JP2010130603A - Visible light communication dedicated modem - Google Patents

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JP2010130603A JP2008305904A JP2008305904A JP2010130603A JP 2010130603 A JP2010130603 A JP 2010130603A JP 2008305904 A JP2008305904 A JP 2008305904A JP 2008305904 A JP2008305904 A JP 2008305904A JP 2010130603 A JP2010130603 A JP 2010130603A
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Daisuke Sumizawa
大介 住澤
Nobuhito Hiraki
暢人 平木
Shigeru Yamazaki
繁 山崎
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I Scream Systems
I SCREAM SYSTEMS KK
Scream Systems Kk I
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I Scream Systems
I SCREAM SYSTEMS KK
Scream Systems Kk I
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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a visible light communication dedicated modem for realizing a system immune to a multipath and suitable for multiplexing, a structure of a visible light receiving section that considerably affects communication performance and a communication system, that does not limit a communication element of a communication protocol, while making a wide band of visible light effectively available. <P>SOLUTION: An OFDM modulation system and a reflection type receiver are adopted for a visible light communication dedicated modem to perform Internet communication, voice communication, video communication and various protocol-enabled 1-to-1, 1-to-n and n-to-n visible light communication. <P>COPYRIGHT: (C)2010,JPO&INPIT

Description

本発明は、移動体通信を含む有線通信及び無線通信を可能にする可視光通信専用モデムに関する。 The present invention relates to a modem dedicated to visible light communication that enables wired communication including mobile communication and wireless communication.

可視光通信は、光の点滅や、光の周波数の変調を利用して、光に情報を乗せる通信方法である。送信装置として身近な照明器具に変調装置を追加するだけで通信機器に使えるという利便性に着目し、関連機器の研究や利用方法が模索されてきた。 Visible light communication is a communication method in which information is put on light by using blinking of light or modulation of the frequency of light. Focusing on the convenience of using a communication device simply by adding a modulation device to a familiar lighting fixture as a transmission device, research and usage methods of related devices have been sought.

変調方式として、サブキャリア反転パルス位相変調を利用すると光の点滅に人は気付かなくなる。また、発光素子及び受光素子として、近年、急速に普及しつつあるLED等を使用すると、光対電気間で高速に信号を変換できるようになり可視光通信が可能になった。 When subcarrier inversion pulse phase modulation is used as a modulation method, a person does not notice flashing light. In addition, when an LED or the like that has been rapidly spreading in recent years is used as a light emitting element and a light receiving element, a signal can be converted at high speed between light and electricity, and visible light communication becomes possible.

可視光域は人間に安全であり、至る所に設置されている照明器具を利用してワイアレス通信環境が実現でき、また、電波法の規制を受けないため、広帯域の周波数を自由に使用できるというメリットが享受できる。 Visible light range is safe for humans, wireless communication environment can be realized by using lighting equipment installed everywhere, and because it is not regulated by the Radio Law, it can be used freely in a wide frequency range Benefits can be enjoyed.

前述のように可視光通信は、照明器具を利用する通信とする提案が多く見受けられるが、可視光通信の広大な帯域利用性は、将来の人類にとって、もっと幅広い利用価値を有するものであり、照明機器の2次的利用に限定されるものではない。 As described above, there are many proposals for visible light communication using communication using lighting equipment, but the vast bandwidth utilization of visible light communication has a wider range of utility values for future humanity. It is not limited to secondary use of lighting equipment.

更に、可視光は、第3の通信手段としての将来性が見込まれており、データ通信のみならず、音声、画像、動画の通信にも利用される可能性大である。 Furthermore, visible light is expected to have a future potential as a third communication means, and is highly likely to be used not only for data communication but also for voice, image, and video communication.

一方、可視光通信は光が届く範囲が限られ、距離が離れたり、遮断物の存在があれば中断が発生したり、高速化が困難になる欠点がある。その為、中断の無い通信を行うための中継技術が必須であり、特に可視光通信専用モデムの提供は不可欠である。 On the other hand, visible light communication has a limited range in which light can reach, and there is a drawback that the distance is increased, interruption occurs if there is an obstruction, and speeding up becomes difficult. Therefore, relay technology for performing uninterrupted communication is indispensable, and in particular, provision of a modem dedicated to visible light communication is indispensable.

