KR20120028781A

KR20120028781A - Apparatus and method for supporting mobility of mobile terminal performing visible light communication

Info

Publication number: KR20120028781A
Application number: KR1020100090812A
Authority: KR
Inventors: 손재승; 김도영; 원은태; 배태한; 구선기
Original assignee: 삼성전자주식회사
Priority date: 2010-09-15
Filing date: 2010-09-15
Publication date: 2012-03-23

Abstract

PURPOSE: A mobility support apparatus for supporting the mobility of a portable terminal which performs visual ray communication and method thereof are provided to reduce power consumption by using the necessary area of an LED(Light Emitting Diode) for the communication. CONSTITUTION: In case a portable terminal is located within a visible ray activation area, the portable terminal transmits and receives data with a visible ray communication unit(302, 305). When An uplink signal is received from the portable terminal according to data reception in the visible ray activation area, the visible ray communication apparatus determines the visible ray activation area around the reception point of the uplink signal(306, 310).

Description

Apparatus and method for supporting mobility of mobile terminal performing visible light communication {APPARATUS AND METHOD FOR SUPPORTING MOBILITY OF MOBILE TERMINAL PERFORMING VISIBLE LIGHT COMMUNICATION}

본 발명은 가시광 통신(Visible Light Communication:VLC) 시스템에 관한 것으로, 특히 가시광 통신 시스템에서 가시광 통신 장치와 가시광 통신을 수행하는 이동 단말기의 이동성을 지원하기 위한 장치 및 방법에 관한 것이다.The present invention relates to a visible light communication (VLC) system, and more particularly, to an apparatus and a method for supporting mobility of a mobile terminal performing visible light communication with a visible light communication device in a visible light communication system.

가시광 통신이란 눈에 보이는 전파를 이용하여 통신하는 것으로 가시광 파장 영역내의 빛을 이용한 무선 통신 기술이다. 이러한 가시광 통신은 무선 주파수를 기반으로 한 통신 방식을 대체할 수 있는 통신 방식으로, LED(Light Emitting Diode)의 확산과 더불어 최근 활발한 연구가 진행되고 있다. Visible light communication is a wireless communication technology that uses light in the visible wavelength range to communicate using visible radio waves. Such visible light communication is a communication method that can replace a communication method based on a radio frequency, and active research is being conducted in recent years with the spread of light emitting diodes (LEDs).

일반적인 가시광 통신 시스템은 도 1에서와 같이 색상과 조도의 제어가 가능한 적어도 하나의 LED(115) 또는 LD(laser Diode) 등으로 구성되어 조명의 역할과 동시에 통신 기능을 위해 억세스포인트(110)로부터 수신되는 데이터를 가시광을 사용하여 송수신하는 조명 램프(100)와, 가시광 통신 송수신기를 구비하여 그 조명 램프(100)와 데이터 송수신을 수행하는 이동 단말기(105)를 포함하여 구성된다. 억세스포인트(Access Point)(110)는 조명 램프(100)에 연결되어 그 조명 아래 있는 사용자에게 데이터 서비스를 제공한다. 이러한 조명 램프에서 사용하는 주파수 대역은 고속의 데이터 전송도 가능하다. 반면, 수신 입장에서의 이동 단말기(105)에서는 그 가시광을 PD(Photo Diode) 등을 이용하여 처리함으로써 가시광 통신이 이루어진다. A general visible light communication system is composed of at least one LED 115 or LD (laser diode) capable of controlling color and illuminance as shown in FIG. 1 and received from an access point 110 for a communication function at the same time as a lighting function. It comprises a lighting lamp 100 for transmitting and receiving data using visible light, and a mobile terminal 105 having a visible light communication transceiver to perform data transmission and reception with the lighting lamp 100. An access point 110 is connected to the lighting lamp 100 to provide a data service to a user under the lighting. The frequency band used in such lighting lamps also enables high-speed data transmission. On the other hand, the mobile terminal 105 at the reception position performs visible light communication by processing the visible light using a PD (Photo Diode) or the like.

종래의 가시광 통신 시스템에서는 도 1에서와 같이 물리적인 이동성(physical mobility)만을 고려한다. 구체적으로, 이동 단말기(105)는 하나의 조명 램프(100) 아래에서 가시광 통신을 수행하며, 그 조명 램프(100)가 커버하는 영역 내에서만 가시광 통신이 이루어진다.In the conventional visible light communication system, only physical mobility is considered as shown in FIG. 1. Specifically, the mobile terminal 105 performs visible light communication under one illumination lamp 100, and only visible light communication is performed within an area covered by the illumination lamp 100.

