS, Rafael Nerone. Aplicação da tecnologia LoRa em enlaces de comunicação óptica por luz visível. 2021. Dissertação (Mestrado em Engenharia Elétrica e Informática Industrial) - Universidade Tecnológica Federal do Paraná, Curitiba, 2021.http://repositorio.utfpr.edu.br/jspui/handle/1/26150Este trabalho apresenta um estudo sobre o uso da tecnologia de rádio frequência LoRa (Long Range) para aplicações de comunicação de dados com o emprego de luz visível, Visible Light Communications (VLC). A técnica LoRa foi implementada via software em um sistema de comunicação óptica sem fio, considerando as não linearidades do emissor LED e, através de simulações em um canal sem fio com linha de visada, em ambientes externos e interno, avaliou-se o desempenho do sistema proposto em termos de alcance do enlace de comunicação e taxa de erro de bits (BER). Como referência, compara-se o desempenho da técnica LoRa proposta com o BPSK aplicado no mesmo sistema VLC. Em todos os cenários considerados o LoRa, em configurações similares às encontradas em chipsets comerciais, apresenta um desempenho superior, alcançando 34 m em um ambiente externo limpo e 16 m para um ambiente com neblina moderada, quando adotado o fator de espalhamento 7, potência óptica de transmissão de 2,6 W e um fotodiodo com 150 2 de área e responsividade 0,17 A/W no receptor. Discute-se, ainda, sobre o impacto dos principais parâmetros do sistema, permitindo que sejam otimizados, visando melhorar o alcance do sistema proposto.This work presents a study about the use of LoRa (Long Range) radio frequency technology for data communication using visible light, texti Visible Light Communications (VLC). The LoRa technique was implemented via software in a wireless optical communication system, considering the non-linearities of the LED emitter and, through simulations in a wireless channel with a line of sight, in outdoor and indoor environments, the performance of the proposed system in terms of communication link range and bit error rate (BER). As a reference, the performance of the proposed LoRa technique is compared with the BPSK applied in the same VLC system. For all scenarios considered, LoRa, in configurations similar to those found in commercial chipsets, shows superior performance, reaching 34 m in a clean outdoor environment and 16 m for an environment with moderate fog, using spread factor 7, optical output power of 2.6 W in the transmitter and as receiver, a photodiode with 1502 of area and responsiveness of 0.17 A/W. It also discusses the impact of the main parameters of the system, allowing them to be optimized, improving the communication range of the proposed system.porUniversidade Tecnológica Federal do ParanáCuritibaPrograma de Pós-Graduação em Engenharia Elétrica e Informática IndustrialUTFPRBrasilhttp://creativecommons.org/licenses/by/4.0/info:eu-repo/semantics/openAccessCNPQ::ENGENHARIAS::ENGENHARIA ELETRICAEngenharia ElétricaComunicações ópticasDiodos emissores de luzLuz - EspalhamentoLuz - Sistemas de comunicaçãoSistemas de comunicação sem fioModulação (Eletrônica)Optical communicationsLight emitting diodesLight - ScatteringLight - Communication systemsWireless communication systemsModulation (Electronics)Aplicação da tecnologia LoRa em enlaces de comunicação óptica por luz visívelApplication of LoRa technology in visible light communication