KR20220075743A - Method and system for improving data transmission reliability in visible light communication - Google Patents

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KR20220075743A
KR20220075743A KR1020200164152A KR20200164152A KR20220075743A KR 20220075743 A KR20220075743 A KR 20220075743A KR 1020200164152 A KR1020200164152 A KR 1020200164152A KR 20200164152 A KR20200164152 A KR 20200164152A KR 20220075743 A KR20220075743 A KR 20220075743A
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Abstract

단방향 가시광 통신 환경에서 데이터 전송 신뢰성 개선을 위한 방법 및 이를 이용한 하이브리드 통신 시스템을 개시한다. 단방향 가시광 통신 시스템은 가시광 통신 기능을 수행하는 조명 장치(Visible Light Communication Transmitter, VT)와, 지정된 구역의 VT 들을 관리하는 관리장치(Aggregation Agent, AA) 및 상기 AA를 관리하고 외부 네트워크와 연결되는 게이트웨이(Visible Light Communication Gateway, VG)를 포함하고, 가시광 통신 수신 단말(Visible Light Communication Receiver, VR)과의 신뢰성 기반 통신을 수행한다.Disclosed are a method for improving data transmission reliability in a unidirectional visible light communication environment and a hybrid communication system using the same. The unidirectional visible light communication system includes a lighting device (Visible Light Communication Transmitter, VT) that performs a visible light communication function, a management device (Aggregation Agent, AA) that manages VTs in a designated area, and a gateway that manages the AA and connects to an external network. (Visible Light Communication Gateway, VG), and performs reliability-based communication with a Visible Light Communication Receiver (VR).

Description

단방향 가시광 통신 환경에서 데이터 전송 신뢰성 개선을 위한 방법 및 이를 이용한 하이브리드 통신 시스템{METHOD AND SYSTEM FOR IMPROVING DATA TRANSMISSION RELIABILITY IN VISIBLE LIGHT COMMUNICATION}A method for improving data transmission reliability in a unidirectional visible light communication environment and a hybrid communication system using the same

본 발명은 단방향 가시광 통신 시스템에 관한 것으로서, 단방향 가시광 통신 환경에서 데이터 전송 신뢰성 개선을 위한 방법 및 이를 이용한 하이브리드 통신 시스템에 관한 것이다. The present invention relates to a unidirectional visible light communication system, to a method for improving data transmission reliability in a unidirectional visible light communication environment, and to a hybrid communication system using the same.

최근 개발된 대부분의 서비스들은 서버-클라이언트 구조를 가지고 있으며, 이러한 서비스에서 연결성은 매우 중요한 요소이다. 연결성 기반의 대표 서비스인 사물인터넷 서비스는 Wi-Fi 뿐 아니라 Bluetooth, NFC 등과 같은 여러 무선 통신 기술이 복합적으로 사용된다. 하지만 이러한 기술들은 대부분 2.4GHz 또는 5GHz 주파수 대역을 사용하기 때문에 주파수 간섭 현상을 피할 수 없다. 이러한 특징은 통신의 품질을 저하시키는 원인이 되며, 지하철과 같은 좁은 장소 또는 공장과 같이 간섭에 예민한 장소에서 활용하는 데에 제한이 있다.Most recently developed services have a server-client structure, and connectivity is a very important factor in these services. In the IoT service, which is a representative service based on connectivity, not only Wi-Fi but also various wireless communication technologies such as Bluetooth and NFC are used in combination. However, since most of these technologies use 2.4 GHz or 5 GHz frequency bands, frequency interference cannot be avoided. This characteristic causes deterioration of the communication quality, and there is a limitation in using it in a narrow place such as a subway or a place sensitive to interference such as a factory.

이러한 문제를 해결하기 위해 가시광 통신 기술을 활용할 수 있다. 가시광 통신은 통신에 빛을 이용하는 기술로 공통된 주파수 대역 사용으로 인한 간섭 문제를 해결할 수 있다. 또한, 가시광 통신만의 고유한 특징인 직진성을 활용하여, 실내에서도 정밀한 위치 측정이 가능하여 이를 기반으로 한 많은 서비스들이 현재 연구되고 있다.To solve this problem, visible light communication technology can be utilized. Visible light communication is a technology that uses light for communication and can solve the interference problem caused by the use of a common frequency band. In addition, by utilizing straightness, which is a unique feature of visible light communication, precise location measurement is possible even indoors, so many services based on this are currently being studied.

