Avaliação de Eficiência em Canais de Comunicação VLC
DOI:
https://doi.org/10.5753/reic.2026.7285Keywords:
Comunicação Óptica sem Fio, Comunicação por Luz VisívelAbstract
Este artigo investiga sistemas de Comunicação por Luz Visível (VLC), uma alternativa às redes tradicionais que utiliza diodos emissores de luz para transmitir dados com alta segurança, baixo custo e imunidade a interferências eletromagnéticas. Analisamos o desempenho das modulações On-Off Keying (OOK) e Variable Pulse Position Modulation (VPPM), bem como o impacto da distância do transmissor em métricas como potência recebida, relação sinal-ruído e capacidade do canal. Os resultados indicam que a VPPM supera a OOK em eficiência espectral (5 bps/Hz contra 0,2 bps/Hz), sobretudo em distâncias menores que 3 m e cargas úteis elevadas, devido ao uso mais eficiente da largura de banda sob as restrições impostas por sistemas VLC baseados em modulação de intensidade/detecção direta (IM/DD). Identificamos uma altura ideal (2,0 m - 2,5 m), equilibrando cobertura e qualidade do sinal; acima desse intervalo, ocorre degradação acentuada na comunicação. Conclui-se que a VPPM é mais adequada para aplicações de alta taxa de dados, enquanto a OOK é viável em cenários simples. A altura de instalação é um parâmetro crítico para otimização do sistema.
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Al-Kinani, A., Wang, C.-X., Zhou, L., and Zhang, W. (2018). Optical wireless communication channel measurements and models. IEEE Communications Surveys & Tutorials, 20(3):1939–1962. DOI: 10.1109/COMST.2018.2838096.
Alves, C. and da Silva Filho, J. (2020). Um estudo sobre o modelo ZigBee de rede sem fio IEEE 802.15.4. Revista Eletrônica de Iniciação Científica em Computação, 18(2). Disponível em: [link].
Arnon, S. (2015). Visible Light Communication. Cambridge University Press.
Bhutani, M., Singh, B., Gupta, A., Sudha, K., Sharma, S., Banerjee, S., Talwar, M., and Chaurasiya, V. K. (2025). Visible light communication technologies: a review of IEEE 802.15. 7 and its role in next-generation networks. International Journal of Communication Systems, 38(11):e70149. DOI: 10.1002/dac.70149.
Ghassemlooy, Z., Alves, L., Zvanovec, S., and Khalighi, M. (2017). Visible Light Communications: Theory and Applications. CRC Press.
Haas, H., Elmirghani, J., and White, I. (2020). Optical wireless communication. Philosophical Transactions of the Royal Society A: Mathematical, Physical and Engineering Sciences, 378(2169):20200051. DOI: 10.1098/rsta.2020.0051.
IEEE (2011). IEEE standard for local and metropolitan area networks–part 15.7: Short-range wireless optical communication using visible light. IEEE Std 802.15.7-2011, pages 1–309. DOI: 10.1109/IEEESTD.2011.6016195.
IEEE (2019). IEEE standard for local and metropolitan area networks–part 15.7: Short-range optical wireless communications. IEEE Std 802.15.7-2018 (Revision of IEEE Std 802.15.7-2011), pages 1–407. DOI: 10.1109/IEEESTD.2019.8697198.
Jain, R. (1991). The art of computer systems performance analysis: techniques for experimental design, measurement, simulation, and modeling. Wiley New York.
Junior, W. A. S. (2014). Redes aéreas IEEE 802.15.4: tamanho ótimo do pacote e coleta de dados. Master’s thesis, Universidade Federal de Minas Gerais.
Kharbouche, A., El-Haryqy, N., Ouamna, H., Madini, Z., and Zouine, Y. (2025). Visible light communication technologies: A tutorial and survey from fundamentals to cutting-edge innovations. Optical Switching and Networking, page 100824. DOI: 10.1016/j.osn.2025.100824.
