Phân tích ảnh hưởng của đường phản xạ, sự phân bố nguồn sáng và mô hình thực nghiệm trong truyền thông ánh sáng dùng led

Những năm gần đây đã gia tăng đáng kể các nghiên cứu tập trung khai thác ứng dụng của đèn LED dùng chung cho cả

hai mục đích là chiếu sáng và truyền thông tốc độ cao. Tuy nhiên, hai hạn chế lớn nhất khi sử dụng ánh sáng LED trong truyền

thông là khoảng cách truyền ngắn và môi trường truyền phải theo tầm nhìn thẳng (Line-of-sight). Trong nghiên cứu này, chúng

tôi đề xuất giải quyết ba vấn đề. Thứ nhất phân bố công suất nguồn sáng, thứ hai phân tích ảnh hưởng của góc truyền, cuối cùng

là tính toán nguồn phản xạ ảnh hưởng lên năng lượng thu của photodiode. Ngoài ra, chúng tôi cũng đã xây dựng mô hình thực

nghiệm để thực hiện truyền thông. Kết quả mô phỏng cho thấy năng lượng thu của máy thu bị tác động rất lớn bởi góc truyền và

sự phản xạ ánh sáng, ngoài ra nếu phân bố nguồn sáng hợp lí sẽ cải thiện đáng kể năng lượng thu. Hơn nữa, Kết quả nghiên cứu

thực nghiệm đã chứng minh rằng tốc độ truyền dữ liệu của hệ thống đề xuất có thể đạt được 115 Kbps ứng với khoảng cách truyền

là 80cm.

pdf 6 trang kimcuc 6720
Bạn đang xem tài liệu "Phân tích ảnh hưởng của đường phản xạ, sự phân bố nguồn sáng và mô hình thực nghiệm trong truyền thông ánh sáng dùng led", để tải tài liệu gốc về máy hãy click vào nút Download ở trên

Tóm tắt nội dung tài liệu: Phân tích ảnh hưởng của đường phản xạ, sự phân bố nguồn sáng và mô hình thực nghiệm trong truyền thông ánh sáng dùng led

Phân tích ảnh hưởng của đường phản xạ, sự phân bố nguồn sáng và mô hình thực nghiệm trong truyền thông ánh sáng dùng led
39 Tạp chí Khoa học Lạc Hồng Số Đặc Biệt
Journal of Science of Lac Hong University
Special issue (11/2017), pp. 39-44
Tạp chí Khoa học Lạc Hồng
Số đặc biệt (11/2017), tr. 39-44
PHÂN TÍCH ẢNH HƯỞNG CỦA ĐƯỜNG PHẢN XẠ, SỰ PHÂN BỐ
NGUỒN SÁNG VÀ MÔ HÌNH THỰC NGHIỆM TRONG TRUYỀN 
THÔNG ÁNH SÁNG DÙNG LED
Analysis the effects of reflection, the light source distribution and modeling 
experiment in communications using LED light
1Nguyễn Thanh Sơn, 2Nguyễn Đức Hoàng, 3Bùi Hồng Trang, 4Phan Thị Thu Hiền
1nguyenthanhson@lhu.edu.vn, 2nguyenduchoang1711@gmail.com,
3
buihongtranglhu@gmail.com, 
4
phanhien28495@gmail.com, 
1,2,3,4
Khoa Cơ Điện - Điện Tử, Trường Đại học Lạc Hồng, Đồng Nai, Việt Nam
Đến tòa soạn: 07/08/2017; Chấp nhận đăng: 08/09/2017
Tóm tắt. Những năm gần đây đã gia tăng đáng kể các nghiên cứu tập trung khai thác ứng dụng của đèn LED dùng chung cho cả
hai mục đích là chiếu sáng và truyền thông tốc độ cao. Tuy nhiên, hai hạn chế lớn nhất khi sử dụng ánh sáng LED trong truyền 
thông là khoảng cách truyền ngắn và môi trường truyền phải theo tầm nhìn thẳng (Line-of-sight). Trong nghiên cứu này, chúng 
tôi đề xuất giải quyết ba vấn đề. Thứ nhất phân bố công suất nguồn sáng, thứ hai phân tích ảnh hưởng của góc truyền, cuối cùng 
là tính toán nguồn phản xạ ảnh hưởng lên năng lượng thu của photodiode. Ngoài ra, chúng tôi cũng đã xây dựng mô hình thực 
nghiệm để thực hiện truyền thông. Kết quả mô phỏng cho thấy năng lượng thu của máy thu bị tác động rất lớn bởi góc truyền và 
sự phản xạ ánh sáng, ngoài ra nếu phân bố nguồn sáng hợp lí sẽ cải thiện đáng kể năng lượng thu. Hơn nữa, Kết quả nghiên cứu 
thực nghiệm đã chứng minh rằng tốc độ truyền dữ liệu của hệ thống đề xuất có thể đạt được 115 Kbps ứng với khoảng cách truyền 
là 80cm.
