Dissertação

{pt_PT=Desenho e estudo de um sistema de comunicação ótica subaquático} {} EVALUATED

{pt=A transição de ligações acústicas submarinas para óticas submarinas impõe constrangimentos relativos à distância máxima de ligação, pelo que, as últimas são particularmente utilizadas em sistemas de muito curta distância (<0,1 km). As comunicações óticas na gama espetral visível representam uma mudança de paradigma na interligação de veículos submarinos autónomos e/ou redes sensoriais, permitindo a transmissão de informação a um débito binário tendencialmente superior, comparativamente com as acústicas, através de equipamento pouco dispendioso, e consequentemente aumentando a eficiência e viabilidade económica na implantação de redes de monitorização/exploração submarina. A presente dissertação almeja realizar uma comparação entre as redes acústica, de rádio e ótica submarinas, apontando as vantagens e desvantagens na utilização de cada uma, bem como uma descrição teórica do estado de arte relativo às últimas. Esta finaliza com uma análise comparativa de três esquemas de modulação ótica (Pulse Amplitude Modulation, Pulse Width Modulation e Pulse Position Modulation) de forma a aumentar o débito binário médio de uma ligação típica entre veículos submarinos autónomos assente em uma modulação On-Off Keying e codificação de Manchester. Os resultados demonstram que, de todos os esquemas estudados, a modulação Pulse Position Modulation é geralmente mais eficiente em termos de potência, maximiza a relação sinal-ruído, e apresenta um débito binário médio de ligação superior, relativamente à modulação On-Off Keying, apesar da menor eficiência espetral de modulação. Importa referir que os resultados não estão limitados a uma interligação entre veículos submarinos autónomos, uma vez que podem ser diretamente aplicados a qualquer sistema de comunicação ótico submarino., en=The transition from underwater acoustic links to underwater optical links poses many constraints in terms of the maximum link distance, thus being mainly used in very short communications (<0,1 km). Despite the existence of theses constraints, visible light communication systems represent a change in paradigm of Autonomous Underwater Vehicles and/or sensor networks communications, allowing for higher bitrate transmissions, compared to underwater acoustic networks, using inexpensive equipment, therefore making underwater environmental monitoring/exploration more efficient and economically viable. The present dissertation tries to make a brief comparison of acoustic, radio and visible optical underwater links, the advantages and disadvantages of each one of them, plus a theoretical overview of the state-of-the-art in underwater wireless optical networks. Finally, it analyzes three non-coherent optical modulation schemes (Pulse Amplitude Modulation, Pulse Width Modulation and Pulse Position Modulation), to increase the average bitrate of a typical Autonomous Underwater Vehicle On-Off Keying optical link. The results show that, from all the studied modulation techniques, Pulse Position Modulation is generally more power efficient, maximizes the signal-to-noise ratio, and has a higher average bitrate than the On-Off Keying modulation, despite the lower spectral modulation efficiency. It is important to state that the results are not bounded to an Autonomous Underwater Vehicle link, as they are directly applicable to any underwater wireless optical communication system.}
{pt=Wireless Optical Networks (UWON), Autonomous Underwater Vehicle (AUV), Comunicação ótica sem fios, On-Off Keying (OOK), Pulse Position Modulation (PPM), en=Underwater Wireless Optical Networks, Autonomous Underwater Vehicle, Visible Light Communication, On-Off Keying, Pulse Position Modulation}

Junho 20, 2018, 10:0

Orientação

ORIENTADOR

António Manuel dos Santos Pascoal

Departamento de Engenharia Electrotécnica e de Computadores (DEEC)

Professor Associado

ORIENTADOR

João Pedro Castilho Pereira Santos Gomes

Departamento de Engenharia Electrotécnica e de Computadores (DEEC)

Professor Auxiliar

ORIENTADOR

Paulo Sérgio De Brito André

Departamento de Engenharia Electrotécnica e de Computadores (DEEC)

Professor Associado