また、可視光を利用した通信方法は、当初、LED等の光源の点滅によるパルス変調から始まった(特許文献1)。その後、変調方式は、伝送効率を高めるため、多値の振幅偏移変調を直交位相変調するQAM等が採用され、主流となっている。
特開2008−283446号公報 特願2008−185449号 特開2006−253528号公報 特開2006−135123号公報 特開2003−303977号公報
In addition, a communication method using visible light originally started with pulse modulation by blinking of a light source such as an LED (Patent Document 1). Thereafter, in order to increase transmission efficiency, QAM or the like that performs quadrature phase modulation of multi-value amplitude shift keying is adopted as a modulation method, and has become mainstream.
JP 2008-283446 A Japanese Patent Application No. 2008-185449 JP 2006-253528 A JP 2006-135123 A JP 2003-303977 A

しかしながら、QAM変調方式はベースバンド方式に限定されており、実装する仕組みが単純であるが、同時に複数の通信を行うことができず、遠距離通信に不向きであり、また、雑音に弱いという欠点がある。 However, the QAM modulation method is limited to the baseband method, and the implementation mechanism is simple. However, the QAM modulation method is not suitable for long-distance communication because it cannot perform a plurality of communications at the same time, and is vulnerable to noise. There is.

このため、他の通信方式やメディアを相互乗り入れできる変調方式を採用する必要がある。この変調方式は、可視光の広大な帯域を有効利用ができ、発生するマルチパスに強く、多重化に向いた方式が望まれる。 For this reason, it is necessary to adopt a modulation method that allows other communication methods and media to be carried in each other. As this modulation method, a wide band of visible light can be effectively used, a method that is strong against multipath generated and suitable for multiplexing is desired.

可視光通信専用モデムの送信発光部には電気的に制御ができる高輝度LEDの使用が公知となっている。しかし、当モデムの性能を決める受信受光部については、フォトディテクタが使用されているが、特に感度が要求されるため、効率のよい受光構造が要求される。
また、可視光は生活に密着するものであるから、ユビキタスプラットフォームを構成するキャリアとなりえるものであり、可視光通信専用モデムを介して、周辺機器をワイアレスに接続する方式が望まれる。
It is known to use a high-intensity LED that can be electrically controlled for the transmission light emitting part of a modem dedicated to visible light communication. However, a photodetector is used for the receiving light receiving unit that determines the performance of the modem. However, since sensitivity is particularly required, an efficient light receiving structure is required.
In addition, since visible light is closely related to daily life, it can be a carrier constituting a ubiquitous platform, and a method for wirelessly connecting peripheral devices via a visible light communication dedicated modem is desired.

上記課題を解決するために、本発明は以下の特徴を有する。 In order to solve the above problems, the present invention has the following features.

発明者等は、先に可視光通信において中断の無い中継方式及び中継通信装置(特許文献2)を提案した。本発明である可視光通信専用モデムは、その中継方式とデータカプセル化による送受信方式に基づき通信する。 The inventors previously proposed a relay method and a relay communication device (Patent Document 2) without interruption in visible light communication. The modem dedicated to visible light communication according to the present invention communicates based on the relay method and the transmission / reception method by data encapsulation.

また、送信発光部は、効率の良い反射型発光ダイオードユニットで形成されており(特許文献3,4)、受信受光部は、同じユニット内に受光ダイオードを発光ダイオードと併設する。従って、反射型受発光ユニットとして一体化する。反射型受光ダイオードの併設については、複数ダイオードを併設する構造が特許文献5に説明されており、その発展形となる。発光と受光の分離は、変調方式により解決可能である。 In addition, the transmission light emitting unit is formed of an efficient reflection type light emitting diode unit (Patent Documents 3 and 4), and the reception light receiving unit includes a light receiving diode and a light emitting diode in the same unit. Therefore, it is integrated as a reflection type light emitting / receiving unit. With regard to the side-by-side reflection type light-receiving diode, Patent Document 5 describes a structure in which a plurality of diodes are provided side by side. Separation of light emission and light reception can be solved by a modulation method.

また、この受発光ダイオードは発光素子の発光面側とその素子が発する光を直接反射面で受けるように対向した構造で配置され、受光素子は発光素子と並列に配置し、同様に光を直接反射面から受けることができるものである。発光素子も受光素子も複数個を直並列に接続できる構造であることが、特許文献3,4に記載されている。 In addition, this light emitting / receiving diode is arranged in a structure facing the light emitting surface side of the light emitting element so that the light emitted by the element is directly received by the reflecting surface, and the light receiving element is arranged in parallel with the light emitting element, and the light is directly transmitted in the same manner. It can be received from the reflective surface. Patent Documents 3 and 4 describe that a plurality of light emitting elements and light receiving elements can be connected in series and parallel.

