Mejorando la Estimación del Canal de Comunicación de Luz Visible en Entornos 3D Complejos: Un Marco de Simulación de Trazado de Rayos de Código Abierto
Autores: Georlette, Véronique; Vallois, Nicolas; Moeyaert, Véronique; Quoitin, Bruno
Idioma: Inglés
Editor: MDPI
Año: 2024
Acceso abierto
Artículo científico
2024
Mejorando la Estimación del Canal de Comunicación de Luz Visible en Entornos 3D Complejos: Un Marco de Simulación de Trazado de Rayos de Código Abierto
Categoría
Gestión y administración
Subcategoría
Gestión de la tecnología y la inovación
Palabras clave
Estimación
Distribución de potencia óptica
Sala
Sistema VLC
Simulador
Algoritmo de trazado de rayos
Licencia
CC BY-SA – Atribución – Compartir Igual
Consultas: 1
Citaciones: Sin citaciones
Estimar la distribución de potencia óptica en una habitación para evaluar el rendimiento de un sistema de comunicación por luz visible (VLC) no es nada nuevo. Se puede estimar utilizando un algoritmo de trazado de rayos ópticos de Monte Carlo que suma la contribución de cada rayo en el plano de recepción. Por ahora, la investigación se ha centrado en habitaciones rectangulares con paredes de textura única, al estudiar aplicaciones en interiores. Este artículo presenta un nuevo simulador de código abierto que responde al caso de habitaciones más complejas al analizarlas utilizando un modelo 3D STL (estereolitografía). Este documento describe esta nueva herramienta en detalle, con el material utilizado, la arquitectura del software, el algoritmo de trazado de rayos, y la valida en comparación con la literatura y presenta nuevos casos de uso. Hasta donde sabemos, este simulador es el único análisis de trazado de rayos gratuito y de código abierto para habitaciones 3D complejas en la investigación de VLC. En particular, este simulador es capaz de estudiar cualquier forma de habitación, como un octágono o una forma en L. El usuario tiene la oportunidad de controlar el número de emisores, su orientación y, especialmente, el número de rayos emitidos y reflejados. Los resultados finales son mapas de calor detallados, que permiten la visualización de la distribución de potencia óptica en cualquier habitación 3D. Esta herramienta es innovadora tanto visualmente (utilizando modelos 3D) como matemáticamente (estimando la cobertura de un sistema VLC).
Descripción
Estimar la distribución de potencia óptica en una habitación para evaluar el rendimiento de un sistema de comunicación por luz visible (VLC) no es nada nuevo. Se puede estimar utilizando un algoritmo de trazado de rayos ópticos de Monte Carlo que suma la contribución de cada rayo en el plano de recepción. Por ahora, la investigación se ha centrado en habitaciones rectangulares con paredes de textura única, al estudiar aplicaciones en interiores. Este artículo presenta un nuevo simulador de código abierto que responde al caso de habitaciones más complejas al analizarlas utilizando un modelo 3D STL (estereolitografía). Este documento describe esta nueva herramienta en detalle, con el material utilizado, la arquitectura del software, el algoritmo de trazado de rayos, y la valida en comparación con la literatura y presenta nuevos casos de uso. Hasta donde sabemos, este simulador es el único análisis de trazado de rayos gratuito y de código abierto para habitaciones 3D complejas en la investigación de VLC. En particular, este simulador es capaz de estudiar cualquier forma de habitación, como un octágono o una forma en L. El usuario tiene la oportunidad de controlar el número de emisores, su orientación y, especialmente, el número de rayos emitidos y reflejados. Los resultados finales son mapas de calor detallados, que permiten la visualización de la distribución de potencia óptica en cualquier habitación 3D. Esta herramienta es innovadora tanto visualmente (utilizando modelos 3D) como matemáticamente (estimando la cobertura de un sistema VLC).