상기한 바와 같이 종래에는 조명 램프를 구성하는 전체 LED를 사용하여 조명뿐만 아니라 통신 기능을 제공하게 된다. 하지만 이는 저전력 소비라는 LED의 장점을 제대로 부각시키지 못하게 된다. 왜냐하면 이동 단말기가 존재하지 않아 가시광 통신용으로 사용되지 않는 구역의 LED에서도 통신 기능을 사용하여 데이터 전송을 하고자 함으로 인해 추가 소비 전력이 발생하기 때문이다.As described above, conventionally, all LEDs constituting the lighting lamp are used to provide communication as well as lighting. However, this does not highlight the advantages of LEDs, which are low power consumption. This is because additional power consumption is generated because the mobile terminal does not exist and the data is transmitted using the communication function even in the LED of the area that is not used for visible light communication.

이와 같이 기존의 가시광 통신 시스템에서는 이동 단말기의 이동성을 고려하지 않은 채 전체 광원에서 동일 데이터를 송신할 뿐이므로, 전력 측면에서도 불필요한 소모가 발생하게 된다. 이를 고려하여 효율적으로 이동 단말기의 이동성을 지원할 방법이 요구되는 실정이다.As such, in the existing visible light communication system, since the same data is transmitted from all light sources without considering the mobility of the mobile terminal, unnecessary consumption occurs in terms of power. In view of this, there is a need for a method for efficiently supporting mobility of a mobile terminal.

따라서 본 발명은 끊김없는 가시광 통신 서비스를 제공할 수 있도록 이동 단말기의 이동성을 효율적으로 지원하기 위한 장치 및 방법을 제공한다.Accordingly, the present invention provides an apparatus and method for efficiently supporting the mobility of a mobile terminal to provide a seamless visible light communication service.

상기한 바를 달성하기 위한 본 발명은, 가시광 통신 장치에서 상기 가시광 통신 장치와 가시광 통신을 수행하는 이동 단말기의 이동성을 지원하기 위한 방법에 있어서, 각각 미리 정해진 개수의 광원을 포함하는 복수 개의 섹터 중 적어도 하나의 섹터에 의해 조명되는 가시광 활성 영역 내의 이동 단말기와 가시광 통신에 따른 데이터를 주고 받는 과정과, 상기 가시광 활성 영역에서 이동 단말기로부터 데이터 수신에 따른 업링크 신호가 수신되는지를 판단하는 과정과, 상기 업링크 신호가 수신되지 않으면, 상기 가시광 활성 영역 이외의 섹터에서 업링크 신호가 수신되는지를 판단하는 과정과, 상기 판단 결과 상기 업링크 신호가 수신되면 상기 업링크 신호의 수신 지점을 중심으로 상기 가시광 활성 영역을 정하는 과정을 포함함을 특징으로 한다.According to an aspect of the present invention, a method for supporting mobility of a mobile terminal performing visible light communication with the visible light communication device in a visible light communication device includes at least one of a plurality of sectors each including a predetermined number of light sources. Exchanging data according to visible light communication with a mobile terminal in the visible light active area illuminated by one sector; determining whether an uplink signal according to data reception is received from the mobile terminal in the visible light active area; Determining that an uplink signal is received in a sector other than the visible light active region if the uplink signal is not received; and when the uplink signal is received as a result of the determination, the visible light centering on a reception point of the uplink signal Defining an active region.

또한 본 발명은, 가시광 통신을 수행하는 이동 단말기의 이동성을 지원하기 위한 장치에 있어서, 각 광원의 정보를 관리하며, 전체 광원 중에서 이동 단말기의 이동성을 지원하기 위해 활성화할 광원의 수를 결정하는 광원 관리부와, 상기 전체 광원 중 미리 정해진 개수의 광원에 가시광 통신 기능을 부여하는 광원 온/오프 제어부와, 상기 미리 정해진 개수의 광원에 의해 조명되는 가시광 활성 영역 내의 이동 단말기와 데이터를 주고 받는 도중에 데이터 수신에 따른 업링크 신호가 수신되는지를 판단하고, 상기 업링크 신호가 상기 가시광 활성 영역 이외에서 수신되면 상기 광원 관리부에 의해 상기 활성화할 섹터를 수정하는 제어부를 포함함을 특징으로 한다.In addition, the present invention, in the device for supporting the mobility of a mobile terminal performing visible light communication, the light source for managing the information of each light source, and determines the number of light sources to be activated to support the mobility of the mobile terminal of the total light source Receiving data while exchanging data with a management unit, a light source on / off control unit for providing a visible light communication function to a predetermined number of light sources among all the light sources, and a mobile terminal in the visible light active area illuminated by the predetermined number of light sources And a controller configured to determine whether an uplink signal according to the present invention is received, and correct the sector to be activated by the light source manager when the uplink signal is received outside the visible light active area.

본 발명에 따르면, 이동 단말기의 끊김 없는 지속적인 통신 서비스의 제공이 가능하며, 조명 램프를 구성하는 모든 LED를 통해 통신하는게 아니라 필요한 구역만 사용함으로써 기존에 비해서 전력 사용량도 줄일 수 있다.According to the present invention, it is possible to provide a continuous and continuous communication service of the mobile terminal, it is possible to reduce the power consumption compared to the existing by using only the necessary area, rather than communicating through all the LED constituting the lighting lamp.

