On the realization of across wavy water-air-interface diffuse-line-of-sight communication based on an ultraviolet emitter.

حول تحقيق الاتصال الانتشاري على خط البصر عبر السطح البيني المتموج بين الماء والهواء بالاعتماد على باعث للأشعة فوق البنفسجية.

Clicks: 410
ID: 47974
2019
Article Quality & Performance Metrics
Overall Quality
Not rated
Combines reader engagement with the AI quality analysis. This article has not been analysed, so there is no overall score — reader engagement is measured and shown alongside.
AI Quality Assessment
Not analyzed
Readership in this journal
Steady

Ranked #14 of 81 articles by views in Optics express

Most read Least read

Bar heights use a square-root scale.

Mint this article as an NFT
Not yet minted

Create a permanent, verifiable on-chain record of this article on the Scimatic Network. The NFT is held in your Journament account, and you can withdraw it to your own wallet at any time.

5 SUSD one-off · no wallet required
Sign in to mint
Abstract
We experimentally demonstrated high-speed diffuse line-of-sight optical wireless communication across a wavy water-air-interface. The testbed channel was evaluated, in terms of data rate, coverage and robustness to the dynamic wave movement, based on the performance of different modulation schemes, including non-return-to-zero on-off keying (NRZ-OOK) and quadrature amplitude modulation (QAM)-orthogonal frequency division multiplexing (OFDM). Under the emulated calm water condition, 8-QAM-OFDM offers a data rate of 111.4 Mbit/s at the aligned position, while only 55 Mbit/s is achieved using NRZ-OOK. On the other hand, effective communication can still be maintained at a high data rate of 11 Mbit/s when the photodetector is off aligned laterally by 5 cm based on NRZ-OOK modulation, leading to a coverage of ~79 cm. By utilizing OFDM modulation scheme, a data rate of 30 Mbit/s can be achieved up to 2.5-cm misalignment, leading to a coverage of ~20 cm. Furthermore, in the presence of strong waves (15-mm wave height, causing a scintillation index of 0.667), 4-QAM-OFDM modulation showed a better resilience to channel instability than NRZ-OOK modulation. Our studies pave the way for the eventual realization of communication across a challenging water-air interface without the need for an interface relay, which is much sought-after for implementing a robust and large-coverage underwater-to-terrestrial internet-of-things.
أثبتنا تجريبيًا إمكانية تحقيق اتصالات لاسلكية ضوئية عالية السرعة عبر خط بصر منتشر عبر واجهة مائية-هوائية متموجة. تم تقييم قناة منصة الاختبار من حيث معدل نقل البيانات، ونطاق التغطية، والمتانة في مواجهة حركة الأمواج الديناميكية، بالاستناد إلى أداء مخططات تضمين مختلفة، شملت التضمين بمفتاح التشغيل والإيقاف غير العائد إلى الصفر (NRZ-OOK) والإرسال المتعدد بتقسيم التردد المتعامد مع تضمين السعة التربيعي (QAM-OFDM). في ظل ظروف المياه الهادئة المُحاكاة، وفّر مخطط 8-QAM-OFDM معدل بيانات قدره 111.4 ميغابت/ثانية عند موضع المحاذاة، في حين لم يُحقّق سوى 55 ميغابت/ثانية باستخدام NRZ-OOK. ومن ناحية أخرى، أمكن الحفاظ على اتصال فعال بمعدل بيانات مرتفع بلغ 11 ميغابت/ثانية عند إزاحة الكاشف الضوئي جانبيًا عن خط المحاذاة بمقدار 5 سم استنادًا إلى تضمين NRZ-OOK، مما أتاح نطاق تغطية يبلغ نحو 79 سم. وبالمثل، من خلال استخدام مخطط التضمين OFDM، أمكن تحقيق معدل بيانات يبلغ 30 ميغابت/ثانية في ظل حيود عن المحاذاة يصل إلى 2.5 سم، محققًا تغطية تبلغ نحو 20 سم. علاوة على ذلك، في ظل وجود أمواج قوية (بارتفاع 15 مم للموجة، مسببًا مؤشر تلألؤ قدره 0.667)، أظهر تضمين 4-QAM-OFDM مرونة أفضل في مواجهة عدم استقرار القناة مقارنة بتضمين NRZ-OOK. تمهد دراستنا الطريق نحو التحقيق الفعلي للاتصالات عبر الواجهة الصعبة بين الماء والهواء دون الحاجة إلى استخدام مُرحّلات عند الواجهة، وهو أمر منشود بشدة لتطبيق إنترنت أشياء متين وذي تغطية واسعة يربط بين البيئات المائية والبرية.
Reference Key
sun2019onoptics Use this key to autocite in the manuscript while using SciMatic Manuscript Manager or Thesis Manager
Authors Xiaobin Sun, Meiwei Kong, Chao Shen, Chun Hong Kang, Tien Khee Ng, Boon S Ooi
Are you one of these authors? Claim your profile
Journal Optics express
Year 2019
DOI
10.1364/OE.27.019635
URL
Keywords
ambulatory cardiac monitoring physiological signals stretchable hybrid electronics wearable electronics

Citations

No citations found. To add a citation, contact the admin at info@scimatic.org

Comments

No comments yet. Be the first to comment on this article.