linksinfo:eu-repo/semantics/publishedVersioninfo:eu-repo/semantics/masterThesisCuritibaNeves Junior, Paulo de Tarsohttps://orcid.org/0000-0002-6070-2341http://lattes.cnpq.br/6483070195933200Pohl, Alexandre de Almeida Pradohttps://orcid.org/0000-0003-1300-4679http://lattes.cnpq.br/9118815178885363Chang, Bruno Senshttps://orcid.org/0000-0003-0232-7640http://lattes.cnpq.br/8237248707461788Lovisolo, Lisandrohttp://orcid.org/0000-0002-7404-9371http://lattes.cnpq.br/5556212442729541Neves Junior, Paulo de Tarsohttps://orcid.org/0000-0002-6070-2341http://lattes.cnpq.br/6483070195933200https://orcid.org/0000-0002-5348-3718http://lattes.cnpq.br/5925395870146107Gadens, Rafael Neronereponame:Repositório Institucional da UTFPR (da Universidade Tecnológica Federal do Paraná (RIUT))instname:Universidade Tecnológica Federal do Paraná (UTFPR)instacron:UTFPRCC-LICENSElicense_rdflicense_rdfapplication/rdf+xml; charset=utf-8908http://repositorio.utfpr.edu.br:8080/jspui/bitstream/1/26150/2/license_rdf0175ea4a2d4caec4bbcc37e300941108MD52LICENSElicense.txtlicense.txttext/plain; charset=utf-81290http://repositorio.utfpr.edu.br:8080/jspui/bitstream/1/26150/3/license.txtb9d82215ab23456fa2d8b49c5df1b95bMD53ORIGINALtecnologialoraluzvisivel.pdfapplication/pdf2912486http://repositorio.utfpr.edu.br:8080/jspui/bitstream/1/26150/1/tecnologialoraluzvisivel.pdff043d7220670b8b6443720f148a96672MD51TEXTtecnologialoraluzvisivel.pdf.txttecnologialoraluzvisivel.pdf.txtExtracted texttext/plain97491http://repositorio.utfpr.edu.br:8080/jspui/bitstream/1/26150/4/tecnologialoraluzvisivel.pdf.txtf2dd8590a4576a54583ee1a554cadca4MD54THUMBNAILtecnologialoraluzvisivel.pdf.jpgtecnologialoraluzvisivel.pdf.jpgGenerated Thumbnailimage/jpeg1238http://repositorio.utfpr.edu.br:8080/jspui/bitstream/1/26150/5/tecnologialoraluzvisivel.pdf.jpgc1cb20c445823113e4c3bfc2d041eafeMD551/261502021-10-15 03:05:45.159oai:repositorio.utfpr.edu.br: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ório de PublicaçõesPUBhttp://repositorio.utfpr.edu.br:8080/oai/requestopendoar:2021-10-15T06:05:45Repositório Institucional da UTFPR (da Universidade Tecnológica Federal do Paraná (RIUT)) - Universidade Tecnológica Federal do Paraná (UTFPR)false |
dc.title.pt_BR.fl_str_mv |
Aplicação da tecnologia LoRa em enlaces de comunicação óptica por luz visível |
dc.title.alternative.pt_BR.fl_str_mv |
Application of LoRa technology in visible light communication links |
title |
Aplicação da tecnologia LoRa em enlaces de comunicação óptica por luz visível |
spellingShingle |
Aplicação da tecnologia LoRa em enlaces de comunicação óptica por luz visível Gadens, Rafael Nerone CNPQ::ENGENHARIAS::ENGENHARIA ELETRICA Comunicações ópticas Diodos emissores de luz Luz - Espalhamento Luz - Sistemas de comunicação Sistemas de comunicação sem fio Modulação (Eletrônica) Optical communications Light emitting diodes Light - Scattering Light - Communication systems Wireless communication systems Modulation (Electronics) Engenharia Elétrica |
title_short |
Aplicação da tecnologia LoRa em enlaces de comunicação óptica por luz visível |
title_full |
Aplicação da tecnologia LoRa em enlaces de comunicação óptica por luz visível |
title_fullStr |
Aplicação da tecnologia LoRa em enlaces de comunicação óptica por luz visível |
title_full_unstemmed |
Aplicação da tecnologia LoRa em enlaces de comunicação óptica por luz visível |
title_sort |
Aplicação da tecnologia LoRa em enlaces de comunicação óptica por luz visível |