도 1은 종래의 가시광 통신 시스템의 구성도,
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 가시광 통신 시스템의 구성도,
도 3은 본 발명의 실시예에 따라 섹터를 변경함으로써 이동 단말기의 이동성을 지원하기 위한 동작 흐름도,
도 4 내지 도 7은 본 발명의 실시예에 따라 이동 단말기의 이동에 따라 활성화되는 광원을 예시한 도면,
도 8은 본 발명의 실시예에 따라 셀 재설정 방식을 설명하기 위한 도면.1 is a block diagram of a conventional visible light communication system,
2 is a block diagram of a visible light communication system according to an embodiment of the present invention;
3 is an operation flowchart for supporting mobility of a mobile terminal by changing a sector according to an embodiment of the present invention;
4 to 7 are views illustrating a light source activated according to the movement of a mobile terminal according to an embodiment of the present invention;
8 is a view for explaining a cell reset method according to an embodiment of the present invention.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명에 따른 바람직한 일실시예를 상세히 설명한다. 도면에서 동일한 구성요소들에 대해서는 비록 다른 도면에 표시되더라도 가능한 한 동일한 참조번호 및 부호로 나타내고 있음에 유의해야 한다. 또한, 본 발명을 설명함에 있어서, 관련된 공지기능 혹은 구성에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우 그 상세한 설명은 생략한다.Hereinafter, exemplary embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings. Note that the same components in the drawings are represented by the same reference numerals and symbols as much as possible even though they are shown in different drawings. In the following description of the present invention, a detailed description of known functions and configurations incorporated herein will be omitted when it may make the subject matter of the present invention rather unclear.

후술될 상세한 설명에는 상술한 기술적 과제를 이루기 위한 본 발명에 있어서 대표적인 실시 예를 제시할 것이다. 또한 본 발명의 설명의 편의를 위하여 가시광 통신에서 정의하고 있는 용어들을 사용할 것이나, 이러한 표준 및 명칭들이 본 발명의 범위를 한정하는 것은 아니다. In the following description will be presented a representative embodiment in the present invention for achieving the above technical problem. Also, for convenience of description of the present invention, terms defined in visible light communication will be used, but these standards and names do not limit the scope of the present invention.

본 발명은 가시광 통신 시스템에서 이동 단말기의 이동성을 지원하는 방법을 제안한다. 구체적으로, 본 발명은 각각의 조명 램프에 연결된 가시광 통신 장치에서 자신이 담당하는 셀에 진입한 이동 단말기와 데이터를 주고 받는 도중에 그 이동 단말기로부터의 데이터 수신에 따른 응답 신호가 수신되지 않으면, 인접 셀에서 업링크 신호가 수신되는지를 판단하고 데이터 정상 수신 신호를 수신한 지점을 기반으로 미리 정해진 개수의 광원을 포함하는 섹터 단위로 가시광 활성 영역이 결정될 수 있다. The present invention proposes a method for supporting mobility of a mobile terminal in a visible light communication system. Specifically, in the visible light communication device connected to each lighting lamp, the adjacent cell is not received when a response signal according to data reception from the mobile terminal is not received while exchanging data with the mobile terminal entering the cell in charge thereof. The visible light active region may be determined in units of sectors including a predetermined number of light sources based on the point at which the uplink signal is received and the data normal reception signal received.

이와 같이 가시광 통신 장치에서 광원 전체를 통해 데이터를 송신하는 것이 아닌 이동 단말기의 이동을 고려하여 전체 광원들 중 일부만을 이용하여 데이터를 송신함으로써 전력 소비를 효율적으로 운영할 수 있게 된다. As such, the visible light communication device may efficiently operate power consumption by transmitting data using only some of the light sources in consideration of the movement of the mobile terminal, rather than transmitting data through the entire light source.

상기한 바와 같은 기능이 구현된 가시광 통신 시스템의 구성을 도 2를 참조하여 설명한다. 도 2를 참조하면, 가시광 통신 시스템은 하나 이상의 조명 램프(200), 그 조명 램프들(200) 각각에 연결되며 이동 단말기(230)와의 가시광 통신을 수행하는 가시광 통신 장치(220) 및 이동 단말기(230)를 포함하여 구성된다. A configuration of a visible light communication system in which the above function is implemented will be described with reference to FIG. 2. Referring to FIG. 2, the visible light communication system includes at least one lighting lamp 200, a visible light communication device 220 connected to each of the lighting lamps 200, and performs visible light communication with the mobile terminal 230. 230).

그 중에서도 조명 램프(200)는 하나 이상의 광원(210)과 이동 단말기(230)로부터의 신호를 검출하는 포토 다이오드(PD: Photo Diode)(215)를 포함하여 구성되며, 일반적인 조명 역할과 동시에 신호를 송신하는 송신 장치로 사용된다. 광원(210)으로는 LED 또는 LD 등을 예로 들 수 있다.Among them, the lighting lamp 200 includes at least one light source 210 and a photo diode (PD) 215 for detecting a signal from the mobile terminal 230, and at the same time serves as a general lighting device. Used as a transmitting device for transmitting. Examples of the light source 210 include LEDs and LDs.

