I nte rna t io na l J o urna l o f   E lect rica l a nd   Co m p ute r  E ng in ee ring   ( I J E CE )   Vo l.   9 ,   No .   2 ,  A p r il   201 9 ,   p p .   1184 ~ 1 1 9 0   I SS N:  2088 - 8708 ,  DOI : 1 0 . 1 1 5 9 1 / i j ec e . v 9 i 2 . pp 1 1 8 4 - 1 190           1184       J o ur na l ho m ep a g e :  h ttp : //ia e s co r e . co m/ jo u r n a ls /in d ex . p h p / I JE C E   Spectrally  e ff ici e nt  m ul ticarrier   mo dula tion sy ste m   for v isible  lig ht  co mm unica t io n       T .   Dee pa 1 ,   H a rsh it a   M a t hu r 2 ,   N. B ha ra t hira j a 3 ,   K . A. Su nitha 4   1, 4 S RM   I n stit u te o f   S c ien c e   a n d   T e c h n o l o g y ,   In d ia   2 S RM S   C o ll e g e   o f   E n g in e e rin g   T e c h n o l o g y   a n d   Re se a r c h ,   In d ia   3 A RM   Co ll e g e   o f   En g in e e rin g   a n d   T e c h n o lo g y ,   In d ia       Art icle  I nfo     AB ST RAC T   A r ticle  his to r y:   R ec eiv ed   Ma y   8 ,   2 0 1 8   R ev i s ed   Dec   1 0 ,   2 0 1 8   A cc ep ted   Dec   2 6 ,   2 0 1 8       V isib le  L ig h t  Co m m u n ica ti o n   ( V L C)  h a s  b e c o m e   a n   a c c o lad e   to   it s  ra d i o   f re q u e n c y   c o u n terp a rt.   In   V L C  s y ste m ,   o rth o g o n a l  f re q u e n c y   d iv isio n   m u lt ip lex in g   (OFDM )  h a s  d ra w n   m u c h   a tt e n ti o n ,   b e c a u se   o f   si m p le   e q u a li z a ti o n ,   h ig h   sp e c tral  e ff i c ien c y ,   h ig h   d a ta  ra te   a n d   ro b u stn e ss   to   in ters y m b o l  in terf e r e n c e   (IS I).   B e sid e s,  th e re   a re   e m e rg in g   a p p li c a ti o n s  th a t   o u g h t  to   b e   g o tt e n   w it h   lo w   late n c y   a n d   h ig h   re li a b il it y .   T o   d im i n ish   p o w e r  re q u irem e n ts  w it h   n o   tran sm i ss io n   c a p a c it y   e x t e n sio n ,   T re ll is  c o d e d   m o d u latio n   (T CM )  is  u ti li z e d   a s   a   p a rt  o f   th e   f r a m e w o rk   in   w h ich   th e   f r e e   d istan c e   o f   trelli s d iag ra m   is  e q u i v a len t  to   t h e   m in im u m   d istan c e   b e twe e n   th e   p o i n ts  o f   c o n ste ll a ti o n   f o c u se s  in   p a rti ti o n e d   su b se ts,   w h ich   a u g m e n ts  th e   c o d in g   g a in   u p   i. e .   th e   p e rf o rm a n c e   p a ra m e te r   v iab l y .   T CM   to g e th e r  w it h   V L C - OFDM   e n h a n c e s  th e   tran s m is sio n   e x e c u ti o n   i n   re a so n a b le  f ra m e w o rk s.   In   t h is  p a p e r,   w e   p ro p o se   OFDM   w h ich   is  b a se d   o n   T CM   a n d   is  p l a n n e d   a n d   e x e u ted   f o r  d ig it ize d   OFDM   f ra m e w o rk s  b y   p re se n ti n g   d e lt a   sig m a   m o d u latio n   (DSM )  c o n s i d e rin g   V L C   c h a n n e l.   S im u latio n   re su lt s   sh o w   th a t  th e   p r o p o se d   T CM   b a se d   V L C - OFDM   o f f e rs  in c re d ib le  ro b u st n e ss   a g a in st   n o ise s an d   n o n li n e a r  d e g ra d a ti o n .   K ey w o r d s :   Delta - s ig m a  m o d u lato r   O - OF DM   T r ellis   co d e d   m o d u latio n   VL C   Co p y rig h t  ©   2 0 1 9   In stit u te o f   A d v a n c e d   E n g i n e e rin g   a n d   S c ien c e .    Al l  rig h ts  re se rv e d .   C o r r e s p o nd ing   A uth o r :   T .   Dee p a,     Dep ar t m en t o f   T elec o m m u n ic atio n   E n g i n ee r in g ,     SR M  I n s tit u te  o f   Sc ien ce   &   T ec h n o lo g y ,   C h e n n a i,  I n d ia .   E m ail: d ee p a. t@ k tr . s r m u n i v . ac . in       1.   