Từ khóa: Phản xạ ánh sáng; Ánh sáng khả kiến; Phân bố nguồn sáng; Truyền thông ánh sáng
Abstract. In recent years there has been a significant increase in the number of studies that focus on the use of common LEDs for 
both lighting and high-speed communications. However, two difficulties in using the light in communication are the short 
transmission distance and the line-of-sight transmission environment. In this study, we propose addressing three issues. First, the 
distribution of light source power, the second is the effect of the transmission angle, the final is to calculate the reflected power 
affecting the energy of the photodiode. In addition, we have also built empirical models for communication implementation. The 
simulation results show that the receiver energy is greatly affected by the angle of incidence and the reflection of the light, and that, 
if properly distributed, a significant increase in energy is obtained. Moreover, the results of empirical studies have shown that the 
proposed data transfer rate can reach 115 Kbps with a transmission distance of 80 cm.
Keywords: Reflection of light; Visible light; Light distribution; Light communication
1. GIỚI THIỆU
Hiện nay, lượng điện dùng trong chiếu sáng ở Việt Nam 
chiếm khoảng trên 25% và sẽ tăng cao hơn trong những năm 
tới. Trong khi các nguồn cung cấp năng lượng ngày càng 
khan hiếm, cạn kiệt không thể đáp ứng đủ yêu cầu. Để khắc 
phục, trên thế giới hiện nay, Mỹ và các nước như Nhật, Úc, 
Hàn Quốc, Trung Quốc và Việt Nam đã sử dụng đèn LED
thay thế các loại đèn chiếu sáng truyền thống. Với việc thay 
thế này, cùng với chính sách quản lý hiệu quả, kết quả thu 
được có thể giảm 50% lượng điện dùng cho chiếu sáng. 
Chính vì điều đó mà việc sử dụng đèn LED ngày càng phổ
biến trên thế giới và hứa hẹn nhiều ứng dụng trong tương lai 
ở Việt Nam.
Ngoài những tính năng nổi trội kể trên, đèn LED còn có 
một khả năng rất thú vị khác mà thời gian gần đây đang được 
các nhà nghiên cứu trên thế giới quan tâm đó là khi điều 
khiển các đèn LED nhấp nháy thật nhanh để truyền dữ liệu 
có thể tạo ra hệ thống kết nối mạng không dây tốc độ cao. 