본 발명의 실시 예에서는 전체 조명 램프의 모든 광원을 이용하여 데이터를 송신하는 것이 아닌 이동 단말기(230)의 이동성을 고려하여 모든 광원 중 일부만을 이용해서 데이터를 송신하는 공간적인 이동성 기능을 제안한다. 이를 위해 본 발명의 실시예에 따른 가시광 통신 장치(220)는 하나 이상의 조명 램프(200)와 연결되어 그 조명 램프의 광원들을 관리하거나 미리 정해진 개수의 광원으로 이루어진 섹터를 여러 개 관리하는 역할을 한다. 이러한 가시광 통신 장치(220)로는 가시광 통신용 억세스포인트(AP:Access Point)를 예로 들 수 있으며, 코디네이터(coordinator)라 불리기도 한다. 이러한 가시광 통신 장치(220)는 각 조명 램프(200)의 광원(210) 및 미리 정해진 개수의 광원으로 이루어진 섹터 하에 있는 이동 단말기(230)에게 가시광을 이용하여 데이터 서비스를 제공한다. 이와 같이 이동 단말기(230)의 이동을 중심으로 가시광 통신을 위해 필요한 구역만 사용함으로써 전력 사용량을 줄일 수 있게 된다.According to an exemplary embodiment of the present invention, a spatial mobility function of transmitting data using only a part of all light sources is considered in consideration of the mobility of the mobile terminal 230 rather than transmitting data using all light sources of the entire lighting lamp. To this end, the visible light communication device 220 according to an exemplary embodiment of the present invention is connected to one or more lighting lamps 200 to manage light sources of the lighting lamps or to manage several sectors composed of a predetermined number of light sources. . The visible light communication device 220 may be an Access Point (AP) for visible light communication, and may also be called a coordinator. The visible light communication device 220 provides a data service using visible light to the mobile terminal 230 under a sector including a light source 210 of each illumination lamp 200 and a predetermined number of light sources. In this way, by using only the area necessary for visible light communication centering on the movement of the mobile terminal 230 it is possible to reduce the power consumption.

이러한 가시광 통신 장치(220)는 광원 온/오프 제어부(222), 조명 램프(200)의 광원을 관리하는 광원 관리부(224) 및 자신이 관리하는 셀의 진입 여부를 판단하고, 이동 단말기(230)로부터의 공간적인 이동성 기능의 활성화 요청을 인식한 후 그 기능을 수행하기 위한 제어 역할의 제어부(226)를 포함한다. The visible light communication device 220 determines whether the light source on / off controller 222, the light source manager 224 managing the light source of the illumination lamp 200, and whether the cell managed by the user enters the mobile terminal 230. And a control unit 226 of a control role for performing the function after recognizing a request for activation of a spatial mobility function from the mobile station.

구체적으로, 광원 관리부(224)는 가시광 통신 장치(220)가 관리하는 조명 램프의 섹터 및 해당 섹터의 사용자에 관한 정보를 보유하고 있으며, 이를 통해 어느 섹터의 광원에 통신 기능을 부여할지 알 수 있다. 이러한 광원 관리부(224)는 각각의 광원을 관리하기 위해 각 광원의 ID, 섹터의 ID 등에 대한 정보를 가지고 있다. 본 발명의 실시예에서는 미리 정해진 개수의 광원을 포함하는 영역을 섹터라고 정의하였으나, 다르게는 셀로써 정의될 수 있다. In detail, the light source manager 224 holds information on the sector of the lighting lamp managed by the visible light communication device 220 and the user of the sector, and through this, it is possible to know which sector the light source is given the communication function. . The light source manager 224 has information on the ID of each light source, the ID of the sector, etc. to manage each light source. In an embodiment of the present invention, an area including a predetermined number of light sources is defined as a sector, but may be differently defined as a cell.

또한 광원 관리부(224)는 전체 광원 중에서 이동 단말기(230)의 이동성을 지원하기 위해 가시광 통신을 위해 활성화할 즉, 통신 기능을 부여할 광원의 수를 결정하는 역할을 한다. 또한 광원 관리부(224)는 미리 정해진 개수의 광원으로 이루어진 섹터 단위로 이동 단말기(230)의 이동성을 지원하는 경우에는 어떠한 섹터를 활성화시킬지를 결정하는 역할을 한다. In addition, the light source manager 224 serves to determine the number of light sources to be activated for visible light communication, that is, to give a communication function, to support the mobility of the mobile terminal 230 among all the light sources. In addition, the light source manager 224 determines which sector to activate when supporting the mobility of the mobile terminal 230 in units of sectors composed of a predetermined number of light sources.