I NT RO D UCT I O N   R ec en t  r e s ea r ch   a n d   d ev elo p m e n t  f o cu s   o f   th e  ac ce s s   n et w o r k s   is   b ei n g   p lace d   o n   t h e  n e x t   g en er atio n   p ass iv e  o p tical  n e t w o r k s   b ased   o r th o g o n al  f r e q u en c y   d iv i s io n   m u lt ip lex i n g   ( P ON - OFDM) .   I t   o f f er s   t h e  b est  g r a n u lar it y   s o   d ata  can   b e  ap p o r tio n ed   to   th e  clien ts   b y   allo tt in g   m u t u all y   an   ar r an g e m en t  o f   s u b ca r r ier s   in   th e  f r eq u en c y   d o m a in   a n d   in   th e  ti m e  d o m ai n   w it h   v ar io u s   ti m e  s lo ts   [ 1 ] .   M o r eo v er ,   b ec au s e  o f   th e  ad ap tab ilit y   in   s u b ca r r ier - w i s e  m an ip u latio n ,   it c a n   li k e w i s e  e f f o r tle s s l y   e m p o w er   t h e   co n v er g en ce   a m o n g   h eter o g e n eo u s   tech n o lo g ie s   ( e. g .   W iM A X,   L T E   etc. ) .   I n   w i r eless   f r a m e w o r k s ,   OFD M  m o d u latio n   h as  b ee n   ad o p ted   in   w ir ele s s   L A N   ( I E E E   8 0 2 . 1 1 a/g ,   o r   also   ca lled   W i - Fi),   W A N  ( I E E E   8 0 2 . 1 6 e,   o r   o th er w i s e  ca lled   W iMA X) ,   an d   r ad io /v id eo   f r am e w o r k s   ( DA B /DVB )   r ec eiv ed   in   m a n y   p ar ts   o f   t h e  w o r ld   [ 2 ] ,   [ 3 ] .   Gen er ally ,   f o r w ar d i n g   er r o r   co r r ec tio n   ( FEC)  m et h o d   h as  b ee n   u ti lized   to   en h an ce   OFD M  tr an s m i s s io n   s y s te m   p er f o r m a n ce .   No n et h eles s ,   th e   co d es  in   FEC,  as  a  r u le,   p r esen t  t h e   o v er h ea d   o v er   t h e  tr an s m i s s io n   r ate.   T h i s  i m p lies   th e   tr an s m itted   b an d w id t h   m u s t  b e  r ea c h ed   o u t  to   f ill   i n   t h e  co d ed   s y s te m .   B es id es,  th e  co d e  w it h   o v er h ea d   w i ll  ad d itio n all y   e n h an ce   th e  s i g n al,   w h ile  t h e  s i g n al  b an d w id t h   w ill  en d   u p   p lain l y   m o r e  ex te n s i v e .   T h u s ,   th e   s p ec tr u m   e f f icie n c y   w ill   d ec r ea s e.   On e  e x tr e m el y   e f f ec t iv e  s tr ate g y   f o r   d i m in is h i n g   p o w er   r eq u ir e m en ts   w it h o u t  e x p an d in g   b a n d w id th   is   tr ellis   c o d ed   m o d u lat io n   ( T C M)   [ 4 ] ,   w h ic h   p er m it s   ex ce p tio n all y   p r o f icie n t  an d   d ep en d ab le  d ig ital  tr an s m i s s i o n .   I n   p ar ticu lar ,   T C M  u tili z es    co n s tella tio n   Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
I n t J   E lec  &   C o m p   E n g     I SS N:  2088 - 8708       S p ec tr a lly  efficien t m u ltica r r ie r   mo d u la tio n   s ystem  fo r   visi b le  lig h t c o mmu n ica tio n   ( T.  Dee p a )   1185   p o in ts   to   tr a n s m it  a t  a  r ate  o f   lo g 2 ( /2 )   b its /s y m b o l.  T h u s ,   a  co d in g   g a in   is   ac q u ir ed   w it h   n o   f o r f eit  i n   b an d w id t h .     Vis ib le  li g h t  co m m u n icatio n   ( V L C )   f r a m e w o r k s   u tili ze   lig h t  e m itti n g   d io d e  ( L E D)   f o r   en li g h te n m e n t  an d   i n f o r m atio n   tr an s m is s io n   i n   th e  m ea n ti m e.   Fro m   i n q u ir i n g   ab o u t  in v esti g a tio n s   it  is   s ee n   th at  it  i s   u ti lized   f o r   th e  m o s t  p ar t  in   in d o o r s .   T h e  f u n d a m e n tal  o b j ec tiv e  o f   o p tical  OFD M  ( O - OFDM)   i s   to   b u ild   th e  d ata  r ate  as  p er   b u ilt - u p   o p tical  m o d u latio n   p r o ce d u r es.  