Theo một nghiên cứu được thực hiện bởi viện Fraunhofer của 
Đức, công nghệ này hiện có thể truyền dữ liệu với tốc độ lên 
đến 1 Gigabit/giây.(1)
Khái niệm hệ thống truyền thông bằng ánh sáng khả kiến 
(Visible Light Communications, VLC) hay còn gọi là LiFi 
đã thu hút sự chú ý của nhiều nhà nghiên cứu, chủ yếu nhờ
vào tính phổ biến của công nghệ đèn LED. Gầy đây, nghiên 
cứu VLC đã bắt đầu được thực hiện ở Nhật. Phòng thí 
nghiệm Nakagawa của đại học Keio đã xuất bản rất nhiều bài 
báo nghiên cứu về VLC, cụ thể như những phân tích cơ bản 
về VLC [1], sự kết hợp của VLC với truyền thông trên đường 
dây điện [2]. Ở Hàn Quốc cũng đã công bố rất nhiều nghiên 
cứu như kết quả đo cho điều chế băng thông của LED [3]. 
Nghiên cứu của đại học Oxford về vấn đề điều chế băng 
thông của LED ứng dụng cho VLC cũng đã được công bố
[4]. Tuy nhiên, tất cả những nghiên cứu trên đang gặp phải 
một vấn đề khó khăn chung cần giải quyết đó là khoảng cách 
truyền thông đạt được còn rất hạn chế, độ tin cậy truyền 
thông chưa cao do đầu phát và phía thu phải truyền theo tầm 
nhìn thẳng (Line-of-sight). Một trong những giải pháp để giải 
quyết hai khó khăn trên đó là làm thế nào để tập trung năng 
lượng thu được tối ưu nhất ở máy thu. 
Nghiên cứu này, chúng tôi đã thực hiện tính toán chi tiết 
và mô phỏng nhiều trường hợp phân bố khác nhau của các 
đèn LED, ngoài ra cũng đã phân tích ảnh hưởng của góc 
truyền, tính toán đường phản xạ ảnh hưởng lên năng lượng 
thu của Photo diode áp dụng cho một văn phòng làm việc 
tiêu chuẩn. Kết quả đã chứng minh rằng nếu phân bố hợp lí 
nguồn sáng của các đèn LED sẽ thu được năng lượng tối ưu
nhất. Đồng thời cũng cho thấy rõ những yếu tố quan trọng 
làm ảnh hưởng đến phân bố công suất thu tại máy thu.
Nguyễn Thanh Sơn, Nguyễn Đức Hoàng, Bùi Hồng Trang, Phan Thị Thu Hiền
 40 Tạp chí Khoa học Lạc Hồng Số Đặc Biệt
Hình 1. Cấu trúc của một hệ thống VLC cơ bản
Ngoài ra, kết quả thu được từ mô hình thực nghiệm bước 
đầu cho thấy hệ thống hoạt động ổn định, tốc độ truyền dữ 
liệu có thể đạt được 115Kbps ứng với khoảng cách là 80cm.
Bố cục của bài báo được trình bày cụ thể theo thứ tự sau: 
mô hình tính toán phân bố nguồn sáng được trình bày trong 
phần 2, phần 3 sẽ phân tích ảnh hưởng của góc truyền, đường 
phản xạ, phần 4 thực hiện phân tích và mô phỏng,. cuối cùng 
kết luận được đưa ra trong phần thứ 5.
2. MÔ HÌNH TOÁN CỦA HỆ THỐNG VLC
2.1 Mô hình hệ thống VLC tiêu biểu
Cấu trúc của một hệ thống VLC cơ bản được trình bày ở
Hình 1. Hệ thống VLC phát tín hiệu số bằng cách điều khiển 
thay đổi liên tục ON/OFF của đèn LED và thu dữ liệu thông 
qua photodiode. Bộ phận phát bao gồm khối dữ liệu số, khối 
điều khiển, và khối các đèn LED. Khối đèn LED được điều 
khiển đóng ngắt với thời gian rất ngắn (vài chục nano-giây), 
do đó nó có thể vừa chuyển đổi dữ liệu tốc độ cao, vừa đảm 
bảo chiếu sáng. Dữ liệu số cần phát sau khi được điều chế, 
sẽ được gửi đến mạch điều khiển để điều khiển LED phát dữ
liệu. Ở máy thu, tín hiệu ánh sáng nhận được thông photo 
diode, tín hiệu này sẽ được đưa đến khối khuếch đại để
khuyếch đại biên độ tín hiệu, loại bỏ tạp nhiễu, sau đó đưa 
đến khối giải điều chế xử lí để khôi phục lại dữ liệu ban đầu.
