Browsing by Author "Mohamed, Bassam Aly Abdelrahman"

Now showing 1 - 9 of 9

Metadata only
Experimental characterization of multi-hop vehicular VLC systems
(IEEE, 2021) Mohamed, Bassam Aly Abdelrahman; Elamassie, Mohammed; Uysal, Murat; Electrical & Electronics Engineering; ELAMASSIE, Mohammed; Mohamed, Bassam Aly Abdelrahman
In vehicular visible light communication (VLC), the reliable communication distance may be relatively short due to its dependence on many factors including the weather condition. This necessitates the use of relay-assisted systems to extend the transmission range. In this paper, we investigate experimentally the performance of vehicular multi-hop VLC systems in outdoor environments. Particularly, we first examine the effect of ambient noise on signal-to-noise ratio (SNR) during a whole day. Then, we conduct two multi-hop experiments, i.e., one at daytime and one at nighttime. We measure the bit error rate (BER) for each individual hop and then obtain the overall performance of the multi-hop system. We further compare experimental BER with theoretical BER to confirm our results.
Metadata only
Experimental evaluation of a software defined visible light communication system
(IEEE, 2020) Mohamed, Bassam Aly Abdelrahman; Elamassie, Mohammed; Kebapçı, Burak; Uysal, Murat; Electrical & Electronics Engineering; UYSAL, Murat; Mohamed, Bassam Aly Abdelrahman; Kebapçı, Burak
Visible light communication (VLC) allows the dual use of light-emitting diodes (LEDs) for illumination and communication purposes. With its large bandwidth and immunity to electromagnetic interference, VLC can be used as complementary and/or alternative to radio communications. In this paper, we present a comprehensive experimental evaluation of a software-defined VLC system with on-off keying for both line-of-sight (LOS) and non-line-of-sight (NLOS) scenarios. The experimental set-up is based on a pair of modified National Instruments USRPs coupled with a custom design front-end. In the measurement campaign, we vary the distance between 1 to 3 meters with a step size of 0.5 m. For each point in this LOS scenario, we measure signal-to-noise ratio (SNR) and bit error rate (BER) with and without a lens. We also evaluate the effect of the reception angle (i.e, no strict alignment) on system performance. We further evaluate the SNR performance for NLOS scenarios and demonstrate a robust performance due to the wide field-of-view of the front-end.
Metadata only
Experimental evaluation of unipolar OFDM VLC system on software defined platform
(IEEE, 2019) Mohamed, Bassam Aly Abdelrahman; Elamassie, Mohammed; Uysal, Murat; Kınav, E.; Electrical & Electronics Engineering; UYSAL, Murat; Mohamed, Bassam Aly Abdelrahman; Elamassie, Mohammed
With unique features and advantages, visible light communication (VLC) is considered as a powerful complementary wireless access technology to radio frequency solutions such as WiFi. To handle the frequency-selectivity of VLC channels particularly at high speeds, multi-carrier signaling in the form of orthogonal frequency division multiplexing (OFDM) is typically preferred. Among various variants of optical OFDM, unipolar OFDM (U-OFDM) stands outs with its better error rate performance. In this paper, we present the experimental evaluation of the bit error rate (BER) performance of a U-OFDM-based VLC system. In our experimental set-up, we use the popular software defined platform USRP (Universal software radio peripheral) from National Instruments customized with baseband cards and integrated with VLC front-ends. We first characterize the frequency-selective VLC channel. Then, we present BER performance against the estimated signal-to-noise-ratio and confirm it through comparison with theoretical results.
Metadata only
Experimental investigation of lens combinations on the performance of vehicular VLC
(IEEE, 2020) Mohamed, Bassam Aly Abdelrahman; Elamassie, Mohammed; Eldeeb, Hossıen Badr; Uysal, Murat; Electrical & Electronics Engineering; ELAMASSIE, Mohammed; ELDEEB, Hossien Badr Hossien; UYSAL, Murat; Mohamed, Bassam Aly Abdelrahman
With the increasing adoption of LEDs in outdoor light sources such as traffic lights, street lights and vehicle headlamps, visible light communication (VLC) has the promise to become a major enabler for vehicle-to-vehicle and vehicle-to-infrastructure communications. In this paper, we experimentally investigate the effect of using different lens combinations on vehicular VLC systems in outdoor environments. First, we measure the effective channel coefficient which includes the effect of both front-ends and propagation channel. Then, based on the estimated channel coefficients, we characterize the vehicular system performance in terms of signal-to-noise ratio and quantify improvements from utilizing different lens combinations.