Vis ib le  lig h t   ( VL )   is   th e  d ata   co m m u n icatio n   m ed i u m   w h ic h   co v er s   4 0 0   an d   8 0 0   T Hz  ( 7 5 0 – 3 7 5   n m )   in   t h e  elec tr o m ag n etic  r an g e  [ 5 ] .   T h e  o p tical  tr an s m i s s io n   d is p la y s   a  ca p ab le  o p tio n   b ec au s e   o f   h i g h er   s p ee d ,   b etter   s ec u r it y ,   lo w   p o w er   u tili za tio n ,   b ig g er   d ata  tr an s f er   ca p ac it y ,   an d   en h a n ce d   li m it a m o n g   o th er s [ 6 ] , [ 7 ] .     I n   th i s   p ap er ,   a  T C M  b ased   d e lta  s ig m a  m o d u lated   OFDM  s y s te m   f o r   VL C   i s   p r o p o s ed .   D elta  s ig m a   m o d u latio n   ( DSM)   b ased   o p tical  OFDM  is   d esi g n ed   an d   an al y ze d   w h ic h   o f f er s   a s t o u n d i n g   r o b u s tn e s s   ag ain s t   n o is e s   a n d   n o n l in ea r   d is to r tio n s .   T h e  d ig ita l  s ig n al   i s   ad ap tab le  w it h   t h e   f r a m e w o r k   c h an g e  n o t  a t  all   lik e  t h e  a n alo g   s i g n al  a n d   is   a d d in g   m o r e  s ec u r it y   an d   e n co u r ag e s   en cr y p tio n   o n   tr a n s m is s io n .   T h e  p r o p o s ed   ap p r o ac h   is   to   i n cl u d e  a  DSM  in   t h e   tr an s m is s io n   ar ea   in   t h e   T C M - OF DM   V L C   f r a m e w o r k .   Di g itized   T C M - OFDM  f o r   m ac h i n e  to   m ac h in e  a n d   ca r   to   ca r   ap p licatio n s   u tili z in g   V L   i s   a  s tag e  f o r   th e  in te n tio n   o f   ev ac u at in g   i n ter - s y m b o l  in ter f er en ce   ( I SI)   w h ic h   is   a  t y p e  o f   s i g n a l  m u tila tio n   i n   w h ic h   o n e  s y m b o l  m ed d les  w it h   b ac k   to   b ac k   i m a g e  s y m b o l  m ak in g   th e  co r r esp o n d en ce   less   d ep en d ab le.   T h e  D SM  is   a  s tr ateg y   f o r   ch an g i n g   o v er   th e  co n t in u o u s - ti m e  d o m ai n   T C M - OFDM   m o tio n   i n to   d ig ital  s ig n al.   I n   th i s   w o r k ,   th e   ex ec u t io n   o f   d i g itized   T C M - O FDM  f r a m e w o r k   i s   e x a m in ed   in   ter m s   o f   p er f o r m a n ce   m e tr ices s u ch   a s   p ea k   to   av er ag e  p o w er   r atio   ( P A P R ) ,   b it  er r o r   r ate  ( B E R ) ,   er r o r   v ec to r   m ag n it u d e  ( E VM ) ,   p o w er   s p ec tr al  d en s i t y   ( P SD)   an d   s ig n al  to   q u a n tizat i o n   n o is e  r atio   ( SQN R ) .   T h e  o r g an izatio n   o f   t h e  p ap er   is   as  f o llo w s :  Sectio n   2   d ep ict s   th e  p r in cip le s   o f   T C M  an d   DSM  f o r   OFDM  s y s te m s .   I n   S ec tio n   3 ,   w e  d escr ib e  t h e  p r o p o s ed   s y s te m   m o d el  f o r   VL C   c h an n el   u tili z in g   t h e  T C M  p er f o r m a n ce   m o d el  f o r   o p tical  OFDM .   T h e  VL C   m o d el  is   d ep icted   in   S ec tio n   4 .   C o m p u te r   s i m u latio n   r es u lt s   ar e  p r o v id ed   in   S ec tio n   5   an d   co n clu s io n   is   p r ese n ted   in   S ec tio n   6 .       2.   P RINCI P L E S O F   M O DULAT I O N S:  T CM   AND  DSM     Fo r   th e  co n v e n tio n al  a f f ir m a tio n   o f   T C M,   th e  co d in g   g a in   is   p r o f icie n t  b y   u s in g   co n v o l u tio n   en co d er   f o r   in cr ea s i n g   t h e  co n s tel latio n   p o i n ts   o f   t h e  m o d u latio n   w i th   co d ed   in p u t  b it s   [ 8 ] .   