author |
Gadens, Rafael Nerone |
author_facet |
Gadens, Rafael Nerone |
author_role |
author |
dc.contributor.advisor1.fl_str_mv |
Neves Junior, Paulo de Tarso |
dc.contributor.advisor1ID.fl_str_mv |
https://orcid.org/0000-0002-6070-2341 |
dc.contributor.advisor1Lattes.fl_str_mv |
http://lattes.cnpq.br/6483070195933200 |
dc.contributor.advisor-co1.fl_str_mv |
Pohl, Alexandre de Almeida Prado |
dc.contributor.advisor-co1ID.fl_str_mv |
https://orcid.org/0000-0003-1300-4679 |
dc.contributor.advisor-co1Lattes.fl_str_mv |
http://lattes.cnpq.br/9118815178885363 |
dc.contributor.referee1.fl_str_mv |
Chang, Bruno Sens |
dc.contributor.referee1ID.fl_str_mv |
https://orcid.org/0000-0003-0232-7640 |
dc.contributor.referee1Lattes.fl_str_mv |
http://lattes.cnpq.br/8237248707461788 |
dc.contributor.referee2.fl_str_mv |
Lovisolo, Lisandro |
dc.contributor.referee2ID.fl_str_mv |
http://orcid.org/0000-0002-7404-9371 |
dc.contributor.referee2Lattes.fl_str_mv |
http://lattes.cnpq.br/5556212442729541 |
dc.contributor.referee3.fl_str_mv |
Neves Junior, Paulo de Tarso |
dc.contributor.referee3ID.fl_str_mv |
https://orcid.org/0000-0002-6070-2341 |
dc.contributor.referee3Lattes.fl_str_mv |
http://lattes.cnpq.br/6483070195933200 |
dc.contributor.authorID.fl_str_mv |
https://orcid.org/0000-0002-5348-3718 |
dc.contributor.authorLattes.fl_str_mv |
http://lattes.cnpq.br/5925395870146107 |
dc.contributor.author.fl_str_mv |
Gadens, Rafael Nerone |
contributor_str_mv |
Neves Junior, Paulo de Tarso Pohl, Alexandre de Almeida Prado Chang, Bruno Sens Lovisolo, Lisandro Neves Junior, Paulo de Tarso |
dc.subject.cnpq.fl_str_mv |
CNPQ::ENGENHARIAS::ENGENHARIA ELETRICA |
topic |
CNPQ::ENGENHARIAS::ENGENHARIA ELETRICA Comunicações ópticas Diodos emissores de luz Luz - Espalhamento Luz - Sistemas de comunicação Sistemas de comunicação sem fio Modulação (Eletrônica) Optical communications Light emitting diodes Light - Scattering Light - Communication systems Wireless communication systems Modulation (Electronics) Engenharia Elétrica |
dc.subject.por.fl_str_mv |
Comunicações ópticas Diodos emissores de luz Luz - Espalhamento Luz - Sistemas de comunicação Sistemas de comunicação sem fio Modulação (Eletrônica) Optical communications Light emitting diodes Light - Scattering Light - Communication systems Wireless communication systems Modulation (Electronics) |
dc.subject.capes.pt_BR.fl_str_mv |
Engenharia Elétrica |
description |
Este trabalho apresenta um estudo sobre o uso da tecnologia de rádio frequência LoRa (Long Range) para aplicações de comunicação de dados com o emprego de luz visível, Visible Light Communications (VLC). A técnica LoRa foi implementada via software em um sistema de comunicação óptica sem fio, considerando as não linearidades do emissor LED e, através de simulações em um canal sem fio com linha de visada, em ambientes externos e interno, avaliou-se o desempenho do sistema proposto em termos de alcance do enlace de comunicação e taxa de erro de bits (BER). Como referência, compara-se o desempenho da técnica LoRa proposta com o BPSK aplicado no mesmo sistema VLC. Em todos os cenários considerados o LoRa, em configurações similares às encontradas em chipsets comerciais, apresenta um desempenho superior, alcançando 34 m em um ambiente externo limpo e 16 m para um ambiente com neblina moderada, quando adotado o fator de espalhamento 7, potência óptica de transmissão de 2,6 W e um fotodiodo com 150 2 de área e responsividade 0,17 A/W no receptor. Discute-se, ainda, sobre o impacto dos principais parâmetros do sistema, permitindo que sejam otimizados, visando melhorar o alcance do sistema proposto. |