変調方式は、OFDM(直交周波数分割多重方式)を採用する。OFDMは位相が隣り合う搬送波間で直交するように搬送波の帯域を一部重ね合わせた多重化方式である。多数の搬送波であるサブキャリアは他のサブキャリアを干渉しないので、マルチパスに強く、かつ、帯域を非常に有効に利用できる利点がある。これらのサブキャリアを利用して、両方向送受信、n対nの通信、多用なメディアやデータの送受信が一度に行える。 The modulation method employs OFDM (Orthogonal Frequency Division Multiplexing). OFDM is a multiplexing scheme in which a part of carrier bands are overlapped so that phases are orthogonal between adjacent carriers. Subcarriers, which are a large number of carriers, do not interfere with other subcarriers, and thus have an advantage of being strong against multipath and being able to use the band very effectively. By using these subcarriers, bidirectional transmission / reception, n-to-n communication, and transmission / reception of various media and data can be performed at once.

従って、本発明である可視光通信専用モデムは、無線又は有線による通信中継機能を有するモデムにおいて、発光部及び受光部が一体化した反射型受発光装置とOFDM変調方式による可視光通信制御装置を備えたことを特徴とする。 Therefore, the modem dedicated to visible light communication according to the present invention is a modem having a wireless or wired communication relay function, and includes a reflection type light emitting / receiving device in which a light emitting unit and a light receiving unit are integrated, and a visible light communication control device using an OFDM modulation method. It is characterized by having.

また、本発明である可視光通信専用モデムの反射型受発光装置は、少なくとも1個の発光素子と少なくとも1個の受光素子が、直接反射面で受けるように対向して配置された構造を持つことを特徴とする。 In addition, the reflection type light emitting / receiving device of the modem dedicated to visible light communication according to the present invention has a structure in which at least one light emitting element and at least one light receiving element are arranged to face each other so as to be directly received by a reflection surface. It is characterized by that.

可視光通信専用モデム、現在存在するネットワークから受信したデータ等を可視光通信プロトコルに準拠したカプセル化を施し、可視光通信可能な装置類に中継する。同様に可視光通信可能な装置類から送信されたデータ類を受取り、
カプセルを除去して、可視光通信ではない外部のネットワークに送信する。
Visible light communication modem, data received from existing network, etc. are encapsulated in accordance with visible light communication protocol and relayed to devices capable of visible light communication. Similarly, it receives data transmitted from devices capable of visible light communication,
The capsule is removed and transmitted to an external network that is not visible light communication.

可視光通信可能な装置類の間で、可視光が到達できる環境においては、可視光通信のみで通信が可能である。また、障害物や遠距離のために、可視光が到達できない場合には、中継を繰り返して通信が可能になる。このように、中継機能が、n対n、1対nの通信を実現する。 In an environment where visible light can reach between devices capable of visible light communication, communication is possible only by visible light communication. Further, when visible light cannot reach due to an obstacle or a long distance, communication is possible by repeating relaying. Thus, the relay function realizes n-to-n and 1-to-n communication.

PCとプリンタのようなケーブル接続されているシステムや、本来別々に存在する家庭電化製品を遠隔操作による管理する場合には、ワイアレスの可視光通信の採用が有利である。 Adopting wireless visible light communication is advantageous when managing a system connected to a cable such as a PC and a printer, or home appliances that originally exist separately by remote control.

更に、本来一体化している装置の部分を分離し、本体と部品の間で可視光通信を行えば、利便性が高まる。可視光は、非常に狭い距離間のワイアレス接続が可能であり、ユビキタス性に富んだ通信方式である。極端な場合にはナノの領域での通信も、テラヘルツ級の周波数により可能である。このように中継機能が、1対1又は1対nの通信を実現する。 Furthermore, convenience can be improved by separating the part of the device that is originally integrated and performing visible light communication between the main body and the parts. Visible light is a ubiquitous communication system that allows wireless connection over a very short distance. In extreme cases, communication in the nano range is also possible with terahertz-class frequencies. In this way, the relay function realizes one-to-one or one-to-n communication.

従って、本発明である可視光通信専用モデムの可視光通信制御装置は、無線通信又は有線通信による可視光を利用しないネットワークとの情報送受信において、情報をカプセル化し、定められた可視光通信プロトコルに従い、可視光通信ネットワーク内の拠点と通信を可能にすることを特徴とする。 Therefore, the visible light communication control device of the modem dedicated to visible light communication according to the present invention encapsulates information in information transmission / reception with a network that does not use visible light by wireless communication or wired communication, and follows a predetermined visible light communication protocol. It is characterized by enabling communication with a base in a visible light communication network.