광원 온/오프 제어부(222)는 어느 섹터의 광원에 통신 기능을 부여할지를 결정한다. 이에 따라 전송할 데이터와 통신 기능을 부여할 섹터 정보를 광원(210)으로 전송하여 해당 섹터의 광원(210)을 통해 신호를 전송하게 된다. The light source on / off controller 222 determines which sector the light source is to be given a communication function. Accordingly, the data to be transmitted and the sector information to give a communication function are transmitted to the light source 210 to transmit a signal through the light source 210 of the corresponding sector.

제어부(226)는 새로운 섹터에서 업링크 신호를 수신하면 이동 단말기(230)가 이동했다고 판단하고 새로운 섹터의 광원에 통신 기능을 부여하는 역할을 한다. 구체적으로, 제어부(226)는 각각 미리 정해진 개수의 광원을 포함하는 복수 개의 섹터 중 적어도 하나의 섹터에 의해 조명되는 가시광 활성 영역 내의 이동 단말기(230)와 가시광 통신에 따른 데이터를 주고 받는 역할을 한다. 이러한 도중에 제어부(226)는 데이터 수신에 따른 업링크 신호가 수신되는지를 판단한다. 여기서, 업링크 신호에는 ACK(Acknowledgement) 프레임 신호 또는 CVD(Color Visibility Dimming frame) 등이 해당하며, 이동 단말기(230)로부터 가시광 통신 장치(220)로 전달 가능한 신호이면 모두 가능하며 그 종류는 이에 한정되지 않는다. When the controller 226 receives the uplink signal from the new sector, the controller 226 determines that the mobile terminal 230 has moved and provides a communication function to the light source of the new sector. In detail, the controller 226 exchanges data according to visible light communication with the mobile terminal 230 in the visible light active area illuminated by at least one of a plurality of sectors, each of which includes a predetermined number of light sources. . During this time, the controller 226 determines whether an uplink signal according to data reception is received. The uplink signal corresponds to an acknowledgment (ACK) frame signal or a color visibility dimming frame (CVD), and may be any signal that can be transmitted from the mobile terminal 230 to the visible light communication device 220. It doesn't work.

제어부(226)는 상기 업링크 신호가 수신되면 광원 관리부(224)에 의해 상기 가시광 활성 영역을 정한 후 계속해서 상기 가시광 활성 영역 내에서 상기 이동 단말기(230)로부터 업링크 신호가 수신되는지를 판단한다. 이와 달리 제어부(226)는 업링크 신호가 수신되지 않으면 상기 가시광 활성 영역 이외의 섹터에서 신호 예컨대, 업링크 신호가 수신되는지를 판단하고, 상기 판단 결과 상기 신호가 수신되면 상기 신호의 수신 지점을 중심으로 상기 가시광 활성 영역을 변경하는 역할을 한다. 이러한 제어부(226)의 동작은 하기 도 3에서 구체적으로 설명하기로 한다. When the uplink signal is received, the controller 226 determines the visible light active area by the light source manager 224, and then determines whether an uplink signal is received from the mobile terminal 230 in the visible light active area. . In contrast, if the uplink signal is not received, the controller 226 determines whether a signal, for example, an uplink signal, is received in a sector other than the visible light active region. This serves to change the visible light active area. The operation of the controller 226 will be described in detail with reference to FIG. 3.

이동 단말기(230)는 조명 램프(200)로부터 가시광 형태로 데이터를 수신하는 수신기(232), 송신기(234) 및 제어부(236)를 포함한다. 이러한 수신기(232)는 외부로부터 가시광 신호가 입력되면 전기적인 신호로 변환하는 포토 다이오드(245)를 포함하는 데, 그 포토 다이오드(245)는 광원(244) 사이에 설치되어 있다. 또한 포토 다이오드(245)를 통해 전기적 신호로 바뀐 신호는 복조부(246)를 통해 데이터 복원된다. 복원된 데이터는 채널 디코딩부(channel decoding)(247)를 통해 원래 전송된 신호로 복원된다. 도 2에서는 송신기와 수신기가 이동 단말기(230) 내에 구비된 경우만을 예시하고 있으나, 이러한 송신기와 수신기는 이동 단말기(230)의 내부 뿐만 아니라 천장에 위치하는 가시광 통신 장치(220)에도 구비됨은 물론이다. The mobile terminal 230 includes a receiver 232, a transmitter 234, and a controller 236 that receive data in the form of visible light from the illumination lamp 200. The receiver 232 includes a photodiode 245 that converts a visible light signal from the outside into an electrical signal, and the photodiode 245 is provided between the light sources 244. In addition, a signal converted into an electrical signal through the photodiode 245 is restored through the demodulator 246. The recovered data is restored to the signal originally transmitted through the channel decoding unit 247. In FIG. 2, only a case where the transmitter and the receiver are provided in the mobile terminal 230 is illustrated. However, the transmitter and the receiver are provided in the visible light communication device 220 located on the ceiling as well as the inside of the mobile terminal 230. .