2.2 Phân bố công suất thu của hệ thống VLC với một
nguồn sáng (Single-Source) 
Do LED được dùng cho hai mục đích chiếu sáng và truyền 
thông, nên cần định nghĩa hai thông số là cường độ sáng và 
công suất phát quang. Cường độ sáng dùng để mô tả độ sáng 
của LED, công suất phát quang là tổng số năng lượng tỏa ra 
từ một đèn LED.
Từ mô hình VLC trong Hình 1, các tham số được cho như 
trong hình 2 và tham khảo [5,6], ta có công suất thu được tại 
máy thu là:
(2)
: công suất phát quang, : path loss trong trong 
môi trường truyền LOS.
Cường độ sáng được cho bởi:
(3)
: cường độ sáng, : góc không gian
có thể được tính toán từ dòng năng lượng 
e
F như trình 
bày trong [6]:
(4)
: đường cong độ sáng tiêu chuẩn, : cường độ
sáng nhìn thấy lớn nhất, với tại chiều bước 
sóng 555 nm.
Công suất phát quang được tính bởi công thức:
(5)
: được xác định từ đặc tuyến độ nhạy của 
photodiode.
Theo [6] và như trình bày trong Hình 2 thì được 
tính theo công thức:
(6)
là góc tới đối với trục vuông góc với bề mặt thu, 
và là độ lợi của bộ lọc và bộ tổng hợp ánh sáng, 
là FOV (field of view) của máy thu, là khoảng cách giữa 
LED đến photodiode, A là vùng hoạt động tích cực của bộ
thu Photodiode, là những hệ số phản xạ Lambertian.
Hệ số phản xạ Lambertian m xác định bởi: 
(7)
là bán góc tại nữa cường độ sáng của 1 LED (Góc 
chiếu) xem trong Hình 4.
Độ lợi của bộ tổng hợp quang tại máy thu được cho bởi:
(8)
n là hệ số phản xạ thu được của photodiode. 
2.3 Mô hình của VLC với đa nguồn sáng 
(Multisource)
Những nghiên cứu trước đây trên hệ thống VLC đều áp 
dụng nguồn sáng đơn (Single-Source). Tuy nhiên, để đảm 
bảo chiếu sáng, hầu hết các phòng đều sử dụng nhiều nguồn 
sáng. Do đó nếu nghiên cứu dựa trên một nguồn sáng thì 
không phù hợp thực tế.
Hình 2. Các thông số của hệ thống VLC
41 
Phân tích ảnh hưởng của đường phản xạ, sự phân bố nguồn sáng và mô hình thực nghiệm trong truyền thông ánh sáng 
dùng led
 Tạp chí Khoa học Lạc Hồng Số Đặc Biệt
Hình 3. Cấu trúc VLC của một dãy LED (Multisource)
Trong bài báo này, chúng tôi đề xuất mở rộng nghiên cứu 
cho cấu trúc VLC của một dãy LED (Multisource) áp dụng 
cho một căn phòng làm việc tiêu chuẩn như trình bày trong 
Hình 3. 