また、本発明である可視光通信専用モデムは、一定の可視光帯域を定めることにより、少なくとも一つの通信相手を限定できる特徴を有する。 Further, the modem dedicated to visible light communication according to the present invention has a feature that at least one communication partner can be limited by defining a certain visible light band.

また、本発明である可視光通信専用モデムの可視光通信制御装置は、一定の可視光帯域を定めることにより、用途目的別に通信を限定できる特徴を有する。 In addition, the visible light communication control device of the modem dedicated to visible light communication according to the present invention has a feature that communication can be limited for each purpose of use by defining a certain visible light band.

本発明によれば、可視光通信にOFDM変調方式を採用することにより、可視光の広大な帯域を有効利用ができる効果を奏する。更に、他の通信方式やメディアを相互乗り入れでき、双方向に1対n、n対nの多重化通信を可能にする効果を奏する。更に、マルチパスに強く、雑音環境にも最適制御ができる効果を奏する。 ADVANTAGE OF THE INVENTION According to this invention, there exists an effect which can utilize effectively a vast band of visible light by employ | adopting an OFDM modulation system for visible light communication. Further, other communication methods and media can be carried in each other, and there is an effect of enabling 1 to n and n to n multiplexed communication in both directions. In addition, it is strong against multipath and has the effect of being able to perform optimal control even in a noisy environment.

また、可視光の送受信には、受光と発光のダイオードを一体化した反射型受発光器により、効率よく、コンパクトな装置にできる効果を奏する。 In addition, in the transmission and reception of visible light, there is an effect that the reflection type light emitting and receiving device in which the light receiving and light emitting diodes are integrated can be efficiently made into a compact device.

また、可視光の周波数を利用して、極端に狭い距離間での通信を可能にする効果を奏する。更に、交信周波数帯域を定め、交信相手を限定できる効果を奏する。更に、交信周波数帯域を定め、用途目的を限定できる効果を奏する。 In addition, there is an effect that enables communication between extremely narrow distances using the frequency of visible light. Furthermore, there is an effect that the communication frequency band can be determined and the communication partner can be limited. Furthermore, there is an effect that the communication frequency band can be determined and the purpose of use can be limited.

この効果は、生活に密着した可視光を利用して、ユビキタスプラットフォームを構成するキャリアとなる効果を加え、例えば、接続装置類をワイアレスに接続できる効果に繋がる。 This effect adds the effect of becoming a carrier that constitutes a ubiquitous platform using visible light that is in close contact with daily life, for example, leading to the effect of wirelessly connecting connection devices.

図1は、本発明である可視光通信専用モデムの構成を示す図である。可視光通信専用モデムは可視光通信機能のみの構成や、無線通信機能又は有線通信機能が付加された構成など、その構成は自由である。また、可視光通信専用モデムが本体機器に付属する場合や、独立した中継装置となる場合もある。このため、本図は、中核となる可視光通信機能部分を示し、その他の部分は図示していない。 FIG. 1 is a diagram showing a configuration of a modem dedicated to visible light communication according to the present invention. The visible light communication-dedicated modem can be freely configured such as a structure having only a visible light communication function or a structure having a wireless communication function or a wired communication function added thereto. In some cases, a dedicated modem for visible light communication is attached to the main device or an independent relay device. For this reason, this figure shows the core visible light communication function part, and other parts are not shown.

可視光通信制御装置100は、OFDM変調方式に基づき、通信を実行し、可視光プロトコルを制御する機能を受け持つ。送信は、電気信号の情報を可視光搬送波に乗せて反射型受発光装置101に受け渡す。受信は可視光搬送波を反射型受発光装置101から受け取り、電気信号に変換する。 The visible light communication control device 100 is responsible for executing communication and controlling the visible light protocol based on the OFDM modulation scheme. In transmission, information on an electric signal is carried on a visible light carrier wave and transferred to the reflective light emitting and receiving device 101. For reception, a visible light carrier wave is received from the reflective light emitting and receiving device 101 and converted into an electrical signal.