Metadata only
FPGA based DCO-OFDM PHY transceiver for VLC systems
(IEEE, 2019) Levent, V. E.; Sağlam, Gürol; Uğurdağ, Hasan Fatih; Annafianto, Nur Fajar Rizqi; Aydın, Furkan; Tesfay, Shewit Weldu; Mohamed, Bassam Aly Abdelrahman; Elamassie, Mohammed; Kebapçı, Burak; Uysal, Murat; Electrical & Electronics Engineering; UĞURDAĞ, Hasan Fatih; UYSAL, Murat; Sağlam, Gürol; Annafianto, Nur Fajar Rizqi; Aydın, Furkan; Tesfay, Shewit Weldu; Mohamed, Bassam Aly Abdelrahman; Elamassie, Mohammed; Kebapçı, Burak
Satisfying the demand for high bandwidth and low latency in Visible Light Communication (VLC) systems is a difficult challenge. VLC channels exhibit frequency-selectiveness at peak-speeds. This phenomenon generates a serious inter-symbol interference effect. A physical layer (PHY) design that can carry out physical layer communication tasks to overcome all these strains is required. In this study, an FPGA based PHY design that implements DCO-OFDM algorithm is described for VLC systems. A demo was performed with the developed PHY design using an LED transmitter and a photodetector receiver.
Metadata only
Performance evaluation and experimental verification of vehicular visible light communication
Mohamed, Bassam Aly Abdelrahman; Uysal, Murat; Uysal, Murat; Durak, Kadir; Demiroğlu, Cenk; Güçlüoğlu, T.; Baykaş, T.; Department of Electrical and Electronics Engineering; Mohamed, Bassam Aly Abdelrahman
Araç geliştirme, gelecekteki bazı uygulamalarını desteklemek için büyük ölçüde veri iletişimine aktarır. Araç müfrezesi ve otonom araçlar (AV), bu on yılda ticari olarak temin edilebilecek uygulamalardan bazılarıdır. Bu noktadan sonra, akıllı ulaşım sistemleri (ITS), merkezi olmayan çevresel bildirim mesajlarının (DENM), kooperatif farkındalık masajlarının (CAM) veya herhangi bir uygulamaya özel masajın birbirleriyle değiş tokuş edilebileceği kablosuz iletişim uygulamaları için en çekici alanlardan biri haline geldi. araçlar. Bu masajlar, hem yolculuk süresinin hem de çevre kirliliğinin azaltılmasına katkıda bulunacak trafik yönetimi tarafından daha fazla kullanılabilir. Bu, otomotiv üreticilerini, teknoloji uygulaması yoluyla pazar gelişimini yakalamak için araç bağlantısına güvenmeye motive ediyor. ITS uygulamalarında son derece güvenilir, yüksek veri hızı ve düşük gecikmeli bir iletişim bağlantısı gereklidir. Özel kısa menzilli iletişim (DSRC) ve Hücresel araçtan her şeye (CV2X), ITS uygulamaları için geleneksel radyo frekansı (RF) teknolojisidir. Mevcut RF spektrumunun bant genişliği sınırlaması ve elektromanyetik girişim (EMI) sorunları nedeniyle, görünür ışık iletişimi (VLC), lisanssız geniş bir bant genişliği ve EMI'ye karşı bağışıklık sunarak güçlü kablosuz erişim teknolojisi olarak ortaya çıkmıştır. Özellikle VLC, kullanıcı yoğun ortamlarda güçlü bir performansa sahiptir ve veri boşaltma \linebreak yoluyla WiFi'ye tamamlayıcı bir teknoloji olarak kabul edilir. Ayrıca VLC, hastane yoğun bakım üniteleri, nükleer santraller gibi RF kısıtlı alanlarda güvenli bir alternatif olarak kullanılabilir. Otomotiv üreticisi son zamanlarda araç gövdelerinde ışık yayan diyotların \linebreak (LED'ler) kullanımını artırıyor. VLC, aydınlatma ve iletişim amaçları için LED'in ikili kullanımına izin verdiğinden, bu, VLC'nin araç bağlantısı için tamamlayıcı bir yaklaşım olarak değerlendirilmesini sağlar. VLC sistemi, istenen bilgi sinyalini sürüş doğru akımı (DC) üzerine bindirerek ışık kaynağının yoğunluğunu modüle eder. DC değeri, genlik kısıtlamaları dikkate alınarak istenilen çalışma noktasına göre seçilir. Modüle edici sinyalin frekansı çok yüksek olduğundan, ışık yoğunluğunun titremesi insan gözü tarafından gözlemlenemez. VLC sistemleri için tipik modülasyon seçimi, açma-kapama anahtarlama (OOK) ve darbe modülasyon teknikleri iken, dikey frekans bölmeli çoğullama (OFDM) gibi diğer modülasyon teknikleri, Gbps düzeyinde ultra yüksek hızları desteklemek için ayrıca önerilmiştir. V2X uygulaması için VLC bağlantısının pratik uygulaması için bazı endişeler var. Örneğin, pratik uygulama yönleri. Araç VLC'si için ticari olarak temin edilebilen ürünlerdeki kıtlığa rağmen, ön uç tasarlanmalı ve sistem tasarımında etkisi göz önünde bulundurulmalıdır. Ayrıca, güneş ışığı gibi dış ortamın etkisi karakterize edilmelidir. Ayrıca, herhangi bir iletişim sisteminde olduğu gibi, kanal modelleme araç VLC sistemlerinde kritik bir rol oynar, özellikle araç ışık kaynağının asimetrik modeli ile deneysel olarak modellenmesi gerekir. Diğer bir kritik husus, hareketliliğin etkisidir ve fotodedektörün araç üzerindeki konumu, farklı yol şekillerinde (yani düz ve kavisli yollar) sağlam bir araç VLC bağlantısına sahip olmak için uygun şekilde tanımlanmalıdır. Bir kıyaslama olarak, araç VLC'sinin performansı RF ile daha fazla karşılaştırılmalıdır. Bunlardan motive olarak, öncelikle