Trong đề xuất này, mỗi LED được xem như một điểm 
nguồn sáng và đồ thị bức xạ của mỗi LED là một hàm của 
góc khối trong không gian 3 bậc. Khi đó được xác định 
như sau:
(9)
Hình 4. Cấu trúc VLC với 1 đường phản xạ
2.4 Tính toán ảnh hưởng của đường phản xạ
Theo các nghiên cứu [6, 7 và 8] thì cường độ các đường 
phản xạ của ánh sáng LED phụ thuộc vào bước sóng và vật 
liệu để xây tường. Cũng theo [7] khi xem xét trường hợp có 
một đường phản xạ từ bức tường như trình bày trong Hình 
4. Công suất thu được tại máy thu sẽ là tổng của độ lợi DC 
của đường đến trực tiếp và đường phản xạ :
(9)
Độ lợi DC của đường phản xạ thứ nhất được cho theo [7] 
là:
wall2
1 2
( 1)
cos ( ) cos( )
2( )
cos( ) ( ) ( ) cos( ), 0(0)
0, 
mr
r ir
ir s r r conref
r con
A m
dA
d d
T gH
+
´ £ £=
>
ì
ï
ïï
í
ï
ï
ïî
(10)
: là khoảng cách giữa đèn LED và điểm phản xạ, : 
là khoảng cách giữa điểm phản xạ và bề mặt máy thu, : là 
hệ số phản xạ, : là một khu vực phản xạ của vùng nhỏ, 
: là góc của bức xạ đến một điểm phản xạ, và là 
góc của bức xạ đến một điểm phản xạ và góc của bức xạ đến 
một máy thu, là góc tới từ các bề mặt phản xạ. Chi tiết 
các thông số như trình bày trong Hình 4. 
3. PHÂN TÍCH VÀ MÔ PHỎNG
3.1 Ảnh hưởng của đơn nguồn sáng (Single-Source) và 
đa nguồn sáng (Multisource) tới công suất thu của 
VLC 
Để phân tích ảnh hưởng của đơn nguồn sáng (Single-
Source) và đa nguồn sáng (Multisource) tác động lên phân 
bố công suất quang thu được tại máy thu của hệ thống VLC 
như trình bày tính toán trong phần 1. Trong nghiên cứu này, 
chúng tôi thực hiện mô phỏng sử dụng phần mềm Matlab, 
áp dụng cho một căn phòng tiêu chuẩn như trình bày trong 
hình 2 và 3, mô hình được ứng dụng trong môi trường truyền 
LOS (bỏ qua ảnh hưởng của nhiễu và phản xạ). Thông số
thiết lập cho mô phỏng được trình bày chi tiết trong Bảng 1.
Bảng 1. Thông số mô phỏng của hệ thống VLC
Thông số Giá trị
Phòng Kích thước
Nguồn 
phát
Hệ số phản xạ
Vị trí (4 LED)
Vị trí (1 LED)
Công suất phát/LED
Số LED/dãy
0.8
(1.25, 
1.25,3),(1.25,3.75,3),
(3.75, 
1.25,3),(3.75,3.75,3)
(2.5,2.5,3)
70
20mW
Máy 
thu
Cường độ sáng t.tâm
Máy thu đặt cách sàn
A
(FOV)
300-910 lx
0.85m
1 cm2
60
0.5 ns
Hình 5a trình bày chiếu sáng sử dụng nguồn sáng đơn với 
bán góc là 700 và thông lượng sáng cực đại tại trung tâm 
là 568.10 lx. Đối với chiếu sáng đa nguồn, mô phỏng sử
dụng 4 nguồn sáng với bán góc là 700 và thông lượng 
sáng trong khoảng 315-910 lx có giá trị trung bình là 717 lx 
được trình bày trong Hình 5b.
Kết quả mô phỏng cho thấy rằng tại máy thu hầu hết công 
suất quang thu được cho cả hai trường hợp có sự phân bố
đồng đều tại trung tâm ứng với công suất cực đại 2.3 dBm 
và cực tiểu -2.3 dBm. Tuy nhiên, sử dụng 4 nguồn sáng thì 
phân bố công suất sẽ phủ rộng hơn đáp ứng độ tin cậy truyền 
thông sẽ tốt hơn. 