反射型受発光装置101は、発光素子105として高輝度LEDを、受光素子102としてフォトディテクタを採用し、両者を同一ユニット内に共存させ、反射鏡を介して効率よく受発光する構造を持たせた。本来は、マルチパスを避けるため、発光部と受光部は分離されて構成されるが、OFDM変調方式がマルチパスに強い特長があること、及び本発明が可視光通信に採用した情報カプセル内の情報パケットの宛先識別機能や周波数指定機能により、送信/受信を識別できることから、受発光一体化の構造が可能になった。 The reflection type light emitting / receiving device 101 employs a high-intensity LED as the light emitting element 105 and a photodetector as the light receiving element 102, and has both of them coexist in the same unit to efficiently receive and emit light through the reflecting mirror. . Originally, in order to avoid multipath, the light emitting unit and the light receiving unit are separated from each other. However, the OFDM modulation method has a strong feature in multipath, and the information capsule in the information capsule adopted by the present invention for visible light communication. Since the transmission / reception can be identified by the destination identification function and the frequency designation function of the information packet, a structure that integrates light reception and emission is possible.

この結果、受発光ユニットの小型化を視野に入れた設計が自由になり、移動端末、携帯電話、公共通信機材、放送通信機器、音声通信機器、情報通信機器の小型化にもつながる。有線ケーブル網や無線ネットワーク網への普及も促進され、且つ、将来のユビキタスネットワークの足かけとして期待がもてる。 As a result, the design with a view to miniaturization of the light emitting / receiving unit becomes free, leading to miniaturization of mobile terminals, mobile phones, public communication equipment, broadcast communication equipment, voice communication equipment, and information communication equipment. The spread to wired cable networks and wireless network networks is also promoted, and it can be expected as a foothold for future ubiquitous networks.

受信では、増幅部103は、可視光のOFDM信号を受け取り、信号の強度を高めることや、タイミング調整、キャリアの周波数同期等を行い、OFDM復調部104に受け渡す。OFDM復調部104は直列並列変換した信号をフーリエ変換しサブキャリアを取り出し、サブキャリア毎に信号を復調し、並列直列変換して受信データを統合して可視光通信インターフェイス108へ渡す。 In reception, the amplifying unit 103 receives a visible light OFDM signal, increases the signal strength, performs timing adjustment, carrier frequency synchronization, and the like, and passes the signal to the OFDM demodulating unit 104. The OFDM demodulator 104 performs Fourier transform on the serial-parallel converted signal to extract subcarriers, demodulates the signal for each subcarrier, performs parallel-serial conversion, integrates received data, and passes the data to the visible light communication interface 108.

送信では、可視光通信インターフェイス108から送信データがOFDM変調部107へ送られる。OFDM変調部107は、直列並列変換を行い、送信データをサブキャリアに分割する。次いで、逆フーリエ変換を行い、サブキャリアをマルチキャリア信号に変える。これを並列直列変換し、OFDM信号をLED駆動部106に渡す。LED駆動部106は、電気信号を可視光搬送波に変換し、反射型受発光装置101に送る。 In transmission, transmission data is transmitted from the visible light communication interface 108 to the OFDM modulation unit 107. The OFDM modulation unit 107 performs serial / parallel conversion and divides transmission data into subcarriers. Next, inverse Fourier transform is performed to change the subcarrier into a multicarrier signal. This is converted from parallel to serial and the OFDM signal is passed to the LED driver 106. The LED driving unit 106 converts an electric signal into a visible light carrier wave and sends the visible light carrier wave to the reflective light emitting and receiving device 101.

通信制御部109は、可視光通信プロトコルの実行や周波数選択等を行う。また、カプセル化されて受信したデータのカプセルを外し、通信上の解析を行ったり、本体機器から送られた又は中継した送信データをカプセル化して送出するなど、可視光通信全般の制御を行う。 The communication control unit 109 performs visible light communication protocol, frequency selection, and the like. Also, the control of the visible light communication in general is performed such that the encapsulated data is decapsulated and communication analysis is performed, and transmission data transmitted from the main device or relayed is encapsulated and transmitted.

図2は、本発明の可視光通信専用モデムの構成部品である反射型受発光装置101の構造を示す図である。 FIG. 2 is a diagram showing the structure of the reflective light emitting / receiving device 101 which is a component of the modem dedicated to visible light communication according to the present invention.

リード線フレームa、bは発光素子105a、bや、受光素子102a、bを凹面反射板201の反射効果のある位置に据え付ける。受光素子接続金線202及び発光素子接続金線203は素子間又は対向リード線フレームまで導電するものである。素子は通常では、1個であるが、複数個を並列又は直列性に繋ぎ、反射型に構造化したため、非常に強力な集光効果を現出している。このダイオードを透明エポキシ樹脂もしくは透明シリコン樹脂207で固めた構造が反射型受発光装置101である。 The lead wire frames a and b mount the light emitting elements 105 a and b and the light receiving elements 102 a and b at positions where the concave reflecting plate 201 has a reflection effect. The light receiving element connecting gold wire 202 and the light emitting element connecting gold wire 203 are conductive between the elements or up to the opposing lead wire frame. Usually, the number of elements is one, but since a plurality of elements are connected in parallel or in series and structured in a reflective type, a very powerful light collecting effect is exhibited. The reflection type light emitting / receiving device 101 has a structure in which this diode is fixed with a transparent epoxy resin or a transparent silicon resin 207.

