JultikaUniversity of Oulu repository

Abstract

This work defines a bi-directional visible light communication (VLC) testbed design and implementation process using Universal Software Radio Peripheral (USRP) software defined radios (SDR) and open-source software. The visible light communication design uses LED light sources for wireless communications purposes. The testbed combines light, infrared and radio frequencies as wireless media to be utilized in a hybrid wireless communication system.

Bi-directional communication at 12.5 Mbps bit rate was successfully achieved and only limited by a sample rate of the USRP system. The achieved communication distance was in the range of 0.5 to 7 meters depending on the used optics. A TCP-IP communication and access to the Internet was also established by using light and infrared communication links. The Internet connection was also established by using power line communication for providing data to the lighting through the existing power line cables. The results in the work were obtained by using a GMSK modulation. Also, GFSK, QPSK, 8-PSK, 16-QAM and OFDM modulation were initially tested for future study.

Kaksisuuntaisen näkyvän valon tiedonsiirtotestialustan suunnittelu ja toteutus

Tiivistelmä

Työssä suunnitellaan ja rakennetaan kaksisuuntainen kokeiluympäristö valon käyttöön langattomassa tiedonsiirrossa käyttäen ohjelmistoradioita ja avoimen lähdekoodin ohjelmistoja. Kokeiluympäristössä voidaan tutkia ja käyttää valon, Infrapunan ja radioaaltojen taajuusalueita tiedonsiirtoon. Valon tiedonsiirrossa käytetään valaistuskäyttöön suunniteltuja LED valaisimia sekä valaistukseen että tiedonsiirtoon.

Työssä saavuttiin laitteiston näytteistystaajuuden rajoittama kaksisuuntainen 12,5 Mb/s tiedonsiirtonopeus ja käytetyn optiikan ominaisuuksista sekä tiedonsiirtonopeudesta riippuvainen tiedonsiirtoetäisyys 0,5–7 metriä. Järjestelmään ohjelmoitiin valo- ja infrapunalinkin avulla toimiva TCP-IP yhteys Internetiin. Internet yhteys valaisimelle onnistuttiin siirtämään myös käyttäen sähköverkon valmiita kaapelointeja. Työn tulokset saavuttiin käyttäen GMSK moduloitua signaalia. Myös GFSK, QPSK, 8-PSK, 16-QAM ja OFDM modulaatioiden toimivuus testattiin tutkimuksen jatkoa varten.