또한 송신기(234)는 라인 코딩부(240), 채널 코딩부(241), 변조부(242), 광원 드라이버(243) 및 광원(244)을 포함하여 구성된다. 입력된 데이터는 라인 코딩부(240)에서 다양한 라인 코딩 방법 예컨대, NRZ(Non Return to Zero), 8B10B 등의 방법을 사용하여 입력 신호를 변환한다. 다음으로 무선 공간 상에서 생길 데이터 손실을 방지 하기 위해 채널 코딩부(241)에서는 채널 코딩 기법을 적용한다. 다음으로 데이터 전송을 위한 변조부(242)를 통해 데이터를 변조한다. 그리고나서 광원 드라이버(243)으로 입력된 후 마지막으로 광원(244)을 거쳐 데이터는 빛으로 바뀌게 된다. 광원 드라이버(243)는 가시광 통신 장치(220)의 광원 온/오프 제어부(222)와 연결되어 데이터 전송이 필요 없는 경우 단순 조명의 역할을 하고, 데이터 전송이 필요한 경우, 변조부(242)로부터 나온 신호 전송과 조명 역할을 동시에 수행한다. In addition, the transmitter 234 includes a line coding unit 240, a channel coding unit 241, a modulator 242, a light source driver 243, and a light source 244. The input data is converted by the line coding unit 240 using various line coding methods, for example, Non Return to Zero (NRZ) and 8B10B. Next, in order to prevent data loss in the wireless space, the channel coding unit 241 applies a channel coding scheme. Next, data is modulated by the modulator 242 for data transmission. Then, after input to the light source driver 243 and finally through the light source 244, the data is changed to light. The light source driver 243 is connected to the light source on / off control unit 222 of the visible light communication device 220 and serves as a simple light when data transmission is not required, and when data transmission is required, the light source driver 243 is emitted from the modulator 242. Simultaneously serves as signal transmission and lighting.

이하에서 설명되는 본 발명의 상세한 설명에 기술된 본 발명의 실시 예들을 다음과 같이 분리하여 기술한다. Embodiments of the present invention described in the detailed description of the present invention described below are described separately as follows.

본 발명의 일 실시 예에서는 가시광 통신 장치(220)가 관리하는 셀에 진입한 이동 단말기(230)로부터 업링크 신호를 수신하지 못하면 인접한 복수개의 섹터 중에서 업링크 신호가 수신되는 지를 판단하고 그 업링크 신호 수신 지점을 이용하여 섹터를 결정하고, 가시광 활성 영역을 수정하는 과정으로 이루어진다. 이와 같이 본 발명에서는 섹터를 변경하는 등의 공간적인 연결 방법을 제안함으로써 이동 단말기의 이동성을 지원한다. 이를 본 발명에서는 공간적인 이동성(spatial mobility) 기능이라고 칭한다. According to an embodiment of the present invention, if the uplink signal is not received from the mobile terminal 230 entering the cell managed by the visible light communication device 220, it is determined whether an uplink signal is received from a plurality of adjacent sectors and the uplink signal is received. The sector is determined using the signal reception point, and the visible light active region is modified. As described above, the present invention supports the mobility of the mobile terminal by proposing a spatial connection method such as changing a sector. This is referred to as a spatial mobility function in the present invention.

한편, 본 발명의 다른 실시예에 따라 섹터를 변경함으로써 이동 단말기의 이동성을 지원하는 과정을 도 3을 참조하여 설명하기로 한다. 도 3의 과정을 구체적으로 설명하기 위해 도 4 ~ 도 7을 예시하여 설명한다..Meanwhile, a process of supporting mobility of a mobile terminal by changing a sector according to another embodiment of the present invention will be described with reference to FIG. 3. In order to specifically describe the process of Figure 3 will be described with reference to Figures 4-7.

도 4에 도시된 바와 같이 하나의 가시광 통신 장치(220)가 조명 램프 또는 예컨대, 전광판을 구성하는 광원들을 미리 정해진 개수 단위의 섹터로 나누어 관리하며, 각각 미리 정해진 개수의 광원을 포함하는 복수 개의 섹터 중 적어도 하나의 섹터에 의해 조명되는 가시광 활성 영역 내에서 이동 단말기(230)와 가시광 통신을 수행한다. 즉, 도 4에 도시된 바와 같이 각각의 섹터에는 미리 정해진 개수의 광원 및 포토 다이오드가 포함된다. As shown in FIG. 4, one visible light communication device 220 manages a light lamp constituting an illumination lamp or, for example, an electric signboard, by dividing the light sources into a predetermined number of sectors, each of which includes a plurality of sectors. Visible light communication is performed with the mobile terminal 230 in the visible light active area illuminated by at least one of the sectors. That is, as shown in FIG. 4, each sector includes a predetermined number of light sources and photodiodes.

