KR20120036254A - Apparatus and method for transmitting and receiving, for visible light communication - Google Patents
Apparatus and method for transmitting and receiving, for visible light communication Download PDFInfo
- Publication number
- KR20120036254A KR20120036254A KR1020110061090A KR20110061090A KR20120036254A KR 20120036254 A KR20120036254 A KR 20120036254A KR 1020110061090 A KR1020110061090 A KR 1020110061090A KR 20110061090 A KR20110061090 A KR 20110061090A KR 20120036254 A KR20120036254 A KR 20120036254A
- Authority
- KR
- South Korea
- Prior art keywords
- visible light
- bit
- bits
- symbols
- symbol
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Granted
Links
Images
Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
- H04B—TRANSMISSION
- H04B10/00—Transmission systems employing electromagnetic waves other than radio-waves, e.g. infrared, visible or ultraviolet light, or employing corpuscular radiation, e.g. quantum communication
- H04B10/11—Arrangements specific to free-space transmission, i.e. transmission through air or vacuum
- H04B10/114—Indoor or close-range type systems
- H04B10/116—Visible light communication
-
- H—ELECTRICITY
- H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
- H04B—TRANSMISSION
- H04B10/00—Transmission systems employing electromagnetic waves other than radio-waves, e.g. infrared, visible or ultraviolet light, or employing corpuscular radiation, e.g. quantum communication
- H04B10/50—Transmitters
- H04B10/501—Structural aspects
- H04B10/502—LED transmitters
-
- H—ELECTRICITY
- H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
- H04B—TRANSMISSION
- H04B10/00—Transmission systems employing electromagnetic waves other than radio-waves, e.g. infrared, visible or ultraviolet light, or employing corpuscular radiation, e.g. quantum communication
- H04B10/50—Transmitters
- H04B10/516—Details of coding or modulation
- H04B10/524—Pulse modulation
-
- H—ELECTRICITY
- H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
- H04L—TRANSMISSION OF DIGITAL INFORMATION, e.g. TELEGRAPHIC COMMUNICATION
- H04L27/00—Modulated-carrier systems
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Computer Networks & Wireless Communication (AREA)
- Signal Processing (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- Electromagnetism (AREA)
- Optical Communication System (AREA)
Abstract
가시광 무선 통신 송신 장치는 단위 시간 주기 내에서 펄스 폭 변조(Pulse Width Modulation, PWM)의 펄스 폭 조절 단계를 설정하고, 상기 펄스 폭 조절 단계에 따라서 입력되는 송신 데이터를 나누어 비트 변환한 후에 PWM 신호로 변조하며, PWM 신호에 따라서 복수의 발광 다이오드(Light Emitting Diode, LED)의 점등을 제어하여 복수의 LED로부터 발생하는 가시광 변조 신호를 이용하여 송신 데이터를 송신한다. The visible light wireless communication transmitter sets a pulse width adjustment step of pulse width modulation (PWM) within a unit time period, divides and transmits the input data according to the pulse width adjustment step into a PWM signal. It modulates and controls the lighting of a plurality of light emitting diodes (LEDs) according to the PWM signal, and transmits transmission data using a visible light modulation signal generated from the plurality of LEDs.
Description
본 발명은 가시광 무선 통신 송수신 장치 및 방법에 관한 것으로, 광원의 밝기 감소 및 광원의 플리커 발생을 줄일 수 있는 가시광 무선 통신 송수신 장치 및 방법에 관한 것이다. The present invention relates to an apparatus and method for transmitting and receiving visible light wireless communication, and to an apparatus and method for transmitting and receiving visible light wireless communication which can reduce brightness of a light source and reduce flicker of a light source.
최근 발광 다이오드(Light Emitting Diode, LED)를 광원(光源)으로 이용한 조명기기의 보급이 확대됨에 따라, LED 조명 기기와 통신을 할 수 있는 가시광 무선 통신(Visible Light Communication, VLC) 기술이 소개되고 있다. Recently, with the expansion of lighting devices using light emitting diodes (LEDs) as light sources, visible light communication (VLC) technology that can communicate with LED lighting devices has been introduced. .
VLC 기술은 인간이 눈으로 인지할 수 있는 가시광 파장 대역의 빛에 데이터를 실어 무선으로 전달하는 통신 기술이다. VLC 기술은 가시광 파장 대역의 빛을 이용한다는 측면에서 기존의 유선 광통신 기술 및 적외선 무선 통신 기술과 구별된다. 또한, VLC 기술은 무선 주파수(Radio Frequency) 통신과 달리 주파수 이용 측면에서 규제 또는 허가를 받지 않고 자유롭게 이용할 수 있다는 편리성과 물리적 보안성이 우수하고 통신 링크를 사용자가 눈으로 확인할 수 있다는 차별성을 가지고 있다. VLC technology is a communication technology that delivers data wirelessly in the light of the visible wavelength band that humans can recognize. VLC technology is distinguished from conventional wired optical communication technology and infrared wireless communication technology in terms of using light in the visible wavelength band. In addition, unlike radio frequency communication, VLC technology has the convenience of freely using without restriction or permission in terms of frequency use, excellent physical security, and distinction of visually identifying a communication link. .
LED 광원을 이용한 VLC 시스템에서는 송신 신호의 위상에 대한 정보를 수신단에서 검출하기 어렵고 비교적 구성이 간단하다는 장점 때문에 송신단에서는 전기적 데이터 "0"과 "1"을 가시광 신호의 세기 변화로 변조시키는 세기 변조 방법 혹은 온오프 키잉(On-Off Keying, OOK) 변조 방법을 일반적으로 사용하고 있다. 또한, LED 광원을 이용한 VLC 시스템의 송신단에서는 일반적인 디지털 통신 시스템의 송신단에서와 같이 데이터 "0"과 "1"을 시스템에서 규정하는 "0"과 "1"의 신호 파형으로 매핑하는 코딩 블록을 포함할 수 있으며, 시스템에 따라 비영복귀(Non-Return to Zero, NRZ), 영복귀(Return-to-Zero), 맨체스터(Manchester) 등과 같은 코딩 방법을 주로 사용한다. In the VLC system using the LED light source, since the information on the phase of the transmission signal is difficult to detect at the receiver and relatively simple in configuration, the transmitter modulates the electrical data "0" and "1" by changing the intensity of the visible light signal. On-Off Keying (OOK) modulation is commonly used. In addition, the transmitting end of the VLC system using the LED light source includes a coding block for mapping data "0" and "1" into signal waveforms of "0" and "1" defined in the system as in the transmitting end of a general digital communication system. Depending on the system, coding methods such as Non-Return to Zero (NRZ), Return-to-Zero, and Manchester are mainly used.
그런데, OOK 변조 방법은 기본적으로 광원의 평균 광 출력을 대폭 감소시키는 단점을 지니고 있다. 다시 말하면, 확률적으로 데이터 "1"과 "0"의 개수가 동일하다고 할 때, NRZ-OOK와 Manchester-OOK 코딩 및 변조 방법을 통해 출력되는 송신단의 가시광 신호의 평균 출력은 데이터 "1" 신호 크기의 절반에 해당하는 크기의 신호가 일정하게 인가되는 경우의 광 출력과 같다. 또한, RZ-OOK 코딩 및 변조 방법을 통한 평균 광 출력은 NRZ-OOK와 Manchester-OOK 코딩 및 변조 방법의 경우보다도 더 작다. By the way, the OOK modulation method basically has a disadvantage of significantly reducing the average light output of the light source. In other words, when the number of data "1" and "0" is stochastic, the average output of the visible light signal of the transmitting end output through the NRZ-OOK and Manchester-OOK coding and modulation methods is the data "1" signal. It is the same as the light output when a signal of a magnitude corresponding to half of the magnitude is constantly applied. In addition, the average light output through the RZ-OOK coding and modulation method is smaller than that of the NRZ-OOK and Manchester-OOK coding and modulation methods.
따라서, OOK 변조 방법을 LED 광원을 이용한 VLC 시스템의 송신단에 적용하면 광원이 손상되지 않는 크기 범위에서 실제 송신용 LED 광원이 제공할 수 있는 광 출력의 절반 혹은 그 이하의 광 출력만이 방사되기 때문에 광원의 밝기 측면에서 충분한 밝기를 제공하지 못하게 된다. 이때, OOK 변조 방법에서 변조 신호의 진폭을 크게 증가시키거나 DC 성분을 추가함으로써 광원의 평균 광 출력을 증가시킬 수는 있지만 이러한 방법들은 LED 광원의 구동 허용치 초과를 발생시켜 광원의 수명을 크게 단축시킬 수 있다. Therefore, when the OOK modulation method is applied to the transmitting end of the VLC system using the LED light source, only half or less of the light output that the actual LED light source can provide is radiated in a size range where the light source is not damaged. In terms of the brightness of the light source will not provide sufficient brightness. In this case, the OOK modulation method can increase the average light output of the light source by greatly increasing the amplitude of the modulated signal or adding a DC component. However, these methods may cause the LED light source to exceed its driving allowance, thereby greatly shortening the life of the light source. Can be.
