WiMAX as an alternative technology of the wireless broadband internet service provider technique and Radio over Fiber (RoF) as a technique that employs fiber optic communication technologies to transmit radio-frequency (RF) modulated standard signals for today's wireless and mobile applications. Green radio communication means that the power consumption of the communication systems could be minimized by removing some of the electrical active components and equipment by replacing the passive photonic devices and centralizing the signal processing. We have proposed and demonstrated the improvement of WiMAX power efficiency in green communication by utilizing a radio over fiber system. The simulation has been presented for a WiMAX signal transmitted through single mode fiber optic for 80Km and 5Km on the air. The demonstration results show high Signal-to-Noise-Ratio (SNR), extensive power reduction of up to 90% in WiMAX-RoF and a high power loss of WiMAX signal deployed through air.
Inhaltsverzeichnis
- I. Einleitung
- II. WiMAX Theoretische Analyse
- III. Dämpfung in der Glasfaser
- II. Grüne Radiokommunikation und Leistungsmessung
- V. Simulationsergebnisse
Zielsetzung und Themenschwerpunkte
Diese Arbeit untersucht die Verbesserung der Energieeffizienz von WiMAX-Systemen durch die Nutzung von Radio-over-Fiber (RoF)-Technologie im Kontext grüner Radiokommunikation. Die Hauptziele sind die Demonstration der Leistungsfähigkeit von RoF zur Übertragung von WiMAX-Signalen über große Entfernungen und die Quantifizierung der erzielten Energieeinsparungen.
- Verbesserung der Energieeffizienz von WiMAX
- Anwendung von Radio-over-Fiber (RoF) Technologie
- Leistungsmessung und Signal-Rausch-Verhältnis (SNR) Analyse
- Vergleich der Leistungsfähigkeit von drahtloser und faseroptischer Übertragung
- Grüne Radiokommunikation und Energieeinsparungspotential
Zusammenfassung der Kapitel
I. Einleitung: Dieses Kapitel führt in die Thematik der Arbeit ein und stellt WiMAX als alternative Technologie für drahtlose Breitband-Internetdienste vor. Es erläutert die Vorteile von WiMAX, insbesondere die Möglichkeit, eine drahtlose Breitbandverbindung ohne Sichtverbindung zu realisieren. Weiterhin werden Radio-over-Fiber (RoF)-Systeme als zukunftsträchtige Netzwerk-Infrastruktur beschrieben, die die Vorteile der faseroptischen Übertragung mit drahtloser Kommunikation vereint. Das Kapitel betont die Bedeutung grüner Radiokommunikation und die Rolle von RoF-Systemen bei der Minimierung des Energieverbrauchs.
II. WiMAX Theoretische Analyse: Dieses Kapitel präsentiert eine theoretische Analyse des WiMAX-Downlink-Modells unter Verwendung der RoF-Technologie. Es beschreibt die verwendeten Komponenten wie Laserdioden, Einzelmodenfaser und Photodioden und stellt die relevanten Gleichungen zur Beschreibung der optischen Leistung und des Chirp-Verhaltens des Halbleiterlasers vor. Die Analyse umfasst die Umwandlung der optischen Leistung in elektrischen Strom und die Berücksichtigung von thermischem Rauschen.
III. Dämpfung in der Glasfaser: In diesem Kapitel wird die Signal-Dämpfung in WiMAX und Glasfaser verglichen. Es werden Experimente beschrieben, bei denen die Länge der Einzelmodenfaser variiert wird, um den Einfluss auf die Signalstärke zu untersuchen. Die Ergebnisse zeigen eine deutlich geringere Dämpfung in der Glasfaser im Vergleich zur drahtlosen Übertragung, was die Vorteile der RoF-Technologie unterstreicht.
II. Grüne Radiokommunikation und Leistungsmessung: Dieses Kapitel beschreibt die Simulation eines WiMAX-Systems in Matlab-Simulink zur Messung der Leistung und des SNR über verschiedene Entfernungen. Es werden adaptive Modulationstechniken und die Verwendung von OFDM zur Bewältigung von Herausforderungen wie Nicht-Sichtverbindungen (NLOS) erläutert. Die Ergebnisse zeigen einen deutlichen Leistungsabfall bei der drahtlosen Übertragung über größere Distanzen.
V. Simulationsergebnisse: Dieses Kapitel präsentiert die Ergebnisse der Simulationen, die die Übertragung eines WiMAX-Signals über ein RoF-System über eine Länge von bis zu 80 km untersuchen. Die gemessene Leistungsdämpfung und das SNR werden dargestellt und mit den Ergebnissen der drahtlosen Übertragung verglichen. Die Ergebnisse zeigen eine deutlich verbesserte Leistung und Energieeffizienz bei der Verwendung von RoF.