図3は、本発明の可視光通信専用モデムを装着した、画面分離型携帯電話の利用形態を示す図である。画面分離型携帯電話により、可視光通信専用モデムの最良の形態を説明できるが、同時に、本発明の効果的な利用形態も本図に記載しており、以下、様々な機能を説明する。 FIG. 3 is a diagram showing a usage form of a screen-separated mobile phone equipped with a modem dedicated to visible light communication according to the present invention. The best mode of a modem dedicated to visible light communication can be explained by a screen-separated type mobile phone, but at the same time, an effective usage mode of the present invention is also described in this figure, and various functions will be explained below.

通常の携帯電話は、携帯本体に画面は折りたたまれ、コンパクトになっている。画面を見る場合には、携帯本体が画面と接続されているので、画面を広げたり、裏表画面を回転させて見ることになる。光を使った通信は光を自由に使えるので、可視光通信モデム機能があるならば、簡単に通信ができる。この自由さを利用し、携帯本体と画面をワイアレスで分離して利用する形態を想定してみた。 A normal mobile phone is compact because the screen is folded on the mobile phone. When viewing the screen, the mobile phone is connected to the screen, so the screen is expanded or the front and back screens are rotated. Since communication using light can freely use light, if there is a visible light communication modem function, communication is easy. Using this freedom, we assumed a mode in which the mobile phone and the screen were separated and used wirelessly.

携帯電話本体301は、通常、分離型携帯画面302と接合部303で繋がっている。画面を見ながら電話したり、携帯を移動端末として利用する場合には、画面と本体は分離していた方が都合がよい。分離型携帯画面302は左右両開きになり画面も拡大する。携帯電話本体301と分離型携帯画面302との間の信号授受、情報授受は、携帯本体受発光装置304と画面受発光装置305を介して、可視光通信で行う。この携帯本体/画面間1対1可視光通信340は通信相手が1つに固定される。同様のケースがサーバ310とプリンタ311の間のサーバ/プリンタ間1対1可視光通信341である。サーバ受発光装置312とプリンタ受発光装置313を介して、可視光通信で行う。 The mobile phone main body 301 is usually connected to the separation-type mobile screen 302 by a joint portion 303. When calling while watching the screen or using a mobile phone as a mobile terminal, it is convenient to separate the screen and the main body. The separation-type mobile screen 302 is opened to the left and right to enlarge the screen. Signal exchange and information exchange between the mobile phone main body 301 and the separation-type mobile screen 302 are performed by visible light communication via the mobile main body light emitting / receiving device 304 and the screen light emitting / receiving device 305. In this portable main body / screen one-to-one visible light communication 340, one communication partner is fixed. A similar case is the server-to-printer one-to-one visible light communication 341 between the server 310 and the printer 311. Visible light communication is performed via the server light emitting / receiving device 312 and the printer light emitting / receiving device 313.

携帯電話網は無線通信である。携帯電話本体301も当然、携帯電話網を介して、無線で相手と会話できる。携帯間n対n無線通信363である。また、インターネット332にも接続できなくてはならない。これが携帯/インターネット間1対n無線通信351である。 The cellular phone network is wireless communication. Of course, the mobile phone body 301 can also communicate with the other party wirelessly via the mobile phone network. This is n-to-n wireless communication 363 between mobiles. Also, it must be able to connect to the Internet 332. This is the one-to-n wireless communication 351 between the mobile phone and the Internet.