또한, 조명을 이용한 VLC에서는 눈 보호(Eye-safety)를 위해 깜박거림 즉, 플리커(flicker)가 발생하지 않도록 해야 한다. 여기서 플리커란 인간의 눈이 감지할 수 있는 광원의 밝기 변화를 의미한다. 그런데 Manchester-OOK 코딩 및 변조 방법을 제외한 NRZ-OOK와 RZ-OOK 코딩 및 변조 방법들은 "1"과 "0"을 나타내는 가시광 광원의 밝기가 서로 다르고, 임의의 데이터 전송 구간 내에서 "1"과 "0"의 패턴 비율이 데이터 조합에 따라 달라져 플리커가 발생할 수 있다. In addition, lighting-based VLC must avoid flicker, or flicker, for eye-safety. Here, flicker refers to a change in brightness of a light source that the human eye can detect. However, the NRZ-OOK and RZ-OOK coding and modulation methods except for the Manchester-OOK coding and modulation method have different brightnesses of the visible light sources representing "1" and "0", and the "1" and "1" in any data transmission interval. The pattern ratio of "0" varies depending on the data combination and flicker may occur.
한편, 종래의 기술들 중 적외선 무선 통신 분야에서 활발하게 사용되어 온 PPM(Pulse Position Modulation) 변조 방법은 Manchester-OOK 코딩 및 변조 방법과 유사하게 단위 심볼을 나타내는 광원의 평균 밝기가 항상 같기 때문에 플리커 방지 효과를 갖고 있는 것으로 알려져 있다. 그러나, PPM 변조 방법이 제공할 수 있는 광원의 최대 평균 밝기는 2개의 심볼을 표현할 수 있는 2-PPM에서 50%로 가장 높고, 표현할 수 있는 심볼의 가짓수가 증가할수록 더욱 감소한다는 단점을 가지고 있다. Meanwhile, PPM (Pulse Position Modulation) modulation method, which has been actively used in the field of infrared wireless communication among the conventional techniques, prevents flicker because the average brightness of the light source representing the unit symbol is always the same, similar to the Manchester-OOK coding and modulation method. It is known to have an effect. However, the maximum average brightness of the light source that can be provided by the PPM modulation method is the highest as 50% in 2-PPM that can represent two symbols, and has a disadvantage that the number of symbols that can be represented decreases as the number of symbols that can be expressed increases.
본 발명이 해결하고자 하는 기술적 과제는 광원의 밝기 감소 및 광원의 플리커 발생을 줄일 수 있는 가시광 무선 통신을 이용한 송수신 장치 및 방법을 제공하는 것이다. SUMMARY OF THE INVENTION The present invention has been made in an effort to provide a transmission and reception apparatus and method using visible light wireless communication that may reduce brightness of a light source and reduce flicker of a light source.
본 발명의 한 실시 예에 따르면, 가시광 무선 통신(Visible Light Communication, VLC) 송신 장치의 송신 방법이 제공된다. 송신 방법은, 단위 시간 주기에서 펄스 폭 변조(Pulse Width Modulation, PWM)의 펄스 폭 조절 단계를 설정하는 단계, 상기 펄스 폭 조절 단계에 따라서 입력되는 VLC 소스 데이터의 각 심볼을 PWM 신호로 변조하는 단계, 상기 PWM 신호에 따라서 복수의 발광 다이오드(Light Emitting Diode, LED)의 점등을 제어하여 가시광 변조 신호를 생성하는 단계, 그리고 상기 가시광 변조 신호를 송신하는 단계를 포함한다. According to an embodiment of the present invention, a method of transmitting a visible light wireless communication (VLC) transmitting apparatus is provided. The transmission method may include setting a pulse width adjustment step of pulse width modulation (PWM) in a unit time period, and modulating each symbol of VLC source data input according to the pulse width adjustment step into a PWM signal. And controlling the lighting of a plurality of light emitting diodes (LEDs) according to the PWM signal to generate a visible light modulated signal, and transmitting the visible light modulated signal.
상기 송신 방법은, 상기 변조하는 단계 이전에, 상기 펄스 폭 조절 단계에 따라서 입력되는 송신 데이터의 각 심볼의 비트를 변환하는 단계를 더 포함할 수 있다. The transmitting method may further include converting a bit of each symbol of the transmission data input according to the pulse width adjusting step before the modulating step.
상기 변환하는 단계는, 상기 펄스 폭 조절 단계가 2m인 경우에, 상기 송신 데이터를 m비트의 심볼로 나누는 단계, 그리고 상기 m 비트를 2m 비트로 변환하는 단계를 포함할 수 있다. 이때, 상기 m은 2 이상의 정수일 수 있다. The converting may include dividing the transmission data into m-bit symbols when the pulse width adjusting step is 2 m , and converting the m bits into 2 m bits. In this case, m may be an integer of 2 or more.
상기 변조하는 단계는, 상기 2m 비트의 심볼을 두 단위 시간 주기를 가지는 PWM 신호로 매핑하는 단계를 포함할 수 있다. The modulating may include mapping the 2m-bit symbol into a PWM signal having two unit time periods.
상기 m 비트를 2m 비트로 변환하는 단계는, 2m 비트로 표현할 수 있는 22m개의 심볼 중 상기 두 단위 시간 주기에서 평균 밝기가 동일한 2m개의 심볼을 m 비트로 표현할 수 있는 2m개의 심볼과 각각 1:1로 대응하여 저장하고 있는 비트 변환 테이블을 참조하여 상기 m 비트를 2m 비트로 변환하는 단계를 포함할 수 있다. The step of converting the m bits into 2m bits may include 2 m symbols representing 2 m symbols having the same average brightness in the two unit time periods of the 2 2 m symbols that can be represented by 2 m bits, and 1 m each, respectively. And converting the m bits into 2m bits with reference to a bit conversion table stored correspondingly.
본 발명의 다른 실시 예에 따르면, 가시광 무선 통신 수신 장치의 수신 방법이 제공된다. 수신 방법은, 가시광 무선 통신 송신 장치로부터 가시광 변조 신호를 수신하는 단계, 상기 가시광 변조 신호로부터 펄스 폭 변조(Pulse Width Modulation, PWM) 신호를 추출하는 단계, 상기 PWM 신호를 심볼로 매핑하는 단계, 그리고 상기 심볼로부터 복조 데이터를 생성하는 단계를 포함한다. According to another embodiment of the present invention, a method of receiving a visible light wireless communication receiver is provided. The receiving method includes receiving a visible light modulated signal from a visible light wireless communication transmitter, extracting a pulse width modulated (PWM) signal from the visible light modulated signal, mapping the PWM signal to a symbol, and Generating demodulated data from the symbol.
상기 생성하는 단계는, 상기 심볼의 비트를 변환하는 단계를 포함할 수 있다. The generating may include converting a bit of the symbol.
상기 가시광 무선 통신 송신 장치에서 PWM 신호의 펄스 폭 조절 단계를 2m단계로 설정한 경우에, 상기 심볼은 2m 비트일 수 있으며, 상기 변환하는 단계는, 상기 2m 비트의 심볼을 m비트의 심볼로 변환하는 단계를 포함할 수 있다. 이때, 상기 m은 2 이상의 정수일 수 있다. When the pulse width control step of the PWM signal is set to 2 m steps in the visible light wireless communication transmitter, the symbol may be 2 m bits, and the converting may include converting the 2 m bit symbols into m bit symbols. And converting. In this case, m may be an integer of 2 or more.
상기 m비트의 심볼로 변환하는 단계는, 2m 비트로 표현할 수 있는 22m개의 심볼 중 상기 두 단위 시간 주기에서 평균 밝기가 동일한 2m개의 심볼을 m 비트로 표현할 수 있는 2m개의 심볼과 각각 1:1로 대응하여 저장하고 있는 비트 변환 테이블을 참조하여 상기 2m 비트의 심볼을 m비트의 심볼로 변환하는 단계를 포함할 수 있다. The converting into m-bit symbols may include 2 m symbols representing the same average brightness in the two unit time periods of the 2 2 m symbols that may be represented by 2 m bits and 2 m symbols that may represent m bits, respectively, 1: 1. And converting the 2m-bit symbol into an m-bit symbol with reference to a bit conversion table stored correspondingly.