T h e  co d in g   g ai n   ca n   b e  g en er all y   w r itte n   as,      2 , 2 m i n , c o d e d f c o d e d u n c o d e d u n c o d e d D E d E   ( 1 )     w h er e ,   E   is   th e  n o r m alize d   av er a g e  r ec eiv ed   en er g y ,   d 2 m in   r ep r esen ts   t h e  m i n i m u m   d is tan ce   b et w ee n   all  p air s   o f   t w o   s eq u e n ce s ,   2 , c o d e d f D   is   th e  m in i m u m   E u c lid ea n   d is tan ce   b et w ee n   p ath s   th at  d i v er g e  f r o m   an y   s ta te  an d   r em er g e  at  t h e   s a m e  s tate  in   t h e  tr elli s   co d e.   Fig u r e  1   ex h ib its   th e  co n v o l u t io n al  en co d er   o f   T C M - M   ar y   m o d u latio n .   T C M  u s e s   s e t  p ar titi o n ai n g   an d   s m all  n u m b er   o f   s tates  at  th e  t r an s m itter   an d   Viter b i  d ec o d in g   alg o r ith m   i s   ap p lied   to   th e  tr ellis ,   w it h   s u r v i v in g   p ar tial  p ath s   co r r esp o n d in g   to   p ar tial  s i g n al   s eq u e n ce s   th at  ar e  clo s est  to   th e  r ec ei v ed   s eq u en ce s .             Fig u r e  1 .   C o n v o l u tio n al  en co d er   o f   T C M - M  ar y   m o d u la tio n     Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
                      I SS N :   2 0 8 8 - 8708   I n t J   E lec  &   C o m p   E n g ,   Vo l.  9 ,   No .   2 ,  A p r il   201 9   :   1 1 8 4   -   1190   1186   DSM   is   a  m o d u lat io n   tech n iq u e  f o r   en co d in g   an alo g   s ig n al   in to   d ig ital  s i g n al  [ 9 ] - [ 1 2 ] .   I t  is   u s ed   to   co n v er t  h i g h   b it - co u n t,  lo w - f r eq u en c y   d i g ital  s i g n als  i n to   lo w er   b it - co u n t,  h ig h er - f r eq u e n c y   d ig ital  s i g n als  as   p ar t  o f   th e  p r o ce s s   to   co n v er t  d ig ital  s i g n al s   i n to   an alo g   as  p ar t  o f   a   d ig ital - to - an a lo g   co n v er ter   ( DAC).   T h e  DSM  s tr u ct u r e  is   d ep icted   in   Fi g u r e  2 .           Fig u r e  2 .   Delta  Sig m a  Mo d u la to r       3.   P RO P O SE D  T CM   B ASE D  VL C - O F DM     T h e  p r o p o s ed   b l o ck   d iag r a m   o f   th e  T C M  b ased   VL C - O FDM  is   ill u s tr ated   in   Fi g u r e  3 .   I n   th is   s eg m e n t,  DSM   is   ac q u ain ted   w it h   e n g ag i n g   t h e  tr a n s m is s io n   o f   a   d ig it ized   T C M - OFD M  s ig n al  b y   m ea n s   o f   VL C   ch a n n e l.  T h e  DSM - a n al o g   to   a  d ig i tal  co n v er ter   ( DS M - A D C )   in co r p o r ates  an   in ter p o lato r ,   d elta - s i g m a   m o d u lato r ,   d ig ital   f ilter ,   an d   d ec i m atio n .   T h e  an alo g   T C M - OFD M  s i g n al  i s   u p s a m p led   b y   a n   in ter p o latio n   f ac to r ,   I f .   T h e  u p s a m p led   s ig n al  is   en co d ed   in to   a  d ig ital  s ig n al  b y   u ti lizi n g   DSM  a n d   d o w n   s a m p led   b y   d ec i m atio n .   T h e  T C M - OFD M   s ig n al  is   r ec u p er ated   b y   ap p l y in g   lo w   p as s   f ilter   ( L P F)  at  th e   r ec ip ien t.  VL C   as   co n tr asted   an d   R F  ad v a n ce m en ts ,   is   p r o tecte d ,   d o es  n o t  co n s tit u te  o r   ex p er ien ce   th e  ill  e f f ec ts   o f   elec tr o m ag n etic   in ter f er e n ce ,   an d   o f f er s   an   i m m en s e  u n r eg u lated   d ata  tr an s f er   ca p ac it y   b et w ee n   4 0 0   T Hz  (7 5 0   n m )   an d   8 0 0   T Hz  ( 3 7 5   n m ) .   Fo r   in d o o r   VL C   f r a m e w o r k s ,   d is p er s io n   w it h   I SI  i m p ac t   ca n   b e  d is p lay ed   as  b aseb an d   lin ea r   i m p u l s e  r esp o n s e.   T h is   m u ltip ath   co n to r tio n   i m p ac t is  g e n er all y co n c er n ed   p ar ticu lar l y   f o r   n o n - d ir ec tio n al  a n d   n o n - L OS   ch a n n el  m o d els.  I n d o o r   VL C   c h a n n el s   ar e  f o r   t h e  m o s t   p ar t  ac ce p ted   as  q u a s i - s tatic.   T h e  VL C   ch an n el  m o d el  i s   d ep icted   in   F ig u r e  4 .             Fig u r e  3 .   P r o p o s ed   T C M - OF DM   b ased   DSM  f o r   VL C   s y s t e m         Fig u r e  4 .   VL C   c h a n n el  m o d el                         Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