Kim, H.-C., Yoo, J.-H., Jung, S.-Y., and Jeon, J.-P. (2013). Design of multi-spectral coded VPPM for optical wireless LED communications. In 2013 Fifth International Conference on Ubiquitous and Future Networks (ICUFN), pages 375–379. DOI: 10.1109/ICUFN.2013.6614845.
Mahanani, E. L., Marsuki, A. I., Mufti, S., and Abimanyu, A. (2025). Comparative performance analysis of 8-PPM and OOK modulation techniques for diver-to-diver UVLC systems. In 2025 IEEE International Symposium on Future Telecommunication Technologies (SOFTT), pages 138–144. IEEE. DOI: 10.1109/SOFTT67007.2025.11213017.
Matheus, L. E. M., Vieira, A. B., Vieira, L. F., Vieira, M. A., and Gnawali, O. (2019). Visible light communication: Concepts, applications and challenges. IEEE Communications Surveys & Tutorials, 21(4):3204–3237. DOI: 10.1109/COMST.2019.2913348.
Moraes, J., Oliveira, H., Rosário, D., and Cerqueira, E. (2021). Viabilização de alocação de recursos em LoRaWAN. Revista Eletrônica de Iniciação Científica em Computação, 19(2). Disponível em: [link].
Obeed, M., Salhab, A. M., Alouini, M.-S., and Zummo, S. A. (2019). On optimizing VLC networks for downlink multi-user transmission: A survey. IEEE Communications Surveys & Tutorials, 21(3):2947–2976. DOI: 10.1109/COMST.2019.2906225.
Pathak, P. H., Feng, X., Hu, P., and Mohapatra, P. (2015). Visible light communication, networking, and sensing: A survey, potential and challenges. IEEE Communications Surveys & Tutorials, 17(4):2047–2077. DOI: 10.1109/COMST.2015.2476474.
Sankarasubramaniam, Y., Akyildiz, I., and McLaughlin, S. (2003). Energy efficiency based packet size optimization in wireless sensor networks. In Proceedings of the First IEEE International Workshop on Sensor Network Protocols and Applications, 2003., pages 1–8. DOI: 10.1109/SNPA.2003.1203351.
Shams, N., Kakhki, A. P., Nabavi, M., and Nabki, F. (2023). An OOK and binary FSK reconfigurable dual-band noncoherent IR-UWB receiver supporting ternary signaling. IEEE Transactions on Very Large Scale Integration (VLSI) Systems, 31(5):644–657. DOI: 10.1109/TVLSI.2023.3248486.
Ucar, S., Coleri Ergen, S., Ozkasap, O., Tsonev, D., and Burchardt, H. (2016). Secvlc: Secure visible light communication for military vehicular networks. In Proceedings of the 14th ACM International Symposium on Mobility Management and Wireless Access, MobiWac ’16, page 123–129, New York, NY, USA. Association for Computing Machinery. DOI: 10.1145/2989250.2989259.
Vieira, A. G., Vieira, L. F. M., and Vieira, M. A. M. (2020). Tamanho Ótimo do pacote em comunicação por luz visível sem fio. In Anais XXXVIII Simpósio Brasileiro de Redes de Computadores e Sistemas Distribuídos (SBRC 2020), SBRC, page 15–28. Sociedade Brasileira de Computação. DOI: 10.5753/sbrc.2020.12270.
Villa Sierra, J. F. (2021). Control del ángulo del fasor de voltaje en sistemas de potencia. PhD thesis, Universidad Nacional de Colombia-Sede Medellín.
Wu, W.-C. (2024). Detection and performance analysis for MIMO visible light communication system using joint optical spatial and pulse amplitude width modulation. EURASIP Journal on Wireless Communications and Networking, 2024(1):8. DOI: 10.1186/s13638-024-02335-x.
Zhong, X., Chen, C., Wen, W., Liu, M., Fu, H., and Haas, H. (2024). Optimization of surface configuration in IRS-aided MIMO-VLC: A BER minimization approach. IEEE Photonics Journal, 16(3):1–12. DOI: 10.1109/JPHOT.2024.3395894.
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