Schlüsselwörter
Radio-over-Fiber (RoF), WiMAX, Grüne Radiokommunikation, Energieeffizienz, Leistungsmessung, Signal-Rausch-Verhältnis (SNR), Dämpfung, Glasfaser, OFDM, Adaptive Modulation.
Häufig gestellte Fragen (FAQ) zu: Verbesserung der Energieeffizienz von WiMAX-Systemen durch Radio-over-Fiber (RoF)
Was ist das Thema dieser Arbeit?
Diese Arbeit untersucht die Verbesserung der Energieeffizienz von WiMAX-Systemen durch den Einsatz von Radio-over-Fiber (RoF)-Technologie im Kontext grüner Radiokommunikation. Das Hauptziel ist die Demonstration der Leistungsfähigkeit von RoF zur Übertragung von WiMAX-Signalen über große Entfernungen und die Quantifizierung der erzielten Energieeinsparungen.
Welche Technologien werden untersucht?
Die Arbeit konzentriert sich auf WiMAX als drahtlose Breitbandtechnologie und RoF (Radio-over-Fiber) als faseroptische Übertragungsmethode. Es werden die Vorteile beider Technologien im Hinblick auf Energieeffizienz und Reichweite analysiert und verglichen.
Welche Ziele werden verfolgt?
Die Hauptziele sind die Verbesserung der Energieeffizienz von WiMAX, die Anwendung und Evaluierung der RoF-Technologie, die Leistungsmessung und SNR-Analyse, der Vergleich der drahtlosen und faseroptischen Übertragung sowie die Untersuchung des Energieeinsparungspotentials im Kontext grüner Radiokommunikation.
Wie ist die Arbeit strukturiert?
Die Arbeit gliedert sich in fünf Kapitel: Einleitung, theoretische Analyse von WiMAX, Dämpfung in der Glasfaser, grüne Radiokommunikation und Leistungsmessung sowie Simulationsergebnisse. Jedes Kapitel behandelt einen spezifischen Aspekt der Thematik.
Was wird in der Einleitung behandelt?
Die Einleitung stellt WiMAX und RoF-Systeme vor, erläutert deren Vorteile und betont die Bedeutung grüner Radiokommunikation und der Energieeinsparung.
Was wird in der theoretischen Analyse von WiMAX beschrieben?
Dieses Kapitel beinhaltet eine theoretische Analyse des WiMAX-Downlink-Modells mit RoF, beschreibt die verwendeten Komponenten (Laserdioden, Einzelmodenfaser, Photodioden) und die relevanten Gleichungen zur Beschreibung der optischen Leistung und des Chirp-Verhaltens.
Was wird im Kapitel zur Dämpfung in der Glasfaser untersucht?
Hier wird die Signal-Dämpfung in WiMAX und Glasfaser verglichen. Experimente mit variierender Faserlänge zeigen die deutlich geringere Dämpfung in der Glasfaser.
Wie wird die Leistung gemessen und simuliert?
Die Leistungsmessung und Simulation eines WiMAX-Systems erfolgt in Matlab-Simulink. Es werden adaptive Modulationstechniken und OFDM zur Bewältigung von NLOS-Herausforderungen erläutert. Die Ergebnisse zeigen einen deutlichen Leistungsabfall bei drahtloser Übertragung über größere Distanzen.
Welche Ergebnisse werden in den Simulationen präsentiert?
Die Simulationsergebnisse zeigen die Übertragung eines WiMAX-Signals über ein RoF-System über bis zu 80 km. Gemessene Leistungsdämpfung und SNR werden dargestellt und mit drahtlosen Übertragungen verglichen. Die Ergebnisse belegen eine deutlich verbesserte Leistung und Energieeffizienz mit RoF.
Welche Schlüsselwörter beschreiben die Arbeit?
Die wichtigsten Schlüsselwörter sind Radio-over-Fiber (RoF), WiMAX, Grüne Radiokommunikation, Energieeffizienz, Leistungsmessung, Signal-Rausch-Verhältnis (SNR), Dämpfung, Glasfaser, OFDM und Adaptive Modulation.
- Arbeit zitieren
- Dr Mazin Al Noor (Autor:in), 2012, WiMAX Improvements in Green Radio Communications Utilizing Radio-over- Fiber, München, GRIN Verlag, https://www.grin.com/document/196246