I n t J   E lec  &   C o m p   E n g     I SS N:  2088 - 8708       S p ec tr a lly  efficien t m u ltica r r ie r   mo d u la tio n   s ystem  fo r   visi b le  lig h t c o mmu n ica tio n   ( T.  Dee p a )   1187   4.   VL C  CH ANN E L   M O DE L     T h e  r ec eiv ed   T C M  b ased   VL C - OFDM  s ig n al  is   g i v en   b y   [ 1 3 ] ,     ) ( ) ( ) ( . ) ( t n t h t x R t y   (2 )     w h er e ,   R   is   t h e  p h o to d etec to r ’ s r esp o n s iv i t y   n ( t)   is   th e  Ga u s s ia n   m o d eled   n o is e  w h ic h   h a s   a m b ie n t a n d   p r ea m p li f ier   r ec eiv er   n o is e s   is   th e  co n v o l u tio n   o p er atio n   x   ( t)   is   th e    i n s ta n ta n eo u s   in p u t p o w er   ( x ( t) >0 )     Giv e n   an   e m itter   E   an d   a  r e cip ien t  R   in   a  s i tu atio n   f r ee   o f   r ef lecto r s   as  s h o w n   i n   Fig u r e  5   w it h   a  h u g e   s ep ar atio n   d 0, R   b et w ee n   b o th ,   t h e  L OS i m p u l s e  r esp o n s e  i s   wr itten   as[1 4 ] - [ 1 6 ] ,       c d t A m R d R E t h R e ff E R o , 0 , 0 , , 1 , , ; 2   ( 3 )     w h er e   , , m R E is   t h e  g e n er alize d   L a m b er tia n   m o d el  u tili ze d   to   ap p r o x i m ate  th e   r ad iatio n   p atter n   o f   t h e   e m itter ,   c  is   th e  s p ee d   o f   li g h t,   e ff A is   th e  s u cc e s s f u l si g n al  ac c u m u latio n   ar ea   o f   t h e  r ec ip ien t,  wh ich   i s   r ep r esen ted   b y ,   m   is   t h e  m o d e  n u m b er   o f   th e  r ad iatio n   p r o j ec ti o n ,   w h ic h   d eter m in e s   th e  d ir ec tio n alit y   o f   t h e  e m i tter .       T h e  p ar am eter s   u s ed   in   t h e  s i m u latio n   f r a m e w o r k   f o r   V L C   is   m e n tio n ed   in   t h e  T ab le  1 .             Fig u r e  5 .   Geo m e tr y   o f   e m itter   an d   r ec eiv er       T ab le   1 .   Sim u latio n   P ar am e ter s   V L C   p a r a me t e r s   V a l u e s   I n p u t   se q u e n c e   1 0 0 0 0   b i t s   M o d u l a t i o n   T C M   - O F D M   I F F T/ F F T   si z e     2 5 6   C y c l i c   P r e f i x   ( C P )   si z e   16   B i p o l a r   t o   u n i p o l a r   c o n v e r si o n   D S M   C h a n n e l   V L C   ,   A W G N   O v e r samp l i n g   R a t i o   ( O S R )   16   I n t e r p o l a t i o n   f a c t o r   a n d   d e c i ma t i o n   64   R o o m Si z e   ( L * W * H )   5 m* 5 m* 3 m   D i st a n c e   b e t w e e n   e mi t t e r   a n d   r e c e i v e r ( m)   1 . 5   T r a n smit t e r   S e mi - a n g l e   a t   h a l f   p o w e r ,           ( r a d i a n )   ( 7 . 5 * p i ) / 1 8 0   A n g l e   o f   i n c i d e n c e ,     ( 1 5 * p i ) / 1 8 0   F O V   ( f i e l d   o f   v i e w )   o f   d e t e c t o r   i n   h a l f   ( R a d i a n )   ( 2 0 * p i ) / 1 8 0   P o w e r   e mi t t e d   b y   L ED   ( mW )   P E   0 . 1   P h o t o d i o d e   r e sp o n si v i t y   ( A / W )   0 . 5 5   P h y si c a l   a r e a   o f   t h e   r e c e i v e r ,   A R (m 2 )   10 − 4   m 2         Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