가시광 통신 장치(220)는 301단계에서 자신이 관리하는 셀에 진입한 이동 단말기가 있는지를 찾기 위해 단말기 디스커버리 동작을 수행한다. 이러한 디스커버리 동작을 통해 가시광 통신 장치(220)는 자신이 관리하는 전체 광원 중 미리 정해진 개수의 광원에 의해 조명되는 가시광 활성 영역에 진입한 이동 단말기가 있는지를 찾는 것이다. 이어, 302단계에서 이러한 디스커버리 동작을 통해 검색된 이동 단말기가 있는지를 판단한다. 만약 검색된 이동 단말기가 없는 경우 일정 시간 이후에 301단계로 되돌아간다. The visible light communication device 220 performs a terminal discovery operation in step 301 to find out whether there is a mobile terminal entering a cell managed by the visible light communication device 220. Through this discovery operation, the visible light communication device 220 finds whether there is a mobile terminal entering a visible light active area illuminated by a predetermined number of light sources among all light sources managed by the visible light communication device 220. In operation 302, it is determined whether there is a mobile terminal searched through the discovery operation. If there is no mobile terminal found, the process returns to step 301 after a predetermined time.

이와 달리 만일 검색된 이동 단말기가 있는 경우 303단계에서 가시광 통신 장치(220)는 검색된 이동 단말기(230)와 가시광 통신을 하기 위해 서로 간의 정보를 교환하는 링크 협상(Link negotiation) 동작을 수행한다. 이러한 링크 협상 동작이 끝나면 304단계에서 가시광 통신 장치(220)는 이동 단말기(230)와 통신 링크가 연결된다.In contrast, if there is a searched mobile terminal, in operation 303, the visible light communication device 220 performs a link negotiation operation in which information is exchanged with each other for visible light communication with the searched mobile terminal 230. After the link negotiation operation is completed, the visible light communication device 220 is connected with the mobile terminal 230 in step 304.

도 4에 도시된 바와 같이 이동 단말기(230)가 섹터에 의한 가시광 활성 영역(400) 내에 위치할 경우에는 305단계에서와 같이 가시광 통신 장치(220)와 데이터를 주고 받을 수 있게 된다. 이와 달리 그 이동 단말기(230)가 도면부호 410에 의해 지시되는 방향으로 이동할 경우 그 가시광 활성 영역(400)을 벗어나게 된다. 그러면 가시광 통신 장치(220)는 현재의 섹터에 해당하는 광원들이 있는 영역 이외의 섹터에서 이동 단말기(230)에서 보내는 업링크 신호를 수신하게 된다. As shown in FIG. 4, when the mobile terminal 230 is located in the visible light active area 400 by the sector, data may be exchanged with the visible light communication device 220 as in step 305. On the contrary, when the mobile terminal 230 moves in the direction indicated by 410, the mobile terminal 230 leaves the visible light active region 400. Then, the visible light communication device 220 receives the uplink signal transmitted from the mobile terminal 230 in a sector other than the area where the light sources corresponding to the current sector are located.

이에 따라 306단계에서 업링크 신호가 수신되는지를 판단한다. 만일 업링크 신호가 수신되지 않으면 307단계로 진행하여 인접 셀에서 업링크 신호가 있는지를 확인한다. 그리고나서 309단계에서 그 수신된 업링크 신호를 근거로 이동 단말기(230)의 이동을 고려하여 활성화할 섹터를 정하게 된다. 즉, 검색 셀을 새로운 인접 셀로 이동시킨다. 이때, 308단계에서 가시광 통신 장치(220)는 업링크 신호가 N번 이내로 미수신되었는지를 판단하여 만일 N번 이내로 미수신된 경우에는 도 5에서와 같이 섹터를 변경해가면서 가시광 활성 영역(500)을 변경할 수 있다. Accordingly, it is determined whether an uplink signal is received in step 306. If the uplink signal is not received, the process proceeds to step 307 to check whether there is an uplink signal in the neighbor cell. Then, in step 309, the sector to be activated is determined in consideration of the movement of the mobile terminal 230 based on the received uplink signal. That is, the search cell is moved to a new neighbor cell. In this case, in operation 308, the visible light communication device 220 may determine whether the uplink signal is not received within N times, and if it is not received within N times, change the sector as shown in FIG. 5 and change the visible light active area 500. have.

한편, 307단계에서 업링크 신호가 수신되면 가시광 통신 장치(220)는 310단계에서 그 업링크 신호 수신 지점을 기반으로 가시광 활성 영역을 수정한다. 가시광 활성 영역을 수정한 후 312단계에서 가시광 통신 장치(220)는 비컨 신호를 전송한다. 여기서, 비컨 신호는 AP와 이동 단말간에 동기화 및 링크 협상, 링크 연결을 돕는 역할을 한다. If the uplink signal is received in step 307, the visible light communication device 220 modifies the visible light active area based on the uplink signal reception point in step 310. After modifying the visible light active region, the visible light communication device 220 transmits a beacon signal in step 312. Here, the beacon signal serves to help synchronization, link negotiation, and link connection between the AP and the mobile terminal.