グループローカル可視光通信網330は、可視光通信による限定交信者間の通信網である。勿論、外部ネットワークを介して、当ネットワークに入ることも可能である。可視光通信専用モデム付き携帯電話322は、直接可視光が届かない場所から交信している。この場合は、可視光通信中継装置321が中継して、グループローカル可視光通信網330に入る。同じように、他のグループローカル可視光通信網や無線による外部ネットワークからの交信も可視光通信中継装置により可能である。可視光通信中継装置はキャリア変換等を実行して交信を可能にする。従って、メディア、通信プロトコル、通信方式の相違に関わらず、通信ができるのである。可視光通信専用モデム付き携帯電話322は中継装置経由携帯間n対n可視光通信362で携帯本体301と交信し、可視光通信中継装置321と携帯本体301は、携帯/中継装置間n対n可視光通信361を行っている。また、可視光通信専用モデム付き携帯電話320は、携帯本体301とは、携帯間n対n可視光通信360、サーバ310とは、サーバ/携帯間1対n可視光通信を行っている。 The group local visible light communication network 330 is a communication network between limited communicators by visible light communication. Of course, it is also possible to enter this network via an external network. The cellular phone 322 with a modem dedicated to visible light communication communicates from a place where visible light does not reach directly. In this case, the visible light communication relay device 321 relays and enters the group local visible light communication network 330. Similarly, communication from other group local visible light communication networks and external networks by radio is also possible by the visible light communication relay device. The visible light communication relay device performs carrier conversion or the like to enable communication. Therefore, communication is possible regardless of differences in media, communication protocol, and communication method. The mobile phone 322 with a dedicated modem for visible light communication communicates with the portable main body 301 by the n-to-n visible light communication 362 via the relay device. The visible light communication relay device 321 and the portable main body 301 communicate with each other between the portable / relay devices n: n. Visible light communication 361 is performed. In addition, the mobile phone 320 with a modem dedicated to visible light communication performs mobile-to-mobile n-to-n visible light communication 360 and the server 310 performs server-to-mobile 1-to-n visible light communication.

携帯本体/画面1対1可視光通信340やサーバ/プリンタ間1対1可視光通信341は、周波数帯域を特定して、固定の相手のみの交信をするケースである。なお、可視光通信プロトコルは、カプセル化されたパケットフレームの構成があり、ヘッダーのグループ情報により、相手固定も可能な機能を有する。どちらを選択してもよい。また、グループローカル可視光通信網330も同様に周波数帯域固定やヘッダー情報の利用でも通信相手の限定が可能である。 The portable main body / screen one-to-one visible light communication 340 and the server / printer one-to-one visible light communication 341 are cases where a frequency band is specified and only a fixed partner communicates. The visible light communication protocol has a structure of an encapsulated packet frame, and has a function capable of fixing the other party by group information in the header. Either may be selected. Similarly, the group local visible light communication network 330 can also limit communication partners by fixing the frequency band or using header information.

可視光通信の広域性やOFDMの多重性を活用し、周波数帯域を用途目的に合わせて利用する方法を本発明では採用している。例えば、通信用帯域近傍に検波帯域を割り当て、検波帯域では、一定のサンプリング用搬送波等を送出させ、その歪みによる、利用している周波数を回避・変更したり、歪みを週搬送波の歪みを予め是正することに利用する方法がある。アプリケーションでは、ノードに対する一斉要求や、不適切利用ノードの監視に使用することが上げられる。 The present invention employs a method of utilizing the wide band of visible light communication and the multiplexing of OFDM and utilizing the frequency band according to the purpose of use. For example, a detection band is allocated near the communication band, and in the detection band, a fixed sampling carrier wave is transmitted, and the frequency used is avoided or changed by the distortion, or the distortion of the weekly carrier wave is set in advance. There are methods that can be used to correct. Applications can be used for simultaneous requests to nodes and for monitoring inappropriately used nodes.

また、約400〜800テラヘルツという可視光周波数から、波長が約800〜400ナノメートルが換算でき、1シンボルの通信距離以上であれば、理論上通信可能になるので、将来のマイクロマシンとの交信にも適用できる。
本発明における装置類のマイクロ化は、未将来の技術を待たねばならないが、発想として、最適であろう。
Also, from a visible light frequency of about 400 to 800 terahertz, a wavelength of about 800 to 400 nanometers can be converted, and if it is longer than one symbol of communication distance, communication is theoretically possible, so communication with future micromachines Is also applicable.
The microfabrication of the devices in the present invention must wait for a future technology, but it is optimal as an idea.

本発明である可視光通信専用モデムの構成を示す図である。It is a figure which shows the structure of the modem only for visible light communications which is this invention. 本発明の可視光通信専用モデムの構成部品である反射型受発光装置の構造を示す図である。It is a figure which shows the structure of the reflection type light receiving and emitting apparatus which is a component of the modem only for visible light communication of this invention. 本発明の可視光通信専用モデムを装着した、画面分離型携帯電話の利用形態を示す図である。It is a figure which shows the utilization form of a screen separation type | mold mobile phone equipped with the modem only for visible light communications of this invention.