                      I SS N :   2 0 8 8 - 8708   I n t J   E lec  &   C o m p   E n g ,   Vo l.  9 ,   No .   2 ,  A p r il   201 9   :   1 1 8 4   -   1190   1188     5.   RE SU L T S AN D  D I SCU SS I O N    T h e  co n tin u o u s   ti m e  d o m ai n   r ep r esen tatio n   o f   OFDM  s i g n al  af ter   th e  in p u t  d ata  is   p ass ed   th r o u g h   OFDM  tr an s m itter   i s   s h o w n   i n   Fi g u r e  6 .   I t  is   o b s er v ed   th at  th e  d ig i tal  s i g n al  w h en   co m p a r ed   w it h   th e  a n alo g   s ig n al  is   m o r e  s tab le  a m p lit u d e  w i s e  an d   is   m o r e  lik e l y   to   p r o v id e  b etter   d ata  r ates .   Fig u r e  7   s h o ws   co m p ar is o n   o f   t h e  P SDs   o f   d i g ital V L C - OFDM  w i th   a n d   w i th o u t T C M  w h ich   i s   an   a v er ag e  p o w er   d is tr ib u ted   as  a  f u n ctio n   o f   f r eq u e n c y .   I t   is   o b s er v ed   t h at   t h e  SQN R   p er f o r m an ce   f o r   d ig itized   T C M  b ased   OFDM  f o r   VL C   s y s te m   is   b etter   t h an   s y s t e m   w it h o u t T C M.   Fig u r e  8   illu s tr ate s   th e  B E R   p er f o r m an ce   o f   p r o p o s ed   s y s te m   a s   th e  f u n ctio n   o f   SN R .   I t  is   o b s er v ed   th at  th e   co d in g   g ain   ( C G)   o f   3 . 5   d B   is   ac h iev ed   in   th e   p r o p o s ed   s y s te m .   Fi g u r e  9 ( a )   s h o w s   th e   C C DF   o f   VL C - OFDM   s y m b o ls   w it h   a n d   w i th o u t  T C M.   I t  i s   clea r l y   s h o w n   th a t  t h e  V L C - OFDM   with   T C M  ac h ie v es   1 0 . 6 d B   P A P R   an d   s y s te m   w it h o u t  T C M  ac h iev e s   1 6 d B   P A P R   at  1 0 - 1   C C DF  lev el.   Fi g u r e  9 ( b )   an d I llu s tr ates   th e  co m p ar is o n   o f   DSM  b ase d   VL C - OF DM   s y s te m   p er f o r m an ce   w i th   a n d   w ith o u t   T C M.   I t  is   o b s er v ed   th at   VL C - OFDM  s y s te m   w i th   T C M  h as  lo w er   P A P R   v al u e  t h a n   th e  s y s te m   w ith o u t  T C M.   A l s o   th e  an a l y s is   i s   d o n e  b y   tak in g   i n to   co n s id e r atio n   th e   p ar a m eter s   l ik e  ME R an d   E VM ,   w h ic h   a g ai n   s h o w s   th e  b etter   p er f o r m a n ce   o f   D SM  b ased   VL C - O FDM  s y s te m   w i th   T C M.           Fig u r e  6 .   R ep r esen tatio n   o f   co n ti n u o u s   ti m e  a n d   d ig itized   O FDM  s i g n a l           Fig u r e  7 .   C o m p ar is o n   o f   P SD s   o f   d ig ital V L C - OFD M  w it h   an d   w ith o u t T C M   Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
I n t J   E lec  &   C o m p   E n g     I SS N:  2088 - 8708       S p ec tr a lly  efficien t m u ltica r r ie r   mo d u la tio n   s ystem  fo r   visi b le  lig h t c o mmu n ica tio n   ( T.  Dee p a )   1189       Fig u r e  8 .   B E R   p er f o r m a n ce   o f   VL C - O FDM  w it h   a n d   w i th o u t T C M           ( a)   ( b )     Fig u r e  9 .  ( a)   C C DF o f   V L C - O FDM  w it h   an d   w it h o u t T C M ,  ( b )   R ec eiv ed   co n s tellatio n   d iag r a m   a n d   m etr ice s   f o r   DSM  b ased   VL C - OFDM  w it h   a n d   w ith o u t T C M       6.   CO NCLU SI O N    I n   th i s   p ap er ,   a   d ig ital  T C M - OF DM   b ased   o n   DSM  ch a n n el  h a s   b ee n   p r o p o s ed   f o r   VL C .   T h e  p er f o r m a n ce   o f   d ig ita l  O F DM   s y s te m   h as  b ee n   a n al y ze d   w it h   an d   w it h o u t  T C M  b y   m ea n s   o f   s i m u lat io n .   