본 발명의 또 다른 실시 예에 따르면, 설정부, 비트 변환부, 변조부, 그리고 광원 발광부를 포함하는 가시광 무선 통신 송신 장치가 제공된다. 설정부는 단위 시간 주기에서 펄스 폭 변조(Pulse Width Modulation, PWM)의 펄스 폭 조절 단계를 설정한다. 비트 변환부는 상기 펄스 폭 조절 단계에 따라서 송신 데이터에 해당하는 복수의 심볼의 비트를 변환한다. 변조부는 비트 변환된 심볼을 각각 대응하는 PWM 신호로 매핑한다. 그리고 광원 발광부는 복수의 발광 다이오드(Light Emitting Diode, LED)를 포함하며, 상기 PWM 신호에 따라서 상기 복수의 LED의 점등을 제어하여 가시광 변조 신호를 생성하고 상기 가시광 변조 신호를 송신한다. According to still another embodiment of the present invention, there is provided a visible light wireless communication transmission apparatus including a setting unit, a bit converter, a modulator, and a light source light emitter. The setting unit sets a pulse width adjustment step of pulse width modulation (PWM) in a unit time period. The bit converter converts the bits of the plurality of symbols corresponding to the transmission data according to the pulse width adjusting step. The modulator maps the bit-converted symbols to corresponding PWM signals. The light source light emitting unit includes a plurality of light emitting diodes (LEDs), and generates a visible light modulated signal by controlling lighting of the plurality of LEDs according to the PWM signal, and transmits the visible light modulated signal.
상기 비트 변환부는, 상기 펄스 폭 조절 단계가 2m으로 설정된 경우에, 상기 송신 데이터를 m 비트의 심볼로 나눈 후에 2m 비트의 심볼로 변환할 수 있다. 이때, 상기 m은 2 이상의 정수일 수 있다. When the pulse width adjusting step is set to 2 m , the bit converter may convert the transmission data into m-bit symbols and then convert the m-bit symbols into 2 m-bit symbols. In this case, m may be an integer of 2 or more.
상기 비트 변환부는, 2m 비트로 표현할 수 있는 22m개의 심볼 중 상기 두 단위 시간 주기에서 평균 밝기가 동일한 2m개의 심볼을 m 비트로 표현할 수 있는 2m개의 심볼과 각각 1:1로 대응하여 저장하고 있는 비트 변환 테이블을 포함하고, 상기 비트 변환 테이블을 참조하여 상기 m 비트의 심볼을 2m 비트의 심볼로 변환할 수 있다. The bit conversion unit, 2m bits, the 2 2m symbols of the two average brightness of the same 2 m symbols in the unit time period of which can be expressed m bits 2 m symbols and each one can be expressed: that is stored in correspondence to the first A bit conversion table may be included, and the m bit symbol may be converted into a 2 m bit symbol by referring to the bit conversion table.
본 발명의 또 다른 실시 예에 따르면, 수신부, 복조부, 그리고 비트 역변환부를 포함하는 가시광 무선 통신 수신 장치가 제공된다. 수신부는 가시광 무선 통신 송신 장치로부터 가시광 변조 신호를 수신한다. 복조부는 상기 가시광 변조 신호를 복조하여 각각의 펄스 폭 변조(Pulse Width Modulation, PWM) 신호를 대응하는 심볼로 매핑한다. 그리고 비트 역변환부는 상기 심볼의 비트를 변환하여 디코딩 데이터를 생성한다. According to another embodiment of the present invention, there is provided a visible light wireless communication receiver including a receiver, a demodulator, and a bit inverse converter. The receiver receives the visible light modulated signal from the visible light wireless communication transmission device. The demodulator demodulates the visible light modulated signal and maps each pulse width modulated (PWM) signal to a corresponding symbol. The bit inverse converter converts the bits of the symbol to generate decoded data.
상기 복조부는, 상기 가시광 무선 통신 송신 장치에서 PWM 신호의 펄스 폭 조절 단계를 2m으로 설정한 경우에, 상기 PWM 신호를 2m 비트의 심볼로 매핑할 수 있다. 이때, 상기 m은 2 이상의 정수일 수 있다. The demodulator may map the PWM signal to a 2 m-bit symbol when the pulse width control step of the PWM signal is set to 2 m in the visible light wireless communication transmitter. In this case, m may be an integer of 2 or more.
또한, 상기 비트 역변환부는, 상기 2m 비트의 심볼을 m 비트의 심볼로 변환할 수 있다. The bit inverse converter may convert the 2m-bit symbol into an m-bit symbol.
본 발명의 실시 예에 의하면, 조명 기기 혹은 가시광을 발광하는 가시광원에 가시광 무선통신용 송신 기능이 부가될 때, 현재 가시광 무선통신 기능이 없는 순수 LED 조명에서 광원의 밝기 조절을 위해 광범위하게 사용하고 있는 PWM 변조 방법을 이용할 수 있고, 변조 기능에 의해 발생되는 조명 기기 혹은 가시광원의 밝기 감소를 OOK 변조 방법 혹은 PPM 변조 방법에 비해 줄일 수 있는 효과가 있다. According to an embodiment of the present invention, when a visible light wireless communication transmission function is added to a lighting device or a visible light source that emits visible light, it is currently widely used for controlling brightness of a light source in pure LED lighting without visible light wireless communication function. The PWM modulation method can be used, and the brightness reduction of the lighting device or the visible light generated by the modulation function can be reduced compared to the OOK modulation method or the PPM modulation method.
또한, 가시광원의 플리커 발생을 줄일 수 있는 효과를 제공할 수 있다.In addition, it is possible to provide an effect of reducing the generation of flicker of the visible light source.
도 1은 본 발명의 실시 예에 따른 가시광 무선 통신 송신 장치를 나타낸 도면이다.
도 2는 본 발명의 실시 예에 따른 가시광 무선 통신 송신 장치의 송신 방법을 나타낸 흐름도이다.
도 3은 본 발명의 실시 예에 따른 PWM의 펄스 폭 조절 단계의 일 예를 나타낸 도면이다.
도 4는 도 3의 펄스 폭 조절 단계를 갖는 PWM 신호에 매핑되는 심볼 파형들의 일 예를 나타낸 도면이다.
도 5는 도 3의 펄스 폭 조절 단계를 갖는 PWM 신호의 매핑을 위한 비트 변환 테이블의 일 예를 나타낸 도면이다.
도 6 및 도 7은 각각 도 3의 펄스 폭 조절 단계를 갖는 PWM 신호의 매핑을 위한 비트 변환 테이블의 다른 일 예를 나타낸 도면이다.
도 8은 본 발명의 실시 예에 따른 4비트로 변환된 심볼과 PWM 신호와의 매핑 방법의 일 예를 나타낸 도면이다.
도 9는 종래의 맨체스터(Manchester)-OOK 코딩 및 변조 방법에 따른 가시광 신호 및 그의 평균 밝기를 나타낸 도면이다.
도 10는 본 발명의 실시 예에 따른 PWM의 펄스 폭 조절 단계의 다른 예를 나타낸 도면이다.
도 11은 도 10의 펄스 폭 조절 단계를 갖는 PWM 신호에 매핑되는 심볼 파형들의 일 예를 나타낸 도면이다.
도 12는 도 10의 펄스 폭 조절 단계를 갖는 PWM 신호의 매핑을 위한 비트 변환 테이블의 일 예를 나타낸 도면이다.
도 13은 본 발명의 실시 예에 따른 가시광 무선 통신 수신 장치를 나타낸 도면이다.
도 14는 본 발명의 실시 예에 따른 가시광 무선 통신 수신 장치의 수신 방법을 나타낸 흐름도이다. 1 is a view showing a visible light wireless communication transmission apparatus according to an embodiment of the present invention.
2 is a flowchart illustrating a method of transmitting a visible light wireless communication transmitter according to an exemplary embodiment of the present invention.
3 is a diagram illustrating an example of a pulse width adjusting step of PWM according to an embodiment of the present invention.
4 is a diagram illustrating an example of symbol waveforms mapped to a PWM signal having the pulse width adjusting step of FIG. 3.
FIG. 5 is a diagram illustrating an example of a bit conversion table for mapping a PWM signal having the pulse width adjusting step of FIG. 3.
6 and 7 are diagrams illustrating another example of a bit conversion table for mapping a PWM signal having the pulse width adjusting step of FIG. 3, respectively.
8 is a diagram illustrating an example of a method of mapping a 4-bit converted symbol and a PWM signal according to an exemplary embodiment of the present invention.