publishDate |
2021 |
dc.date.accessioned.fl_str_mv |
2021-10-14T12:42:33Z |
dc.date.available.fl_str_mv |
2021-10-14T12:42:33Z |
dc.date.issued.fl_str_mv |
2021-07-19 |
dc.type.status.fl_str_mv |
info:eu-repo/semantics/publishedVersion |
dc.type.driver.fl_str_mv |
info:eu-repo/semantics/masterThesis |
format |
masterThesis |
status_str |
publishedVersion |
dc.identifier.citation.fl_str_mv |
GADENS, Rafael Nerone. Aplicação da tecnologia LoRa em enlaces de comunicação óptica por luz visível. 2021. Dissertação (Mestrado em Engenharia Elétrica e Informática Industrial) - Universidade Tecnológica Federal do Paraná, Curitiba, 2021. |
dc.identifier.uri.fl_str_mv |
http://repositorio.utfpr.edu.br/jspui/handle/1/26150 |
identifier_str_mv |
GADENS, Rafael Nerone. Aplicação da tecnologia LoRa em enlaces de comunicação óptica por luz visível. 2021. Dissertação (Mestrado em Engenharia Elétrica e Informática Industrial) - Universidade Tecnológica Federal do Paraná, Curitiba, 2021. |
url |
http://repositorio.utfpr.edu.br/jspui/handle/1/26150 |
dc.language.iso.fl_str_mv |
por |
language |
por |
dc.rights.driver.fl_str_mv |
http://creativecommons.org/licenses/by/4.0/ info:eu-repo/semantics/openAccess |
rights_invalid_str_mv |
http://creativecommons.org/licenses/by/4.0/ |
eu_rights_str_mv |
openAccess |
dc.publisher.none.fl_str_mv |
Universidade Tecnológica Federal do Paraná Curitiba |
dc.publisher.program.fl_str_mv |
Programa de Pós-Graduação em Engenharia Elétrica e Informática Industrial |
dc.publisher.initials.fl_str_mv |
UTFPR |
dc.publisher.country.fl_str_mv |
Brasil |
publisher.none.fl_str_mv |
Universidade Tecnológica Federal do Paraná Curitiba |
dc.source.none.fl_str_mv |
reponame:Repositório Institucional da UTFPR (da Universidade Tecnológica Federal do Paraná (RIUT)) instname:Universidade Tecnológica Federal do Paraná (UTFPR) instacron:UTFPR |
instname_str |
Universidade Tecnológica Federal do Paraná (UTFPR) |
instacron_str |
UTFPR |
institution |
UTFPR |
reponame_str |
Repositório Institucional da UTFPR (da Universidade Tecnológica Federal do Paraná (RIUT)) |
collection |
Repositório Institucional da UTFPR (da Universidade Tecnológica Federal do Paraná (RIUT)) |
bitstream.url.fl_str_mv |
http://repositorio.utfpr.edu.br:8080/jspui/bitstream/1/26150/2/license_rdf http://repositorio.utfpr.edu.br:8080/jspui/bitstream/1/26150/3/license.txt http://repositorio.utfpr.edu.br:8080/jspui/bitstream/1/26150/1/tecnologialoraluzvisivel.pdf http://repositorio.utfpr.edu.br:8080/jspui/bitstream/1/26150/4/tecnologialoraluzvisivel.pdf.txt http://repositorio.utfpr.edu.br:8080/jspui/bitstream/1/26150/5/tecnologialoraluzvisivel.pdf.jpg |
bitstream.checksum.fl_str_mv |
0175ea4a2d4caec4bbcc37e300941108 b9d82215ab23456fa2d8b49c5df1b95b f043d7220670b8b6443720f148a96672 f2dd8590a4576a54583ee1a554cadca4 c1cb20c445823113e4c3bfc2d041eafe |
bitstream.checksumAlgorithm.fl_str_mv |
MD5 MD5 MD5 MD5 MD5 |
repository.name.fl_str_mv |
Repositório Institucional da UTFPR (da Universidade Tecnológica Federal do Paraná (RIUT)) - Universidade Tecnológica Federal do Paraná (UTFPR) |
repository.mail.fl_str_mv |
|
_version_ |
1805923236455645184 |