이어, 가시광 통신 장치(220)는 313단계에서 비컨 신호를 전송 후 다른 셀에 새로운 사용자가 있는지 확인한다. 만일 새로운 사용자가 있다면 314단계로 진행하여 도 8과 같이 새로운 사용자가 있는 셀과 상기 310 과정에서 재설정된 지역을 중심으로 셀을 재설정한다. 반면, 만약 새로운 사용자가 없다면 가시광 통신 장치(220)는 315단계로 진행하여 상기 310 과정에서 재설정된 지역을 중심으로 셀을 재설정한다. 그리고나서 316단계에서 연결이 종료되지 않는 한 305단계로 되돌아가 전술한 과정을 반복 수행한다. In operation 313, the visible light communication device 220 checks whether a new user exists in another cell after transmitting the beacon signal. If there is a new user, the process proceeds to step 314 to reset the cell centering on the cell where the new user exists and the region reset in step 310 as shown in FIG. On the other hand, if there is no new user, the visible light communication device 220 proceeds to step 315 to reset the cell around the area reset in step 310. Then, unless the connection is terminated in step 316, the process returns to step 305 to repeat the above-described process.

한편, 상기한 바와 같이 가시광 통신 장치(220)는 업링크 신호가 N번 이내로 미수신된 경우에는 도 5에서와 같이 섹터를 변경해(309) 가면서 활성 영역(500)을 변경 할 수 있다. 이러한 상태에서 업링크 신호가 수신되면 가시광 통신 장치(220)는 도 6에서와 같이 그 업링크 신호가 수신된 지점을 중심으로 가시광 활성 영역(600)을 수정한다. 만일 가시광 활성 영역이 수정되었음에도 업링크 신호가 수신되지 않으면 308단계에서 업링크 신호의 미수신 횟수를 카운트하여 그 횟수가 N번인 경우 이동 단말기(230)가 자신이 관리하는 영역을 벗어났다고 판단하여 다른 단말기를 찾는 디스커버리 동작 등을 반복 수행하는 301단계로 되돌아간다. On the other hand, as described above, when the uplink signal is not received within N times, the visible light communication device 220 may change the active region 500 while changing the sector as shown in FIG. 5. When the uplink signal is received in this state, the visible light communication device 220 modifies the visible light active area 600 around the point where the uplink signal is received as shown in FIG. 6. If the uplink signal is not received even though the visible light active area is modified, in step 308, if the number of unreceived uplink signals is counted and the number is N times, the mobile terminal 230 determines that the mobile terminal 230 is out of the area managed by the mobile terminal 230. The process returns to step 301 in which the discovery operation is repeatedly performed.

또한, 기존 섹터 내에 존재하는 여러 이동 단말기와 가시광 통신을 수행할 경우에는 충돌 우려가 있으므로, 이를 위해 TDMA 방식을 이용할 수 있다. 이에 따라 가시광 통신 장치(220)는 각각의 이동 단말기에게 타임 슬롯을 할당한다. 따라서 이동 단말기(230)가 현재 섹터를 벗어나더라도 다른 이동 단말기는 동일한 셀에서 통신을 계속할 수 있다. In addition, when performing visible light communication with a plurality of mobile terminals existing in the existing sector, there is a risk of collision, and thus a TDMA scheme may be used. Accordingly, the visible light communication device 220 allocates a time slot to each mobile terminal. Thus, even if the mobile terminal 230 is out of the current sector, other mobile terminals can continue to communicate in the same cell.

이와 같이 본 발명에 따르면, 전체 광원을 모두 가시광 통신을 위해 이용하는 대신 그 이동 단말기의 이동을 고려하여 필요한 광원만을 가시광 통신을 위해 활성화함으로써 전력 사용량을 현저히 줄일 수 있을 뿐만 아니라 지속적으로 그 이동 단말기의 이동 여부를 탐색하는 동작을 수행하므로 끊김없는 데이터 서비스의 제공도 가능하게 된다.
Thus, according to the present invention, instead of using all the light sources for visible light communication, by activating only the necessary light sources for visible light communication in consideration of the movement of the mobile terminal, not only the power consumption can be significantly reduced, but also the mobile terminal continuously moves. Since it performs an operation of searching whether or not, it is possible to provide a seamless data service.

Claims

A method for supporting mobility of a mobile terminal performing visible light communication with the visible light communication device in a visible light communication device,
Exchanging data according to visible light communication with a mobile terminal in a visible light active area illuminated by at least one of a plurality of sectors each including a predetermined number of light sources;
Determining whether an uplink signal according to data reception is received from a mobile terminal in the visible light active area;
If the uplink signal is not received, determining whether an uplink signal is received in a sector other than the visible light active area;
And determining the visible light active area based on a reception point of the uplink signal when the uplink signal is received as a result of the determination.

An apparatus for supporting mobility of a mobile terminal performing visible light communication,
A light source manager which manages information of each light source and determines the number of light sources to be activated to support mobility of the mobile terminal among all light sources;
A light source on / off control unit for providing a visible light communication function to a predetermined number of light sources among all the light sources;
It is determined whether an uplink signal according to data reception is received while exchanging data with a mobile terminal in the visible light active area illuminated by the predetermined number of light sources, and when the uplink signal is received outside the visible light active area, And a controller for modifying the sector to be activated by a light source manager.