Si m u latt io n   r e s u l t  h as   s h o w n   t h at  t h e   P A P R   r ed u ctio n   h a s   b ee n   ac h ie v ed   b y   5 . 1 2   d B   in   t h e   T C M  b ased   V L C - OFDM  s y s te m .   I t  h as  also   b ee n   o b s er v ed   th at  th e  B E R   p er f o r m a n ce   h as  b ee n   i m p r o v e d   in   th e  ca s e  o f   V L C - OFDM  w i th   T C M  t h an   w it h o u t   T C M  s y s te m   an d   3 . 5   d B   o f   co d in g   g a in   h a s   b ee n   ac h ie v ed   in   t h e   p r o p o s ed   s y s te m .         RE F E R E NC E S    [1 ]   Z.   Yu ,   Y.   L o u ,   M .   Ch e n ,   H.  C h e n ,   S .   Ya n g   a n d   S .   Xie ,   " A d a p ti v e   T h re e - Di m e n sio n a l  Op ti m iza t io n   f o r  Op ti c a l   Dire c t - De tec ti o n   OFDM , "   in   J o u r n a l  o f  L ig h twa v e   T e c h n o l o g y ,   v o l .   3 5 ,   n o .   9 ,   p p .   1 5 0 6 - 1 5 1 2 ,   M a y 1 ,   1   2 0 1 7 .   [2 ]   R  Ne e ,   R  P ra sa d ,   “ OFDM   f o r  W irele ss   M u lt im e d ia Co m m u n ica ti o n s ” ,   2 0 0 0 .   [3 ]   Ho c in e   A it - S a a d i,   Je a n - Yv e s  Ch o u i n a rd ,   A b d e rra z a k G u e ss o u m ,   “ A   P A P R  Re d u c ti o n   f o r  OFDM   S ig n a ls  Ba se d   o n   S e lf - A d a p ti v e   M u lt ip o p u lati o n   DE  a lg o rit h m , ”  In ter n a ti o n a l   J o u rn a l   o f  El e c trica l   a n d   C o mp u t e r  En g i n e e rin g   ( IJ ECE ) ,  V o l.   7 ,     No .   5 ,     p p .   2 6 5 1   –   2 6 6 0 ,   Oc t o b e r  2 0 1 7 .   [4 ]   Yim in g   L o u ,   Zh e n m in g   Yu ,   M in g h u a   Ch e n ,   Ho n g w e i  Ch e n ,   S ig a n g   Ya n g   a n d   S h izh o n g X ie,   " Ex p e ri m e n tal   d e m o n stra ti o n   o f   1 0 - G b /s  d irec t  d e tec ti o n   o p ti c a l  OFDM   tran s m issio n   w it h   T re ll is - c o d e d   8 P S K   su b c a rrier   m o d u latio n , "   2 0 1 6   2 1 st  Op t o El e c tro n ics   a n d   Co mm u n ica t io n s  Co n fer e n c e   (OECC)  h e ld   j o in tl y   wit h   2 0 1 6   In ter n a t io n a l  C o n fer e n c e   o n   P h o t o n ics   i n   S wi tch in g   ( PS ) ,   Ni ig a ta,  p p   1 - 3,   2 0 1 6 .   Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
                      I SS N :   2 0 8 8 - 8708   I n t J   E lec  &   C o m p   E n g ,   Vo l.  9 ,   No .   2 ,  A p r il   201 9   :   1 1 8 4   -   1190   1190   A rs y a d Ra m a d h a n Da rli s,  “ Bid irec ti o n a l  U n d e rw a t e r  V isib le   L ig h t  C o m m u n ica ti o n , ”  I n ter n a ti o n a l  J o u rn a l  o f   El e c trica l  a n d   C o mp u ter   En g in e e rin g   ( IJ ECE ) ,   V o l   8 ,   No   6 :  De c e m b e r  2 0 1 8 .   [5 ]   S u n g   W a n   Ko o ,   J.  S .   P a rk   a n d   Jin   Yo u n g   Kim ,   " Hig h   S p e e d   V L C  S y st e m   Ba s e d   o n   T u rb o - Co d e d   OFD M   S c h e m e ,"   1 1 th   In ter n a ti o n a l  C o n fer e n c e   o n   A d v a n c e d   Co mm u n ic a ti o n   T e c h n o lo g y ,   P h o e n ix   P a rk ,   p p .   1 5 3 4 - 1 5 3 7 ,   2 0 0 9 .   [6 ]   S u se e laV a p p a n g i,   V e n k a ta  M a n i  V a k a m u ll a ,   “ Ch a n n e l   Esti m a ti o n   I n   A CO - OFDM   Em p lo y in g   D iffere n t  T ra n s f o r m s  f o r  V L C, ”  AEU   In ter n a ti o n a l  J o u rn a l  o f  El e c tro n ics   a n d   C o mm u n ica ti o n s ,   Vo l u m e   8 4 ,   P a g e s  1 1 1 - 1 2 2 ,   2 0 1 8 .  h tt p s:// d o i. o rg /1 0 . 1 0 1 6 /j . a e u e . 2 0 1 7 . 1 1 . 0 1 6 .   [7 ]   X .   L iu ,   Q.  Ya n g ,   S .   Ch a n d ra se k h a r,   a n d   W .   