符号の説明Explanation of symbols

100 可視光通信制御装置
101 反射型受発光装置
102 受光素子
103 増幅部
104 OFDM復調部
105 発光素子
106 LED駆動部
107 OFDM変調部
108 可視光通信インターフェイス
109 通信制御部
201 凹面反射板
202 受光素子接続金線
203 発光素子接続金線
206a リード線フレームa
206b リード線フレームb
207 透明エポキシ樹脂
301 携帯電話本体
302 分離型携帯画面
303 接合部
304 携帯本体受発光装置
305 画面受発光装置
310 サーバ
311 プリンタ
312 サーバ受発光装置
313 プリンタ受発光装置
320、322 可視光通信専用モデム付き携帯電話
321 可視光通信中継装置
330 グループローカル可視光通信網
331 携帯電話網
332 インターネット
340 携帯本体/画面間1対1可視光通信
341 サーバ/プリンタ間1対1可視光通信
350、352 サーバ/携帯間1対n可視光通信
351 携帯/インターネット間1対n無線通信
360 携帯間n対n可視光通信
361 携帯/中継装置間n対n可視光通信
362 中継装置経由携帯間n対n可視光通信
363 携帯間n対n無線通信
DESCRIPTION OF SYMBOLS 100 Visible light communication control apparatus 101 Reflection type light receiving and emitting apparatus 102 Light receiving element 103 Amplifying part 104 OFDM demodulation part 105 Light emitting element 106 LED drive part 107 OFDM modulation part 108 Visible light communication interface 109 Communication control part 201 Concave reflector 202 Light receiving element connection Gold wire 203 Light emitting element connection gold wire 206a Lead wire frame a
206b Lead wire frame b
207 Transparent Epoxy Resin 301 Mobile Phone Body 302 Separable Mobile Screen 303 Joint 304 Mobile Body Light Emitting Device 305 Screen Light Emitting Device 310 Server 311 Printer 312 Server Light Emitting Device 313 Printer Light Emitting Device 320, 322 With Modem for Visible Light Communication Mobile phone 321 Visible light communication relay device 330 Group local visible light communication network 331 Mobile phone network 332 Internet 340 One-to-one visible light communication between mobile unit / screen 341 One-to-one visible light communication between server / printer 350, 352 Server / mobile 1-to-n visible light communication between 351 mobile / Internet 1-to-n wireless communication 360 n-to-n visible light communication between mobiles 361 n-to-n visible light communication between mobile / relay devices 362 n-to-n visible light communication between mobiles via relay device 363 n-to-n wireless communication between mobile phones

Claims (5)

無線又は有線による通信中継機能を有するモデムにおいて、発光部及び受光部が一体化した反射型受発光装置とOFDM変調方式による可視光通信制御装置を備えたことを特徴とする可視光通信専用モデム。   A modem having a wireless or wired communication relay function, comprising a reflective light emitting / receiving device in which a light emitting portion and a light receiving portion are integrated, and a visible light communication control device using an OFDM modulation method. 前記反射型受発光装置は、少なくとも1個の発光素子と少なくとも1個の受光素子が、直接反射面で受けるように対向して配置された構造を持つことを特徴とする請求項1に記載の可視光通信専用モデム。 The reflection type light emitting and receiving device has a structure in which at least one light emitting element and at least one light receiving element are arranged to face each other so as to be directly received by a reflection surface. A modem dedicated to visible light communication. 前記可視光通信制御装置は、無線通信又は有線通信による可視光を利用しないネットワークとの情報送受信において、情報をカプセル化し、定められた可視光通信プロトコルに従い、可視光通信ネットワーク内の拠点と通信を可能にすることを特徴とする請求項1又は2に記載の可視光通信専用モデム。 The visible light communication control device encapsulates information in communication with a network that does not use visible light by wireless communication or wired communication, and communicates with a base in the visible light communication network according to a defined visible light communication protocol. The modem for exclusive use in visible light communication according to claim 1 or 2, characterized in that it is made possible. 前記可視光通信制御装置は、一定の可視光帯域を定めることにより、少なくとも一つの通信相手を限定できることを特徴とする請求項1乃至3のいずれか1項に記載の可視光通信専用モデム。 4. The visible light communication dedicated modem according to claim 1, wherein the visible light communication control device can limit at least one communication partner by determining a certain visible light band. 前記可視光通信制御装置は、一定の可視光帯域を定めることにより、用途目的別に通信を限定できる特徴を有する請求項1乃至4のいずれか1項に記載の可視光通信専用モデム。 5. The visible light communication dedicated modem according to claim 1, wherein the visible light communication control device is capable of limiting communication for each purpose of use by determining a certain visible light band. 6.
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