9 is a view showing a visible light signal and its average brightness according to a conventional Manchester-OOK coding and modulation method.
10 is a view showing another example of the pulse width adjustment step of the PWM according to an embodiment of the present invention.
FIG. 11 is a diagram illustrating an example of symbol waveforms mapped to a PWM signal having the pulse width adjusting step of FIG. 10.
FIG. 12 is a diagram illustrating an example of a bit conversion table for mapping a PWM signal having the pulse width adjusting step of FIG. 10.
13 is a view showing a visible light wireless communication receiving apparatus according to an embodiment of the present invention.
14 is a flowchart illustrating a receiving method of a visible light wireless communication receiving apparatus according to an exemplary embodiment of the present invention.
아래에서는 첨부한 도면을 참고로 하여 본 발명의 실시 예에 대하여 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 상세히 설명한다. 그러나 본 발명은 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으며 여기에서 설명하는 실시 예에 한정되지 않는다. 그리고 도면에서 본 발명을 명확하게 설명하기 위해서 설명과 관계없는 부분은 생략하였으며, 명세서 전체를 통하여 유사한 부분에 대해서는 유사한 도면 부호를 붙였다.Hereinafter, exemplary embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings so that those skilled in the art may easily implement the present invention. As those skilled in the art would realize, the described embodiments may be modified in various different ways, all without departing from the spirit or scope of the present invention. In the drawings, parts irrelevant to the description are omitted in order to clearly describe the present invention, and like reference numerals designate like parts throughout the specification.
명세서 및 청구범위 전체에서, 어떤 부분이 어떤 구성 요소를 "포함"한다고 할 때, 이는 특별히 반대되는 기재가 없는 한 다른 구성요소를 제외하는 것이 아니라 다른 구성 요소를 더 포함할 수 있는 것을 의미한다. Throughout the specification and claims, when a section is referred to as "including " an element, it is understood that it does not exclude other elements, but may include other elements, unless specifically stated otherwise.
이제 본 발명의 실시 예에 따른 가시광 무선 통신 송수신 장치 및 방법에 대하여 도면을 참고로 하여 상세하게 설명한다. Now, a visible light wireless communication apparatus and method according to an embodiment of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.
도 1은 본 발명의 실시 예에 따른 가시광 무선 통신 송신 장치를 나타낸 도면이고, 도 2는 본 발명의 실시 예에 따른 가시광 무선 통신 송신 장치의 송신 방법을 나타낸 흐름도이다. 또한, 도 3은 본 발명의 실시 예에 따른 PWM의 펄스 폭 조절 단계의 일 예를 나타낸 도면이다. 1 is a view showing a visible light wireless communication transmission apparatus according to an embodiment of the present invention, Figure 2 is a flow chart showing a transmission method of a visible light wireless communication transmission apparatus according to an embodiment of the present invention. 3 is a diagram illustrating an example of a pulse width adjustment step of PWM according to an embodiment of the present invention.
도 1을 참고하면, 가시광 무선 통신 송신 장치(100)는 설정부(110), 비트 변환부(120), 변조부(130) 및 광원 발광부(140)를 포함한다. Referring to FIG. 1, the apparatus for transmitting visible
도 2를 보면, 가시광 무선 통신(Visible Light Communication, VLC) 소스 데이터가 비트 변환부(120)로 입력된다. Referring to FIG. 2, the Visible Light Communication (VLC) source data is input to the
비트 변환부(120)는 VLC 소스 데이터를 수신한다(S210). The
또한, 설정부(110)는 단위 시간 주기 내에서 펄스 폭 변조(pulse width modulation, PWM)의 펄스 폭 조절 단계(x)를 설정하고(S220), 펄스 폭 조절 단계(x)를 비트 변환부(120) 및 변조부(130)로 전달한다. 예를 들어서, 설정부(110)는 단위 시간 주기(T) 내에서 펄스 폭 조절 단계(x)를 4단계로 설정할 수 있다. 이때, PWM의 각 단계별 펄스 폭에 따른 가시광 변조 신호는 도 3과 같이 나타날 수 있다. 즉, PWM은 기본적으로 광원에 인가되는 펄스의 폭을 변화시킴으로써 광원의 밝기를 제어하는 변조 방법으로, W의 펄스 폭을 가지는 PWM 신호가 광원 발광부(140)로 입력되면 광원 발광부(140)에서 출력되는 가시광 변조 신호의 파형은 시간 T를 주기로 W의 펄스 폭을 가지는 파형이 된다. In addition, the
비트 변환부(120)는 VLC 소스 데이터를 수신하면(S210), VLC 소스 데이터를 m 비트의 심볼로 나누고, VLC 변조에 따른 플리커 발생을 줄이기 위해 m 비트의 심볼을 비트 변환 테이블(122)에 따라 2m 비트의 심볼로 변환한다(S230). 여기서, m은 x=2m을 의미하며, m은 2 이상의 정수이다. When the
비트 변환부(120)는 m 비트로 표현할 수 있는 2m개의 심볼들을 2m 비트의 심볼들로 변환들로 변환하는 비트 변환 테이블(122)을 포함한다. 예를 들어, 펄스 폭 조절 단계가 4단계일 경우, 비트 변환부(120)는 VLC 소스 데이터를 2 비트씩 나누고, 2 비트의 심볼들을 4 비트의 심볼들로 변환할 수 있다. 이와 달리, 펄스 폭 조절 단계가 16단계일 경우, 비트 변환부(120)는 VLC 소스 데이터를 4 비트씩 나누고, 4 비트의 심볼들을 8 비트의 심볼들로 변환할 수 있다.The
변조부(130)는 PWM 방법을 이용하여 비트 변환된 2m 비트의 심볼들을 x개의 PWM 신호 중 하나와 매핑하여 PWM 신호를 생성하고(S240), 이를 광원 발광부(140)로 출력한다. 펄스 폭 조절 단계가 4단계일 경우, 2 비트의 4개의 심볼은 각각 4개의 PWM 신호와 1:1로 매핑될 수 있다. 이와 달리, 펄스 폭 조절 단계가 16단계일 경우, 4비트의 16개의 심볼은 각각 16개의 PWM 신호와 1:1로 매핑될 수 있다. The
광원 발광부(140)는 광원 구동부(142) 및 LED(Light Emitting Eiode, LED) 광원 모듈(144)을 포함한다. 광원 구동부(142)는 LED 광원 모듈(144)을 구동한다. LED 광원 모듈(144)은 복수의 LED를 포함할 수 있다. 광원 구동부(142)는 PWM 신호에 따라서 복수의 LED의 켜짐과 꺼짐 상태를 제어하는 구동 신호를 생성하여 LED 광원 모듈(144)로 출력한다. LED 광원 모듈(144)은 광원 구동부(142)의 구동 신호에 따라 점등되어서 복수의 LED로부터 발광되는 빛에 해당하는 가시광 변조 신호를 생성하여 송신한다(S250~S260). The
그러면, 본 발명의 실시 예에 따른 PWM 신호로의 심볼 매핑에 대해서 도 4를 참고로 하여 설명한다. Next, symbol mapping to a PWM signal according to an embodiment of the present invention will be described with reference to FIG. 4.
도 4는 도 3의 펄스 폭 조절 단계를 갖는 PWM 신호에 매핑되는 심볼 파형들의 일 예를 나타낸 도면이다. 4 is a diagram illustrating an example of symbol waveforms mapped to a PWM signal having the pulse width adjusting step of FIG. 3.
단위 시간 주기(T) 내에서 펄스 폭 조절 단계(x)가 도 3과 같이 4단계로 설정될 때, 4단계의 PWM 신호로 표현할 수 있는 심볼의 개수는 00, 01, 10 및 11의 4개가 될 수 있다. When the pulse width adjusting step x is set in four steps within the unit time period T, the number of symbols that can be represented by the four-step PWM signal is four of 00, 01, 10, and 11. Can be.
이러한 4개의 심볼을 LED 광원의 가시광 변조 신호의 파형으로 나타내면 도 4와 같을 수 있다. 따라서, VLC 소스 데이터를 2 비트씩으로 나누고, 2 비트로 표현되는 총 4개의 심볼들은 A 내지 D의 가시광 변조 신호에 해당하는 PWM 신호들로 1:1 매핑될 수 있다. If these four symbols are represented by the waveform of the visible light modulation signal of the LED light source may be as shown in FIG. Accordingly, the VLC source data is divided by two bits, and a total of four symbols represented by two bits may be 1: 1 mapped to PWM signals corresponding to A to D visible light modulation signals.