S h ieh ,   “ T ra n s m issio n   o f   4 4 - G b /s  Co h e re n t  Op ti c a l  OF DM  S ig n a l  w it h   T re ll is - Co d e d   3 2 - QA M   S u b c a rrie r  M o d u lati o n , ”   in   Pro c .   Op t.   Fi b e rCo mm u n . ,   2 0 1 0 ,   P a p e r  OMR3 .   [8 ]   Ha rsh it a M a th u r,   T   De e p a ,   “ OFDM - Ba se d   o n   T re ll is - Co d e d   M o d u latio n   f o r  Op ti c a l  W irele ss   Co m m u n ica ti o n , ”   In tern a ti o n a l  C o n f e re n c e   o n   In tell ig e n t  Co m p u ti n g   a n d   A p p li c a ti o n s,  p p - 79 - 8 6 ,   S e p tem b e r  2 0 1 8 .     [9 ]   Na ss e r  Er f a n iM a jd ,   Ha ss a n   Gh a f o o rif a rd ,   A b b a s  M o h a m m a d i,   “ Ba n d w id th   En h a n c e m e n t  i n   De lt a   S ig m a   M o d u lato r   T ra n s m it ter   Us in g   L o w   Co m p lex it y   T i m e - In terle a v e d   P a ra ll e l  De lt a   S ig m a   M o d u la to r” ,   A EU  -   In ter n a t io n a l   J o u r n a l   o f   El e c tr o n ics   a n d   C o mm u n ic a ti o n s,  Vo lu m e   6 9 ,   Iss u e   7 ,   P a g e s  1 0 3 2 - 1 0 3 8 ,   2 0 1 5 .   h tt p s:/ /d o i. o rg /1 0 . 1 0 1 6 /j . a e u e . 2 0 1 5 . 0 4 . 0 0 1 .   [1 0 ]   Ja n g , S   G .   Jo ,   J.  J u n g ,   B .   P a rk   a n d   S .   Ho n g ,   " A   Dig it ize d   IF - Ov e r - F ib e r  T ra n sm issio n   Ba se d   o n   L o w -   P a ss   De lt a - S ig m a   M o d u latio n , "   IEE E  P h o to n ics   T e c h n o lo g y   L e tt e rs ,   v o l.   2 6 ,   n o .   2 4 ,   p p .   2 4 8 4 - 2 4 8 7 ,   De c . 1 5 ,   1 5   2 0 1 4   .   [1 1 ]   T .   De e p a ,   T .   R.   Ra o ,   Ha rsh it a M a th u r,   P .   S riv sta v a   a n d   B.   T .   A b e ,   " P e rf o rm a n c e   A n a l y sis   o f   Di g it ize d   M u lt ica rrier  S y st e m   f o r  Op ti c a l  W ir e les s Co m m u n ica ti o n ,"   2 0 1 7   Glo b a l  W ire les s S u mm it   ( GW S ) ,   Ca p e   T o w n ,   S o u t h   Af rica ,   p p .   29 - 33 ,  2 0 1 7 .  DOI :  1 0 . 1 1 0 9 /G W S . 2 0 1 7 . 8 3 0 0 2 9 3 .   [1 2 ]   L i    R.   Hu ,     H.B.   L i,   M .   L u o   Q.  Ya n g   a n d   S . H.  Yu ,   “ Dig it a l  OFDM - P ON   Ba se d   o n   De lt a - sig m a   M o d u lati o n   Em p lo y in g   Bin a ry   IM - DD   Ch a n n e ls  Cit a ti o n   I n f o r m a ti o n , ”   IEE E   Ph o to n ics   J o u rn a l ,   2 0 1 6 .   DO I  1 0 . 1 1 0 9 /J P HO T . 2 0 1 6 . 2 6 3 9 0 4 0     [1 3 ]   S .   A lree sh ,   C.   S c h m id t - L a n g h o rst,   R.   Em m e rich ,   P .   W il k e Be re n g u e r,   C.   S c h u b e rt  a n d   J.  K.  F isc h e r,   " F o u r - Dim e n sio n a l  T re ll is  Co d e d   M o d u lati o n   f o r  F lex ib le  Op t ica l  Co m m u n ica ti o n s,"   J o u rn a l   o f  L ig h twa v e   T e c h n o l o g y ,   v o l.   3 5 ,   n o .   2 ,   p p .   1 5 2 - 1 5 8 ,   Ja n . 1 5 ,   1 5   2 0 1 7 .   [1 4 ]   L .   W e i,   H.  Zh a n g   a n d   B .   Yu ,   " Op ti m a l  Bit - a n d - p o w e r  A ll o c a ti o n   A l g o rit h m   f o r  V L C - OFDM   S y ste m , "   El e c tro n ics   L e tt e rs ,   v o l.   5 2 ,   n o .   1 2 ,   p p .   1 0 3 6 - 1 0 3 7 ,   6   9   2 0 1 6 .   [1 5 ]   Ra m   S h a r m a ,   A .   Ch a ra n   Ku m a ri ,   M o n a   A g g a r w a l,   S wa ra n   A h u ja,  “ Op ti m a l   L ED   De p lo y m e n t  f o r  M o b il e   In d o o r   V isib le  L ig h t  Co m m u n ica ti o n   S y ste m :  P e rf o r m a n c e   A n a l y s is , ”   AE U  -   In ter n a ti o n a l  J o u rn a l  o f   El e c tro n ics   a n d   Co mm u n ica ti o n s ,   V o lu m e   8 3 ,   P a g e s 4 2 7 - 4 3 2 ,  2 0 1 8 .   Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.