Nguyễn Thanh Sơn, Nguyễn Đức Hoàng, Bùi Hồng Trang, Phan Thị Thu Hiền
 42 Tạp chí Khoa học Lạc Hồng Số Đặc Biệt
Hình 5. (a) Phân bố công suất ứng với 1 LED (Single-
Source);(b) Phân bố công suất ứng với 4 LED (Multisource)
3.2 Ảnh hưởng của bán góc (Góc chiếu) tới phân bố
công suất máy thu 
Hình 6. (a) Phân bố công suất ứng với là 700; (b) Phân 
bố công suất ứng với là 12.50
Trong thí nghiệm thứ hai, để phân tích ảnh hưởng của bán 
góc (Góc chiếu) tới phân bố công suất thu được tại máy thu, 
chúng ta sẽ thay đổi giá trị bán góc lần lượt là 700 và 
12.50 áp dụng cho trường hợp 4 nguồn sáng . Kết quả thu 
được trong Hình 6a và 6b cho thấy rằng phân bố công suất 
sẽ không đồng đều trong trường hợp là 12.50. Hơn nữa 
trong Hình 6b chỉ rõ rằng công suất quang thu được có một 
sự thay đổi rất lớn phân bố giữa giá trị max và min trong 
khoảng 35 dB, dẫn đến SNR cao trong một vài vùng và tín 
hiệu sẽ bị gián đoạn trong vài vùng.
3.3 Ảnh hưởng của đường phản xạ tới phân bố công
suất ở máy thu 
Để phân tích ảnh hưởng của phản xạ đến phân bố công 
suất thu tại máy thu, trong mô phỏng thứ 3 này, chúng tôi sử
dụng mô hình như trình bày trong Hình 4, ở đó có xem xét 
đến sự tác động của 1 đường phản xạ. Phân bố công suất thu 
được tại máy thu sẽ là tổng công suất được tạo ra giữa đường 
trực tiếp và đường phản xạ từ bức tường căn phòng. Mô 
phỏng trong Hình 7 rõ ràng cho thấy công suất thu được tại 
máy thu có giá trị trong khoảng -2.4 đến 2.8 dBm. Kết quả
này chứng minh rằng công suất trung bình thu được khi có 
xem xét yếu tố 1 đường phản xạ sẽ lớn hơn 0.6 dBm so với 
công suất chỉ tạo ra do đường trực tiếp như trình bày trong 
Hình 5.
Hình 7. Phân bố công suất ở máy thu với phản xạ
4. MÔ HÌNH THỰC NGHIỆM VÀ KẾT QUẢ
4.1 Mô hình thực nghiệm
Sau khi thiết kế thi công mạch thực tế, mô hình bộ thu 
phát dữ liệu VLC được trình bày như Hình 8. Thiết bị đo bao 
gồm bộ LABVIEW NI MYDAQ dùng như 
OSCILLOSCOPE để phân tích tín hiệu thu và phát.
Hình 8. Bộ phát và thu đặt trong mặt phẳng nằm ngang
Hình 8 cho thấy LED và PD được đặt trên cùng một mặt 
phẳng. Bộ thu và phát được kết nối với hai cổng USB riêng 
biệt của cùng một máy tính. Do vậy, có thể xem PC này mô 
hình hóa hai PC ảo riêng biệt. Dữ liệu dạng chuỗi bit dữ liệu 
43 
Phân tích ảnh hưởng của đường phản xạ, sự phân bố nguồn sáng và mô hình thực nghiệm trong truyền thông ánh sáng 
dùng led
 Tạp chí Khoa học Lạc Hồng Số Đặc Biệt
và hình ảnh được truyền trong thời gian thực giữa hai PC 
này.
Hình 9. Module LabVIEW NI my DAQ dùng phân tích tính 
hiệu thu và phát
4.2 Phân tích kết quả
Sau đây là các thí nghiệm khác nhau đã được thực hiện để
đánh giá khả năng truyền tin của hệ thống. 
Thí nghiệm 1: Truyền chuỗi bit dữ liệu với tốc độ truyền 
khác nhau sử dụng mô hình kênh truyền thực VLC như hình 
8, kết quả trình bày ở Hình 10 và 11.