도 4는 도 3의 펄스 폭 조절 단계를 갖는 PWM 신호에 매핑되는 심볼 파형들의 일 예를 나타낸 도면으로서, 각 PWM 신호에 매핑되는 심볼들은 도 4와 다를 수 있다. 예를 들면, 도 4의 A 내지 D의 가시광 변조 신호에 해당하는 PWM 신호들은 차례대로 "01", "10", "11" 및 "00"혹은 "10", "11", "01" 및 "00"와 매핑될 수도 있다. FIG. 4 is a diagram illustrating an example of symbol waveforms mapped to a PWM signal having the pulse width adjusting step of FIG. 3, and symbols mapped to each PWM signal may be different from FIG. 4. For example, the PWM signals corresponding to the visible light modulation signals of A to D in FIG. 4 are sequentially "01", "10", "11" and "00" or "10", "11", "01" and May be mapped to "00".
여기서, 4개의 심볼 매핑된 PWM 신호들은 단위 시간 주기(T) 내에서 평균 밝기가 모두 다르고, 2비트씩으로 나누어진 데이터는 실제 랜덤하게 입력되기 때문에 이로부터 나타나는 가시광 변조 신호는 플리커를 발생시킬 가능성을 가지고 있다. 따라서, 본 발명의 실시 예에 따르면, 가시광 변조 신호의 플리커 발생을 차단하기 위해 비트 변환부(120)에서 비트 변환 테이블(122)을 이용하여 비트 변환을 수행한다. Here, since the four symbol-mapped PWM signals have different average brightness in the unit time period T, and the data divided by 2 bits are actually input at random, the visible light modulated signal from this shows the possibility of generating flicker. Have. Therefore, according to an embodiment of the present invention, in order to block the generation of flicker of the visible light modulated signal, the
도 5는 도 3의 펄스 폭 조절 단계를 갖는 PWM 신호의 매핑을 위한 비트 변환 테이블의 일 예를 나타낸 도면이다. 즉, 도 5는 2 비트로 표현되는 총 4개의 심볼(00, 01, 10, 11)이 도 4의 A 내지 D의 가시광 변조 신호에 해당하는 PWM 신호들로 1:1 매핑되는 경우의 비트 변환 테이블이다. FIG. 5 is a diagram illustrating an example of a bit conversion table for mapping a PWM signal having the pulse width adjusting step of FIG. 3. That is, FIG. 5 is a bit conversion table when four symbols (00, 01, 10, 11) represented by 2 bits are mapped 1: 1 to PWM signals corresponding to the visible light modulated signals of A to D of FIG. to be.
도 5를 참고하면, 비트 변환 테이블(122)은 2비트(2B)의 심볼(00, 01, 10, 11)에 각각 1:1로 대응하는 4비트(4B)의 심볼(0011, 0110, 1001, 1100)을 저장하고 있다. 이때, 2 비트로 표현되는 총 4개의 심볼(00, 01, 10, 11)이 도 4의 A 내지 D의 가시광 신호에 해당하는 PWM 신호들로 1:1 매핑되는 경우, 4비트(4B)의 심볼(0011, 0110, 1001, 1100)은 4비트로 표현 가능한 16개의 심볼 중 2 단위 시간 주기(2T) 내에서 평균 밝기가 동일한 4개의 심볼로, 2비트(2B)의 심볼(00, 01, 10, 11)과 1:1로 매핑된다. Referring to FIG. 5, the bit conversion table 122 includes four
따라서, 비트 변환부(120)는 비트 변환 테이블(122)을 참조하여 2비트의 심볼(00, 01, 10, 00)을 각각 4비트의 심볼(0011, 0110, 1001, 1100)로 변환할 수 있다. Accordingly, the
이렇게 하면, 2비트로 나누어진 데이터가 랜덤하게 입력되더라도, 비트 변환부(120)에서의 비트 변환을 통해서 평균 밝기가 동일해지므로, 플리커 발생을 줄일 수 있다. In this case, even when data divided into two bits is randomly inputted, since the average brightness is the same through bit conversion in the
도 6 및 도 7은 도 3의 펄스 폭 조절 단계를 갖는 PWM 신호의 매핑을 위한 비트 변환 테이블의 다른 일 예를 나타낸 도면이다. 6 and 7 illustrate another example of a bit conversion table for mapping a PWM signal having the pulse width adjusting step of FIG. 3.
도 6은 2 비트로 표현되는 총 4개의 심볼(01, 10, 11, 00)이 도 4의 A 내지 D의 가시광 변조 신호에 해당하는 PWM 신호들로 1:1 매핑되는 경우의 비트 변환 테이블이고, 도 7은 2 비트로 표현되는 총 4개의 심볼(10, 11, 01, 00)이 도 4의 A 내지 D의 가시광 변조 신호에 해당하는 PWM 신호들로 1:1 매핑되는 경우의 비트 변환 테이블이다. FIG. 6 is a bit conversion table when four symbols (01, 10, 11, 00) represented by two bits are mapped 1: 1 to PWM signals corresponding to the visible light modulated signals of FIGS. FIG. 7 is a bit conversion table in a case where a total of four
도 6 및 도 7에 도시된 비트 변환 테이블(122a, 122b)은 2비트(2B)의 심볼(01, 10, 11, 00/10, 11, 01, 00)에 각각 1:1로 대응하는 4비트(4B)의 심볼(0001, 0100, 1011, 1110/0010, 0111, 1000, 1101)을 저장하고 있다. 이때, 4비트(4B)의 심볼(0001, 0100, 1011, 1110/0010, 0111, 1000, 1101)은 4비트로 표현 가능한 16개의 심볼 중 2 단위 시간 주기(2T) 내에서 평균 밝기가 동일한 4개의 심볼이다. The bit conversion tables 122a and 122b shown in Figs. 6 and 7 correspond to 1: 1 corresponding to the
그리고 도 5의 비트 변환 테이블(122)에 의해 비트 변환된 4비트의 심볼이 변조부(130)에 의해 PWM 신호로 매핑된 결과는 도 8과 같을 수 있다. The result of mapping the 4-bit symbol bit-converted by the bit conversion table 122 of FIG. 5 to the PWM signal by the
도 8은 본 발명의 실시 예에 따른 4비트로 변환된 심볼과 PWM 신호와의 매핑 방법의 일 예를 나타낸 도면이다. 8 is a diagram illustrating an example of a method of mapping a 4-bit converted symbol and a PWM signal according to an exemplary embodiment of the present invention.
변조부(130)는 비트 변환된 4 비트의 심볼(0011, 0110, 1001, 1100)을 도 8에 도시된 4개의 가시광 변조 신호에 대응하는 PWM 신호와 각각 매핑하고 매핑한 PWM 신호를 광원 구동부(142)로 출력한다. The
도 8에 도시된 4개의 가시광 변조 신호에 대응하는 PWM 신호를 보면, 4개의 PWM 신호로부터 얻어지는 평균 밝기는 모두 동일한 것을 알 수 있다. 또한, 2 단위 시간 주기(2T) 내에서 평균 밝기가 50%를 초과한다는 것도 알 수 있다. Looking at the PWM signals corresponding to the four visible light modulation signals shown in FIG. 8, it can be seen that the average brightnesses obtained from the four PWM signals are all the same. It can also be seen that the average brightness exceeds 50% within a two
도 9는 종래의 맨체스터(Manchester)-OOK 코딩 및 변조 방법에 따른 가시광 변조 신호 및 그의 평균 밝기를 나타낸 도면이다. 9 illustrates a visible light modulated signal and its average brightness according to a conventional Manchester-OOK coding and modulation method.
도 9를 참고하면, 맨체스터(Manchester)-OOK 코딩 및 변조 방법에 따른 가시광 변조 신호의 평균 밝기는 데이터 "1" 신호 크기의 절반에 해당하는 크기의 DC 신호가 일정하게 인가되는 경우의 밝기와 같다. 반면, 본 발명의 실시 예에 따른 PWM 방법은 2 단위 시간 주기(2T) 내에서 50%를 초과하는 평균 밝기를 가지므로, OOK 변조 방법이나 PPM 변조 방법에 비해 가시광 무선 통신에서 LED 광원의 평균 밝기를 향상시키는 효과를 가진다. Referring to FIG. 9, the average brightness of the visible light modulated signal according to the Manchester-OOK coding and modulation method is equal to the brightness when a DC signal having a size corresponding to half of the data “1” signal is constantly applied. . On the other hand, since the PWM method according to the embodiment of the present invention has an average brightness of more than 50% within a 2 unit time period (2T), the average brightness of the LED light source in visible light wireless communication compared to the OOK modulation method or PPM modulation method Has the effect of improving.
