Design and evaluation of angle diversity receivers considering accurate visible light communication channel models in underground mines

Abstract

Los enlaces ópticos en el espectro de luz visible, llamados Comunicación por Luz Visible (VLC), están bajo intensa investigación para aplicaciones de Minería Subterránea (UM) debido a sus ventajas en comparación con las tecnologías basadas en Radio Frecuencia (RF). Sin embargo, en este entorno físicamente complejo, el modelado de canal y las soluciones para mejorar la eficiencia del sistema VLC tienden a ser más desafiantes. Esta tesis aborda el desafío de garantizar el correcto funcionamiento de los sistemas VLC mineros subterráneos (UM-VLC) mediante el diseño y la evaluación de Receptores con Diversidad Angular (ADR) en modelos precisos de canal VLC minero subterráneo mediante formulación analítica y simulaciones por computadora. Específicamente, desarrollo modelos precisos de canales UM-VLC modelando distribuciones de dispersores aplicables a escenarios de UM e integrándolos en un modelo general. También evalúo el rendimiento del modelo de canal UM-VLC considerando métricas típicas de rendimiento. Luego, diseño una solución que mejora a los ADRs basada en la orientación adaptativa de los fotodiodos para mitigar problemas de propagación de la señal óptica en escenarios UM-VLC. Los resultados muestran que esta solución, en comparación con los ADR típicos, mejora la señal óptica recibida y el rendimiento del sistema UM-VLC debido a su posicionamiento angular adaptativo óptimo.