Title: Study of Free-Space Optics (FSO) Link Performance with OFDM and QAM Signals, and AI/ML-Based DSP Algorithms for Distortion Mitigation due to the FSO enviroment
Free-Space Optics (FSO) is a promising technology for wireless communication, relying on optical signals transmitted through the air, without the need for physical cables. This thesis focuses on analyzing the performance of an FSO link using different modulation schemes, specifically Orthogonal Frequency Division Multiplexing (OFDM) and Quadrature Amplitude Modulation (QAM) in terms of Bit Error Rate (BER) and Error Vector Magnitude (EVM). The aim is to compare the signal performance in the air and determine which modulation scheme delivers superior efficiency in the FSO environment.
To address any distortions caused by the FSO link, the thesis will integrate Digital Signal Processing (DSP) algorithms based on Artificial Intelligence (AI) and Machine Learning (ML). These algorithms will be used to enhance signal quality by compensating for environmental impairments like turbulence and atmospheric scattering, which typically affect the signal integrity.
Moreover, the FSO link will be embedded into a smart node capable of adapting to changing environmental conditions by dynamically altering the modulation scheme. This adaptive feature will help optimize communication performance based on real-time channel conditions, offering a practical approach for future wireless communication systems.
Τίτλος: Μελέτη Απόδοσης Ζεύξης Ελεύθερου Χώρου (FSO) με Σήματα OFDMκαι QAM και Αλγόριθμους DSP Βασισμένους σε AI/ML για Αντιμετώπιση Παραμορφώσεων λόγω του περιβάλλοντος του FSO
Η τεχνολογία ζεύξης ελεύθερου χώρου (FSO) αποτελεί μια υποσχόμενη λύση για ασύρματες επικοινωνίες, καθώς εκμεταλλεύεται οπτικά σήματα που μεταδίδονται μέσω του αέρα, χωρίς την ανάγκη για εγκατεστημένη ίνα. Η παρούσα διπλωματική εργασία επικεντρώνεται στην ανάλυση της απόδοσης μιας ζεύξης FSO με διάφορες διαμορφώσεις σήματος, συγκεκριμένα Orthogonal Frequency Division Multiplexing (OFDM) και Quadrature Amplitude Modulation (QAM), με αναφορά στον δείκτη σφαλμάτων (BER) και Error Vector Magnitude (EVM). Σκοπός είναι η σύγκριση της απόδοσης των σημάτων στον αέρα και η επιλογή της καλύτερης διαμόρφωσης για το περιβάλλον FSO. Για την αντιμετώπιση τυχόν παραμορφώσεων που προκύπτουν από τη ζεύξη FSO, η
διπλωματική θα ενσωματώσει αλγόριθμους Επεξεργασίας Ψηφιακών Σημάτων (DSP) βασισμένους σε Τεχνητή Νοημοσύνη (AI) και Μηχανική Μάθηση (ML). Αυτοί οι αλγόριθμοι θα χρησιμοποιηθούν για τη βελτίωση της ποιότητας του σήματος, αντισταθμίζοντας τις παραμορφώσεις που προκαλούνται από τις ατμοσφαιρικές συνθήκες και τις αναταράξεις του αέρα, οι οποίες συνήθως επηρεάζουν την ακεραιότητα του σήματος.
Ελάχιστος χρόνος εκπόνησης της εργασίας: 4-6 μήνες
Χρήσιμες Γνώσεις:
- Προγραμματιστικό περιβάλλον Matlab, Python
- Γενικές αρχές φωτονικής τεχνολογίας
Επικοινωνία:
Ευρυδίκη Κυριαζή evkyriazi@mail.ntua.gr