본 발명의 또 다른 실시 예로서, 단위 시간 주기(T) 내에서 펄스 폭 조절 단계가 8단계로 설정된 경우에 대해서 도 10 내지 도 12를 참고로 하여 간략하게 설명한다. 도 10는 본 발명의 실시 예에 따른 PWM의 펄스 폭 조절 단계의 다른 예를 나타낸 도면이고, 도 11은 도 10의 펄스 폭 조절 단계를 갖는 PWM 신호에 매핑되는 심볼들의 일 예를 나타낸 도면이다. 그리고 도 12는 도 10의 펄스 폭 조절 단계를 갖는 비트 변환 테이블의 일 예를 나타낸 도면이다. As another embodiment of the present invention, a case in which the pulse width adjusting step is set to eight steps in the unit time period T will be briefly described with reference to FIGS. 10 to 12. FIG. 10 is a diagram illustrating another example of a pulse width adjusting step of PWM according to an embodiment of the present invention, and FIG. 11 is a diagram illustrating an example of symbols mapped to a PWM signal having the pulse width adjusting step of FIG. 10. FIG. 12 is a diagram illustrating an example of a bit conversion table having the pulse width adjusting step of FIG. 10.
도 10에 도시한 바와 같이, 설정부(110)는 단위 시간 주기(T) 내에서 PWM의 펄스 폭 조절 단계(x)를 8단계로 설정할 수 있다. 단위 시간 주기(T) 내에서 펄스 폭 조절 단계가 8단계로 설정될 때, 8단계의 PWM 신호로 표현할 수 있는 심볼의 개수는 000, 001, 010, 011, 100, 101, 110 및 111의 8개가 되며, 도 11에 도시한 바와 같이 8개의 심볼(000, 001, 010, 011, 100, 101, 110, 111)은 해당 가시광 변조 신호에 대응하는 PWM 신호와 1:1로 매핑될 수 있다. As shown in FIG. 10, the
또한, 비트 변환부(120)는 VLC 소스 데이터를 3비트(=23)씩 나누고, 도 12의 비트 변환 테이블(120c)을 참조하여 3비트의 심볼을 6(=2*3)비트로 비트 변환할 수 있다. 도 12를 참고하면, 비트 변환 테이블(120c)은 비트 변환 테이블(120c) 또한 6비트로 표현할 수 있는 64개의 심볼 중 2 단위 시간 주기(2T) 내에서 평균 밝기가 동일한 8개의 6비트 심볼(000111, 001110, 010101, 011100, 100011, 101010, 110001, 111000)을 6개의 3비트 심볼(000, 001, 010, 011, 100, 101, 110, 111)과 1:1로 대응하여 저장하고 있다. In addition, the
즉, 비트 변환 테이블(122c)의 6비트의 8개의 심볼(000111, 001110, 010101, 011100, 100011, 101010, 110001, 111000)은 2 단위 시간 주기(2T) 내에서 평균 밝기가 모두 동일하다. 따라서, 3비트로 나누어진 데이터가 랜덤하게 입력되더라도, 비트 변환부(120c)에서의 비트 변환을 통해서 2 단위 시간 주기(2T) 내의 평균 밝기가 동일해질 수 있으므로, 플리커 발생을 줄일 수 있으며, 2 단위 시간 주기(2T) 내에서 50% 이상의 평균 밝기를 가질 수 있게 된다. That is, eight symbols of six bits of the bit conversion table 122c (000111, 001110, 010101, 011100, 100011, 101010, 110001, 111000) all have the same average brightness within a two
도 13은 본 발명의 실시 예에 따른 가시광 무선 통신 수신 장치를 나타낸 도면이고, 도 14는 본 발명의 실시 예에 따른 가시광 무선 통신 수신 장치의 수신 방법을 나타낸 흐름도이다. 13 is a view showing a visible light wireless communication receiving apparatus according to an embodiment of the present invention, Figure 14 is a flow chart showing a receiving method of a visible light wireless communication receiving apparatus according to an embodiment of the present invention.
도 13을 참고하면, 본 발명의 실시 예에 따른 가시광 무선 통신 수신 장치(200)는 수신부(210), 복조부(220) 및 비트 역변환부(230)를 포함한다. Referring to FIG. 13, the apparatus for receiving visible light wireless communication according to an exemplary embodiment of the present invention includes a
도 14를 보면, 수신부(210)는 가시광 무선 통신 송신 장치(100)로부터 가시광 변조 신호를 수신한다(S1410). Referring to FIG. 14, the
복조부(220)는 변조부(130)의 역과정을 수행한다. 복조부(220)는 수신된 가시광 변조 신호를 복조하여 각각의 PWM 신호를 해당 2m 비트의 심볼들로 매핑한다. (S1420). The
비트 역변환부(230)는 비트 변환부(120)의 역과정을 수행한다. 비트 역변환부(230)는 2m 비트의 심볼들을 m비트의 심볼들로 변환하여 디코딩 데이터를 생성한다(S1430~S1440). 비트 역변환부(230)는 비트 변환 테이블(122, 122a, 122b, 122c)의 역과정을 통해 2m 비트의 심볼들을 m비트의 심볼들로 변환한다. The bit
본 발명의 실시 예는 이상에서 설명한 장치 및/또는 방법을 통해서만 구현되는 것은 아니며, 본 발명의 실시 예의 구성에 대응하는 기능을 실현하는 프로그램 또는 그 프로그램이 기록된 기록 매체를 통해 구현될 수도 있으며, 이러한 구현은 앞서 설명한 실시 예의 기재로부터 본 발명이 속하는 기술 분야의 전문가라면 쉽게 구현할 수 있는 것이다. An embodiment of the present invention is not implemented only through the above-described apparatus and / or method, but may be implemented through a program for realizing a function corresponding to the configuration of the embodiment of the present invention or a recording medium on which the program is recorded. Such an implementation can be easily implemented by those skilled in the art to which the present invention pertains based on the description of the above-described embodiments.
이상에서 본 발명의 실시 예에 대하여 상세하게 설명하였지만 본 발명의 권리 범위는 이에 한정되는 것은 아니고 다음의 청구범위에서 정의하고 있는 본 발명의 기본 개념을 이용한 당업자의 여러 변형 및 개량 형태 또한 본 발명의 권리 범위에 속하는 것이다.While the present invention has been particularly shown and described with reference to exemplary embodiments thereof, it is to be understood that the invention is not limited to the disclosed exemplary embodiments, It belongs to the scope of right.
Claims (17)
단위 시간 주기에서 펄스 폭 변조(Pulse Width Modulation, PWM)의 펄스 폭 조절 단계를 설정하는 단계,
상기 펄스 폭 조절 단계에 따라서 입력되는 VLC 소스 데이터의 각 심볼을 PWM 신호로 변조하는 단계,
상기 PWM 신호에 따라서 복수의 발광 다이오드(Light Emitting Diode, LED)의 점등을 제어하여 가시광 변조 신호를 생성하는 단계, 그리고
상기 가시광 변조 신호를 송신하는 단계
를 포함하는 송신 방법. In the transmission method of the visible light wireless communication (VLC) transmitting apparatus,
Setting a pulse width adjustment step of pulse width modulation (PWM) in a unit time period,
Modulating each symbol of the VLC source data input according to the pulse width adjusting step into a PWM signal,
Generating a visible light modulated signal by controlling lighting of a plurality of light emitting diodes (LEDs) according to the PWM signal; and
Transmitting the visible light modulated signal
Transmission method comprising a.
상기 변조하는 단계 이전에, 상기 펄스 폭 조절 단계에 따라서 입력되는 송신 데이터의 각 심볼의 비트를 변환하는 단계
를 더 포함하는 송신 방법. In claim 1,
Before the modulating step, converting the bits of each symbol of the transmission data input according to the pulse width adjusting step
Transmission method further comprising.
상기 변환하는 단계는,
상기 펄스 폭 조절 단계가 2m인 경우에, 상기 송신 데이터를 m비트의 심볼로 나누는 단계, 그리고
상기 m 비트를 2m 비트로 변환하는 단계를 포함하며,
상기 m은 2 이상의 정수인 송신 방법.In claim 2,
Wherein the converting comprises:
Dividing the transmission data into m-bit symbols when the pulse width adjusting step is 2 m , and
Converting the m bits to 2m bits,
M is an integer of 2 or more.
상기 변조하는 단계는,
상기 2m 비트의 심볼을 두 단위 시간 주기를 가지는 PWM 신호로 매핑하는 단계를 포함하는 송신 방법.4. The method of claim 3,
The modulating step,
And mapping the 2m bit symbol into a PWM signal having two unit time periods.