Trường hợp 1: tốc độ bít thiết lập 9,6 Kbps, khoảng cách 
truyền là 70 cm kết quả thể hiện trong hình 10.
Hình 10. Kết quả truyền nhận dữ liệu 9,6Kbps, 70cm
Kết quả từ hình 10 cho thấy rằng với khoảng cách giữa bộ
phát và thu là 70cm, tốc độ truyền là 9,6 Kbps hệ thống hoạt 
động tốt.
Trường hợp 2: tăng tốc độ bít lên 115,2 Kbps, khoảng 
cách truyền vẫn giữ là 70 cm kết quả thể hiện trong hình 
11.
Hình 11. Kết quả truyền nhận dữ liệu 115,2Kbps, 70cm
Kết quả từ Hình 11 cho thấy rằng với khoảng cách giữa 
bộ phát và thu là 70cm, tốc độ truyền tăng lên 115,2 Kbps 
hệ thống vẫn hoạt động tốt mặc dù có một vài nhiễu bắt đầu
xuất hiện ở tín hiệu thu.
Thí nghiệm 2: Truyền ảnh Lena có dung lượng 31,6 kB. 
Độ phân giải 200 x 200 Pixels khoảng cách truyền là 70 cm. 
Kết quả truyền ảnh từ bộ phát đến bộ thu được thể hiện qua 
giao diện phần mềm trên PC như trình bày trong hình 12.
Hình 12. Kết quả giao diện truyền ảnh trên PC
Thí nghiệm 3: tốc độ bít truyền được thiết lập 115,2 
Kbps, nhưng gia tăng khoảng cách truyền giữa bộ phát và 
thu lên 80 cm. Kết quả thể hiện trong hình 13.
Hình 13. Kết quả truyền nhận dữ liệu 115,2Kbps, 80cm
Kết quả thu được từ Hình 13 cho thấy khi gia tăng khoảng 
cách truyền lên 80cm, trong trường hợp này nhiễu đã xuất 
hiện rất nhiều ở tín hiệu thu được, lỗi kết nối đã xảy ra.
Hình 14. Kết quả truyền nhận dữ liệu 9,6Kbps và 115,2Kbps, 
80cm sử dụng thêm LEN cho đèn LED
Thí nghiệm 4: để tăng khoảng cách truyền, tại bộ phát sử
dụng thêm LENS cho đèn LED để tập trung ánh sáng vào 
một góc khối nhỏ hơn nhằm tăng hiệu suất phát quang. Thiết 
lập tốc độ và khoảng cách truyền giống như trong thí nghiệm 
3. Kết quả được trình bày như Hình 14.
Kết quả thu được từ Hình 14 cho thấy tín hiệu thu được 
tại bộ thu đã cải thiện đáng kể nhờ bộ tập trung ánh sáng. 
Nguyễn Thanh Sơn, Nguyễn Đức Hoàng, Bùi Hồng Trang, Phan Thị Thu Hiền
 44 Tạp chí Khoa học Lạc Hồng Số Đặc Biệt
5. KẾT LUẬN
Hệ thống VLC phát dữ liệu bằng cách điều khiển LED
và nhận dữ liệu thông qua photodiode có rất nhiều ưu điểm, 
đầy tiềm năng cho một thế hệ tiếp theo trong truyền thông 
không dây tốc độ cao. Tuy nhiên bên cạnh đó kỹ thuật này 
cũng tồn tại rất nhiều khuyết điểm cần giải quyết. Kết quả 
của nghiên cứu này đã phân tích được 3 yếu tố ảnh hưởng 
rất lớn đến phân bố công suất thu được tại máy thu. Kết quả 
thu được từ mô hình thực nghiệm bước đầu cho thấy hệ 
thống hoạt động ổn định, tốc độ truyền dữ liệu có thể đạt 
được 115,2 Kbps ứng với khoảng cách là 80cm. Hy vọng kết 
quả này sẽ làm nền tảng cho những nghiên cứu tiếp theo 
trong việc nâng cao, cải thiện khả năng ứng dụng của hệ 
thống VLC.
