Komunikační systémy ve viditelném světle založené na organických LED diodách

Abstract

Komunikační systémy ve viditelném světle (visible light communication, VLC) založené na LED diodách, organických LED (OLED) a laserových diodách, mohou poskytovat jak osvětlení tak i přenos dat zároveň. Disertační práce se zaměřuje na využití OLED pro systémy VLC. OLEDs nedávno přilákály významnou pozornost, protože nabizeji výhody, jako jsou průhledné displeje, technologie šetrné k životnímu prostředí, nízkou spotřebu energie či velké aktivní oblasti. Navíc, potenciál výroby OLED na pružném substrátu nabízí atraktivní funkce se zakřivenými OLED panely/displeji. Zájem o použití OLED ve vnitřních prostorech roste, což nám poskytuje značný potenciál pro usnadnění současného osvětlení, využití disple tak i datové komunikace. Protože OLED se vyrábějí v různých tvarech a velikostech, je nutná komplexní charakterizace celé řady pevných a flexibilních/ohebných OLED pro plné využití v VLC komunikacích. Na základě charakterizace OLED byl odvozena charakteristika vyzařování ohebného OLED panelu jako symetrická a širší než Lambertianův profil s Gaussůvým profilem třetího řádu. Byl vyvinut experimentální spoj s OLED transceivery využívající m-CAP modulaci. Dále byl odvozen vliv ohebné OLED na charakteristiky VLC kanálu (ztráty a RMS rozproztření zpozdění) pro případy, kdy je ohebná OLED použíta jako vysílač v prázdných a zařízených vnitřních prostředích, zejména pro nákupní centra, kanceláře, chodby a pootevřené chodby, a různé scénáře pokrytí.

Visible light communication (VLC) systems relies on light emitting diodes (LEDs), organic light emitting diodes (OLEDs) and laser diodes to provide illumination and data broadcasting, simultaneously. The thesis focuses on utilization of OLEDs for VLC systems. OLEDs has recently attracted significant attention as offering tremendous advantages such as transparent displays, environmentally friendly, low power consumption, and large active areas. Moreover, the potential of manufacturing OLEDs on flexible substrate offers an attractive feature of having curved OLED panels/displays. The interest into adopting OLEDs in indoor environments have been growing, which provides us with a significant potential of facilitate simultaneously illumination, display, and data communication. Since OLEDs are being producing in different shapes and sizes, the necessity of comprehensive characterization of a range of rigid and flexible OLEDs is obvious if they are going to be fully exploited in VLC. Based on OLED characterization the beam pattern of curved OLED has been derived with a symmetrical and wider than Lambertian characteristic which follows the three-term Gaussian profile. An experimental test-bed which utilize a number of those OLEDs transceiver with a multiband carrierless amplitude and phase modulation (m-CAP) has been developed. In addition, the impact of beam pattern of curved OLED on the VLC channel characteristics has been derived in terms of optical path loss and RMS delay spread for the cases when the curved OLED is used as a transmitter in empty and furnished indoor environments, i.e., shopping mall, office, corridor and semi-open corridor, with different scenarios.