상기 m 비트를 2m 비트로 변환하는 단계는,
2m 비트로 표현할 수 있는 22m개의 심볼 중 상기 두 단위 시간 주기에서 평균 밝기가 동일한 2m개의 심볼을 m 비트로 표현할 수 있는 2m개의 심볼과 각각 1:1로 대응하여 저장하고 있는 비트 변환 테이블을 참조하여 상기 m 비트를 2m 비트로 변환하는 단계를 포함하는 송신 방법. 5. The method of claim 4,
Converting the m bits to 2m bits,
The of 2m bits, 2 2m symbols that can be represented two-unit time period the average brightness is the same 2 m symbols m bits 2 m symbols and each one can be expressed in: refer to bit conversion table that is stored in correspondence to the 1 Converting the m bits to 2m bits.
m 비트로 표현할 수 있는 2m개의 심볼이 단위 시간 주기의 2m개의 PWM 신호와 일대일로 매핑되어 있으며,
상기 두 단위 시간 주기를 가지는 PWM 신호는 상기 2m 비트의 심볼의 각 m 비트의 심볼에 대응하는 단위 시간 주기의 PWM 신호가 결합되어 생성된 것인 송신 방법. 5. The method of claim 4,
2 m symbols, which can be expressed as m bits, are mapped one-to-one with 2 m PWM signals in a unit time period.
The PWM signal having two unit time periods is generated by combining a PWM signal of a unit time period corresponding to each m-bit symbol of the 2 m-bit symbol.
가시광 무선 통신 송신 장치로부터 가시광 변조 신호를 수신하는 단계,
상기 가시광 변조 신호로부터 펄스 폭 변조(Pulse Width Modulation, PWM) 신호를 추출하는 단계,
상기 PWM 신호를 심볼로 매핑하는 단계, 그리고
상기 심볼로부터 복조 데이터를 생성하는 단계
를 포함하는 수신 방법. In the receiving method of the visible light wireless communication receiving apparatus,
Receiving a visible light modulated signal from a visible light wireless communication transmitter,
Extracting a pulse width modulation (PWM) signal from the visible light modulation signal;
Mapping the PWM signal to a symbol, and
Generating demodulated data from the symbol
Receiving method comprising a.
상기 생성하는 단계는,
상기 심볼의 비트를 변환하는 단계를 포함하는 수신 방법. In claim 7,
Wherein the generating comprises:
Converting the bits of the symbol.
상기 가시광 무선 통신 송신 장치에서 PWM 신호의 펄스 폭 조절 단계를 2m단계로 설정한 경우에, 상기 심볼은 2m 비트이고, 상기 m은 2 이상의 정수이며,
상기 변환하는 단계는,
상기 2m 비트의 심볼을 m비트의 심볼로 변환하는 단계를 포함하는 수신 방법. 9. The method of claim 8,
When the pulse width control step of the PWM signal is set to 2 m steps in the visible light wireless communication transmitter, the symbol is 2 m bits, and m is an integer of 2 or more,
Wherein the converting comprises:
And converting the 2 m-bit symbol into an m-bit symbol.
상기 m비트의 심볼로 변환하는 단계는,
2m 비트로 표현할 수 있는 22m개의 심볼 중 상기 두 단위 시간 주기에서 평균 밝기가 동일한 2m개의 심볼을 m 비트로 표현할 수 있는 2m개의 심볼과 각각 1:1로 대응하여 저장하고 있는 비트 변환 테이블을 참조하여 상기 2m 비트의 심볼을 m비트의 심볼로 변환하는 단계를 포함하는 수신 방법. In claim 9,
Converting to the m-bit symbol,
The of 2m bits, 2 2m symbols that can be represented two-unit time period the average brightness is the same 2 m symbols m bits 2 m symbols and each one can be expressed in: refer to bit conversion table that is stored in correspondence to the 1 And converting the 2 m bit symbol into an m bit symbol.
단위 시간 주기에서 펄스 폭 변조(Pulse Width Modulation, PWM)의 펄스 폭 조절 단계를 설정하는 설정부,
상기 펄스 폭 조절 단계에 따라서 송신 데이터에 해당하는 복수의 심볼의 비트를 변환하는 비트 변환부,
비트 변환된 심볼을 각각 대응하는 PWM 신호로 매핑하는 변조부, 그리고
복수의 발광 다이오드(Light Emitting Diode, LED)를 포함하며, 상기 PWM 신호에 따라서 상기 복수의 LED의 점등을 제어하여 가시광 변조 신호를 생성하고 상기 가시광 변조 신호를 송신하는 광원 발광부
를 포함하는 가시광 무선 통신 송신 장치. In the visible light wireless communication transmitter,
Setting unit for setting the pulse width control step of the pulse width modulation (PWM) in the unit time period,
A bit converter for converting bits of a plurality of symbols corresponding to transmission data according to the pulse width adjusting step;
A modulator for mapping the bit-converted symbols to corresponding PWM signals, and
A light source including a plurality of light emitting diodes (LEDs), and generating a visible light modulation signal by controlling the lighting of the plurality of LEDs according to the PWM signal and transmitting the visible light modulation signal.
Visible light wireless communication transmission device comprising a.
상기 비트 변환부는,
상기 펄스 폭 조절 단계가 2m으로 설정된 경우에, 상기 송신 데이터를 m 비트의 심볼로 나눈 후에 2m 비트의 심볼로 변환하며,
상기 m은 2 이상의 정수인 가시광 무선 통신 송신 장치. In claim 11,
The bit converter,
When the pulse width adjusting step is set to 2 m , after dividing the transmission data into m bits of symbols, converts to 2 m bits of symbols,
M is an integer of 2 or more.
상기 비트 변환부는,
2m 비트로 표현할 수 있는 22m개의 심볼 중 상기 두 단위 시간 주기에서 평균 밝기가 동일한 2m개의 심볼을 m 비트로 표현할 수 있는 2m개의 심볼과 각각 1:1로 대응하여 저장하고 있는 비트 변환 테이블을 포함하고,
상기 비트 변환 테이블을 참조하여 상기 m 비트의 심볼을 2m 비트의 심볼로 변환하는 가시광 무선 통신 송신 장치. The method of claim 12,
The bit converter,
2 m symbols representing the same average brightness in the two unit time periods of 2 2 m symbols that can be represented by 2 m bits, and 2 m symbols that can be represented by m bits, and a bit conversion table that stores 1: 1 correspond to each other. and,
And a visible light wireless communication transmitter for converting the m-bit symbol into a 2m-bit symbol by referring to the bit conversion table.
m 비트로 표현할 수 있는 2m개의 심볼이 단위 시간 주기의 2m개의 PWM 신호와 일대일로 매핑되어 있으며, 상기 PWM 신호는 상기 2m 비트의 심볼의 각 m 비트의 심볼에 대응하는 두 단위 시간 주기의 PWM 신호가 결합된 신호인 가시광 무선 통신 송신 장치.In claim 13,
2 m symbols, which can be represented by m bits, are mapped one-to-one with 2 m PWM signals of a unit time period, and the PWM signals are PWM of two unit time periods corresponding to symbols of each m bit of the 2 m bit symbol. Visible light wireless communication transmission device is a signal combined signal.
가시광 무선 통신 송신 장치로부터 가시광 변조 신호를 수신하는 수신부,
상기 가시광 변조 신호를 복조하여 각각의 펄스 폭 변조(Pulse Width Modulation, PWM) 신호를 대응하는 심볼로 매핑하는 복조부, 그리고
상기 심볼의 비트를 변환하여 디코딩 데이터를 생성하는 비트 역변환부
를 포함하는 가시광 무선 통신 수신 장치. In the visible light wireless communication receiver,
A receiver for receiving a visible light modulated signal from a visible light wireless communication transmitter,
A demodulator for demodulating the visible light modulated signal and mapping each pulse width modulated (PWM) signal to a corresponding symbol; and
A bit inverse converter for converting bits of the symbol to generate decoded data
Visible light wireless communication receiving apparatus comprising a.
상기 가시광 무선 통신 송신 장치에서 PWM 신호의 펄스 폭 조절 단계를 2m으로 설정한 경우에,
상기 복조부는 상기 PWM 신호를 2m 비트의 심볼로 매핑하며,
상기 m은 2 이상의 정수인 가시광 무선 통신 수신 장치. 16. The method of claim 15,
When the pulse width adjustment step of the PWM signal is set to 2 m in the visible light wireless communication transmitter,
The demodulator maps the PWM signal into a symbol of 2 m bits,
M is an integer of 2 or more.