6. TÀI LIỆU THAM KHẢO
[1] Wed: www.hhi.fraunhofer.de/LED-Backhaul
[2] Y. Tanaka, T. Komine, S. Haruyama and M. Nakagawa, 
“Indoor Visible Light Data Transmission System 
Utilizing White LED Lights,” IEICE Trans. 
Communication, vol. E86-B, pp.2440-2454, 2003.
[3] T. Komine, M. Nakagawa, “Integrated system of white 
LED visiblelight communication and power-line 
communication,” IEEE Trans. Consumer Electronics, 
vol. 49, no. 1, pp.71-79, February 2003.
[4] Lee.C.G, Park.C.S, Kim.J.-H, Kim, D.H, “Experimental 
verification of optical wireless communication link 
using high-brightness illumination light-emitting diodes, 
Optical Engineering”, Vol. 46, No. 12, 2007.
[5] Minh, H.L, O’Brien.D.C, Faulkner.G.F, “Highspeed 
visible light communicaitons using multiple-resonant 
equalization”, IEEE Photonics Technology Letters, Vol. 
20, No. 14, 2008.
[6] J. M. Kahn and J. R. Barry, “Wireless Infrared 
Communications,” in proc. of IEEE, vol. 85. pp. 265-
298, February1997.
[7] F.R. Gfeller and U. Bapst, Wireless in-house data 
communication via diffuse infrared radiation, 
Proceedings of the IEEE, 67, 1474–1486, 1979.
[8] T. Komine and M. Nakagawa, Fundamental analysis for 
visible-light communication system using LED lights, 
IEEE Transactions on Consumer Electronics, 50, 100–
107, 2004.
[9] L. Kwonhyung, P. Hyuncheol and J.R.Barry, “Indoor 
channel characteristics for visible light 
communications”, IEEE Communications Letters, 15, 
217–219, 2011.
TIỂU SỬ TÁC GIẢ
Nguyễn Thanh Sơn
Sinh năm 1980. Nhận bằng thạc sĩ về thiết bị mạng và nhà máy điện của Trường Đại học Sư
phạm Kỹ thuật TP.HCM năm 2007. Sau đó, nhận bằng tiến sĩ hệ thống điện năm 2013 tại Đại
học Cát Lâm Trung Quốc. Hiện đang là Giám đốc Trung tâm Nghiên cứu Khoa học và Ứng
dụng, Trưởng ngành Điện tử -Truyền thông Trường Đại học Lạc Hồng. Lĩnh vực quan tâm
nghiên cứu là năng lượng tái tạo, năng lượng mới, truyền thông không dây tốc độ cao.
Nguyễn Đức Hoàng
Sinh năm 1995 tại Tỉnh Đắk Lắk . Hiện đang là sinh viên năm cuối Đại học Lạc Hồng chuyên
ngành Điện tử Viễn thông. Lĩnh vực nghiên cứu : Lập trình, tự động hóa quy trình sản xuất
v.v.
Bùi Hồng Trang
Sinh năm 1995 tại huyện Đức Phổ, Tỉnh Quảng Ngãi. Hiện đang là sinh viên năm cuối Đại
học Lạc Hồng chuyên ngành Điện tử Viễn thông. Lĩnh vực đang nghiên cứu: Truyền thông
không dây, kỹ thuật điều khiển thông minh v.v.
Phan Thị Thu Hiền
Sinh năm 1995 tại Huyện Tuy An, Tỉnh Phú Yên. Hiện đang là sinh viên năm cuối Đại học
Lạc Hồng chuyên ngành Điện tử Viễn thông. Lĩnh vực đang nghiên cứu: Kỹ thuật điều khiển
thông minh và truyền thông mạng tốc độ cao v.v.

File đính kèm:

  • pdfphan_tich_anh_huong_cua_duong_phan_xa_su_phan_bo_nguon_sang.pdf