VLC sistemleri için temel bant işleme ve farklı modülasyon tekniklerinin deneysel uygulamasını araştırıyoruz. Daha sonra, araç \linebreak LED'lerinin yüksek güç iletimini destekleyen önyüz tasarlıyor ve sistem performansı üzerindeki deneysel etkilerini araştırıyoruz. Daha sonra dış ortamdaki bozulmaları ve araç ortamına uygun lens kombinasyonunun doğru seçimini karakterize ediyoruz. Araç VLC sistemi için bir diğer kritik husus, araç asimetrik ışık kaynağının yol kaybını deneysel olarak modelleyerek kanal modelinin ayrıca ele alınmasıdır. Bu model, özel durum için kullanılmak üzere daha da genişletildi (kamyondan kamyona VLC sistemi). Bunlara güvenerek, hem binek araçlar hem de ağır araçlar (yani Kamyon) için hareketlilik varlığında araç VLC bağlantı performansının kritik yönünü araştırıyoruz. Kıyaslama amacıyla, ayrıca karşılaştırma amacıyla bir hibrit sistem (VLC/RF) uyguluyor ve belirli bir hizmet kalitesini (QoS) karşılamak için bir anahtarlama algoritması uyguluyoruz.
Metadata only
Vehicular visible light communication with low beam transmitters in the presence of vertical oscillation
(IEEE, 2023-08) Mohamed, Bassam Aly Abdelrahman; Elamassie, Mohammed; Uysal, Murat; Electrical & Electronics Engineering; ELAMASSIE, Mohammed; UYSAL, Murat; Mohamed, Bassam Aly Abdelrahman
The availability of light-emitting diodes (LEDs) in vehicle exteriors makes possible the use of visible light communication (VLC) as a vehicle-to-vehicle (V2V) wireless connectivity solution. While there has been a growing literature on vehicular VLC, the existing works inherently assume the deployment of regular passenger vehicles. In this paper, we consider the use of VLC for vehicular connectivity between heavy vehicles such as trucks. We assume that low beam headlights are used as transmitters. Due to the nature and function of vehicular low beam lighting, the upward distribution of lighting is fundamentally different from its downward distribution. Hence, the vertical displacement (i.e., the height difference between transmitter and receiver) and the vertical oscillation experienced by heavy vehicles might significantly impact the VLC link. Based on experimental measurements, we first propose an accurate path loss model that takes into account the effect of vertical displacement and oscillation. Then, we derive a bit error rate (BER) expression for VLC-based truck-to-truck communication system and investigate the effect of several system and channel parameters on the performance. In an attempt to mitigate the degrading effects of the vertical oscillation, we further investigate the proper selection of photodetector location to minimize the error rate performance.
Metadata only
Vehicular VLC channel model for a low-beam headlight transmitter
(IEEE, 2021-09-06) Mohamed, Bassam Aly Abdelrahman; Elamassie, Mohammed; Uysal, Murat; Electrical & Electronics Engineering; ELAMASSIE, Mohammed; UYSAL, Murat; Mohamed, Bassam Aly Abdelrahman
The availability of LED-based headlights and taillights allows visible light communication (VLC) to be considered as a powerful wireless access technology for vehicle-to-vehicle (V2V) communications. A crucial system design concern is modeling a realistic vehicular VLC channel which is verified through measurements. In this paper, we experimentally measure the optical channel for V2V considering a low beam headlight and propose a closed-form path loss expression through data fitting. We further calculate the achievable system capacity that can be supported with such a VLC transmitter.
Metadata only
Vehicular VLC system with selection combining
(IEEE, 2022-11) Mohamed, Bassam Aly Abdelrahman; Elamassie, Mohammed; Uysal, Murat; Electrical & Electronics Engineering; ELAMASSIE, Mohammed; UYSAL, Murat; Mohamed, Bassam Aly Abdelrahman
The availability of LED-based headlights and taillights makes possible the use of visible light communication (VLC) as a wireless access technology for vehicle-to-vehicle (V2V) communications. A critical concern to establish a reliable VLC link between two moving vehicles is the number of photodetectors and their locations on the destination vehicle. In this paper, we experimentally investigate the usage of dual photodetectors for a vehicular VLC system with selection combining to enhance signal reception in mobile conditions. We measure the electrical receive signal-to-noise ratio (SNR) for each individual photodetector as well as at the output of selection combiner in two different tracks involving straight and curved roads. Through data fitting to experimental data, we obtain a probability density function (PDF) to describe the instantaneous SNR. Based on the PDF, we derive a closed-form expression for the average bit error rate (BER) in the form of a finite summation and compare it with the measurements.