상기 비트 역변환부는 상기 2m 비트의 심볼을 m 비트의 심볼로 변환하는 가시광 무선 통신 수신 장치. The method of claim 16,
And the bit inverse converter is configured to convert the 2m bit symbol into an mbit symbol.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| US13/268,323 US8666259B2 (en) | 2010-10-07 | 2011-10-07 | Data transmitting and receiving apparatus and method for visible light communication |
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| KR20100097915 | 2010-10-07 | ||
| KR1020100097915 | 2010-10-07 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| KR20120036254A true KR20120036254A (en) | 2012-04-17 |
| KR101938391B1 KR101938391B1 (en) | 2019-01-14 |
Family
ID=46137953
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| KR1020110061090A Expired - Fee Related KR101938391B1 (en) | 2010-10-07 | 2011-06-23 | Apparatus and method for transmitting and receiving, for visible light communication |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| KR (1) | KR101938391B1 (en) |
Cited By (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN103327317A (en) * | 2012-03-20 | 2013-09-25 | 财团法人工业技术研究院 | Optical communication transmission and reception device and method, and optical communication system and method |
| KR101422110B1 (en) * | 2012-11-29 | 2014-07-22 | 서울과학기술대학교 산학협력단 | The apparatus of digital signage with seamless display a emotion contents |
| KR101501600B1 (en) * | 2014-01-17 | 2015-03-19 | 서울과학기술대학교 산학협력단 | The apparatus and method of visible light communication coupled with led lamp |
| US9450671B2 (en) | 2012-03-20 | 2016-09-20 | Industrial Technology Research Institute | Transmitting and receiving apparatus and method for light communication, and the light communication system thereof |
| WO2019235870A1 (en) * | 2018-06-08 | 2019-12-12 | 숭실대학교산학협력단 | Optical signal transmission device and optical signal communication device |
| KR20190139748A (en) * | 2018-06-08 | 2019-12-18 | 숭실대학교산학협력단 | Optical signal transmitter and apparatus of optical signal communication |
Family Cites Families (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2006303663A (en) * | 2005-04-18 | 2006-11-02 | Nec Electronics Corp | Optically coupled insulation circuit |
| US7570246B2 (en) * | 2005-08-01 | 2009-08-04 | Avago Technologies Ecbu Ip (Singapore) Pte. Ltd. | Method and apparatus for communication using pulse-width-modulated visible light |
-
2011
- 2011-06-23 KR KR1020110061090A patent/KR101938391B1/en not_active Expired - Fee Related
Cited By (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN103327317A (en) * | 2012-03-20 | 2013-09-25 | 财团法人工业技术研究院 | Optical communication transmission and reception device and method, and optical communication system and method |
| US9450671B2 (en) | 2012-03-20 | 2016-09-20 | Industrial Technology Research Institute | Transmitting and receiving apparatus and method for light communication, and the light communication system thereof |
| KR101422110B1 (en) * | 2012-11-29 | 2014-07-22 | 서울과학기술대학교 산학협력단 | The apparatus of digital signage with seamless display a emotion contents |
| KR101501600B1 (en) * | 2014-01-17 | 2015-03-19 | 서울과학기술대학교 산학협력단 | The apparatus and method of visible light communication coupled with led lamp |
| WO2019235870A1 (en) * | 2018-06-08 | 2019-12-12 | 숭실대학교산학협력단 | Optical signal transmission device and optical signal communication device |
| KR20190139748A (en) * | 2018-06-08 | 2019-12-18 | 숭실대학교산학협력단 | Optical signal transmitter and apparatus of optical signal communication |
| KR20200075802A (en) * | 2018-06-08 | 2020-06-26 | 숭실대학교산학협력단 | Optical signal transmitter and apparatus of optical signal communication |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| KR101938391B1 (en) | 2019-01-14 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US8666259B2 (en) | Data transmitting and receiving apparatus and method for visible light communication | |
| US8634725B2 (en) | Method and apparatus for transmitting data using visible light communication | |
| Lee et al. | Modulation and coding for dimmable visible light communication | |
| EP2974079B1 (en) | A communication system, lighting system and method of transmitting information | |
| KR101181494B1 (en) | Transmitter of wireless light communication system using light source | |
| KR101938391B1 (en) | Apparatus and method for transmitting and receiving, for visible light communication | |
| US9548815B2 (en) | Apparatus for visible light communications in accordance with UFSOOK and FSK dimming | |
| US8630549B2 (en) | Visible light communication apparatus and visible light communciation method | |
| EP2837113B1 (en) | Method and device for visible light communication | |
| JP5583999B2 (en) | Visible light communication transmitter and visible light communication system | |
| EP3014798B1 (en) | An optical orthogonal frequency division multiplexing (o-ofdm) system with pulse-width modulation (pwm) dimming | |
| Dahri et al. | A review of modulation schemes for visible light communication | |
| US20100316389A1 (en) | Method for non-flutter transmission of digital data in a free-space optical transmission system | |
| Roberts et al. | IEEE 802.15. 7 physical layer summary | |
| CN103986516A (en) | A visible light communication system and method | |
| Hussain et al. | Software defined VLC system: Implementation and performance evaluation | |
| KR101381603B1 (en) | Visible light wireless communication method minimizing the brightness reduction of light source and enabling the dimming control of light source, and apparatus therefor | |
| Choi et al. | Visible light communications with color and dimming control by employing VPPM coding | |
| KR20120106807A (en) | Method and device for optical transmission of data | |
| KR101352404B1 (en) | Visible light communication device and method for controlling the same | |
| JP2018511915A (en) | Flicker reduction in coded light | |
| Choi et al. | Visible light communication with color and brightness control of RGB LEDs | |
| Xu et al. | Block Markov superposition transmission of short codes for indoor visible light communications | |
| JP6482682B2 (en) | Optical signal generator, optical signal receiver, and optical communication system | |
| JP5108948B2 (en) | Data transmission by light-emitting diode space illumination |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| PA0109 | Patent application |
St.27 status event code: A-0-1-A10-A12-nap-PA0109 |
|
| PG1501 | Laying open of application |
St.27 status event code: A-1-1-Q10-Q12-nap-PG1501 |
|
| PN2301 | Change of applicant |
St.27 status event code: A-3-3-R10-R13-asn-PN2301 St.27 status event code: A-3-3-R10-R11-asn-PN2301 |
|
| P22-X000 | Classification modified |
St.27 status event code: A-2-2-P10-P22-nap-X000 |
|
| A201 | Request for examination | ||
| PA0201 | Request for examination |
St.27 status event code: A-1-2-D10-D11-exm-PA0201 |
|
| E902 | Notification of reason for refusal | ||
| PE0902 | Notice of grounds for rejection |
St.27 status event code: A-1-2-D10-D21-exm-PE0902 |
|
| E13-X000 | Pre-grant limitation requested |
St.27 status event code: A-2-3-E10-E13-lim-X000 |
|
| P11-X000 | Amendment of application requested |
St.27 status event code: A-2-2-P10-P11-nap-X000 |
|
| P13-X000 | Application amended |
St.27 status event code: A-2-2-P10-P13-nap-X000 |
|
| E902 | Notification of reason for refusal | ||
| PE0902 | Notice of grounds for rejection |
St.27 status event code: A-1-2-D10-D21-exm-PE0902 |
|
| P11-X000 | Amendment of application requested |
St.27 status event code: A-2-2-P10-P11-nap-X000 |
|
| P13-X000 | Application amended |
St.27 status event code: A-2-2-P10-P13-nap-X000 |
|
| E701 | Decision to grant or registration of patent right | ||
| PE0701 | Decision of registration |
St.27 status event code: A-1-2-D10-D22-exm-PE0701 |
|
| GRNT | Written decision to grant | ||
| PR0701 | Registration of establishment |
St.27 status event code: A-2-4-F10-F11-exm-PR0701 |
|
| PR1002 | Payment of registration fee |
St.27 status event code: A-2-2-U10-U11-oth-PR1002 Fee payment year number: 1 |
|
| PG1601 | Publication of registration |
St.27 status event code: A-4-4-Q10-Q13-nap-PG1601 |
|
| PC1903 | Unpaid annual fee |
St.27 status event code: A-4-4-U10-U13-oth-PC1903 Not in force date: 20220109 Payment event data comment text: Termination Category : DEFAULT_OF_REGISTRATION_FEE |
|
| PC1903 | Unpaid annual fee |
St.27 status event code: N-4-6-H10-H13-oth-PC1903 Ip right cessation event data comment text: Termination Category : DEFAULT_OF_REGISTRATION_FEE Not in force date: 20220109 |