다만, 가시광 통신을 사물인터넷 서비스에 접목시키기 위해서는 몇 가지 문제점을 가지고 있다. However, there are several problems in applying visible light communication to IoT services.

첫 번째는 가시광 통신을 사용한 양방향 통신이 서비스 제공에는 적합하지 않다는 점이다.The first is that bidirectional communication using visible light communication is not suitable for service provision.

가시광 통신은 빛을 이용하기 때문에 서비스를 받는 클라이언트 측도 자신의 스마트폰이나 기기들로 빛을 발산해야 한다. 이것은 사용자에게 눈부심을 유발할 수 있으며, 에너지 소모가 심하여 장기적으로 사용하기에 적합하지 않다. Since visible light communication uses light, the client side receiving the service must also emit light to their smartphones or devices. This may cause glare to the user and consumes a lot of energy, making it unsuitable for long-term use.

두 번째는 가시광 통신의 양방향 통신을 포기할 경우 기존 프로토콜의 사용 및 신뢰성 있는 데이터 전송을 하기 어렵다는 점이다.The second is that it is difficult to use the existing protocol and to transmit data reliably when the two-way communication of visible light communication is abandoned.

본 발명은 단방향 가시광 통신 환경에서 2가지 통신 기법을 함께 사용하는 하이브리드 기법을 통해 종래 기술의 문제를 해결하기 위한 방법을 제시하고자 한다. The present invention intends to propose a method for solving the problems of the prior art through a hybrid technique using two communication techniques together in a unidirectional visible light communication environment.

또한, 본 발명은 단방향 가시광 통신 환경에서 데이터 전송 신뢰성 개선을 위한 새로운 프로토콜을 제공하자고 한다. In addition, the present invention aims to provide a new protocol for improving data transmission reliability in a unidirectional visible light communication environment.

일 실시예에 따른 단방향 가시광 통신 시스템은 가시광 통신 기능을 수행하는 조명 장치(Visible Light Communication Transmitter, VT)와, 지정된 구역의 VT 들을 관리하는 관리장치(Aggregation Agent, AA) 및 상기 AA를 관리하고 외부 네트워크와 연결되는 게이트웨이(Visible Light Communication Gateway, VG)를 포함하고, 가시광 통신 수신 단말(Visible Light Communication Receiver, VR)과의 데이터 전송 신뢰성 개선을 위한 데이터 송수신 방법은 업링크 채널의 식별자를 포함하는 비콘 메시지를 이용하여 VR을 탐색하고 탐색된 VR에 ID를 할당하는 단계와, 상기 탐색된 VR로부터 세션 생성 요청(Session Establishment Request, SER) 메시지를 업링크 채널을 통해 수신하면 세션 생성 응답(Session Establishment ACK, SEA) 메시지를 가시광 통신을 통해 전송하고 세션 생성을 완료하는 단계 및 상기 세션 생성이 완료되면 슬라이딩 윈도우 기반 데이터 송수신을 수행하는 단계를 포함한다. A unidirectional visible light communication system according to an embodiment includes a lighting device (Visible Light Communication Transmitter, VT) that performs a visible light communication function, an Aggregation Agent (AA) that manages VTs in a designated area, and manages the AA and external A data transmission/reception method for improving data transmission reliability with a Visible Light Communication Receiver (VR), including a gateway (Visible Light Communication Gateway, VG) connected to a network, is a beacon including an identifier of an uplink channel Searching for a VR using a message and assigning an ID to the discovered VR, and receiving a Session Establishment Request (SER) message from the discovered VR through an uplink channel, a Session Establishment ACK (Session Establishment ACK) , SEA) transmitting a message through visible light communication, completing session creation, and performing sliding window-based data transmission/reception when the session creation is completed.

상기 탐색된 VR에 ID를 할당하는 단계는, 상기 VT가 가시광 통신-사물인터넷 프로토콜(Visible Light Communication-IoT Protocol, VIP) 기반의 비콘(Beacon) 메시지를 생성하는 단계와, 상기 VT가 상기 비콘 메시지를 주기적으로 전송하는 단계와, 상기 AA가 상기 비콘 메시지를 수신한 VR로부터 VIP 기반의 VR 등록 요청 메시지(VR Registration Request, VRR)를 수신하는 단계와, 상기 AA가 VR의 임시 식별을 위한 넌스(Nonce) 값을 상기 VRR 메시지를 전송한 VR에게 응답하는 전송하는 단계와, 상기 AA가 상기 VG로부터 VR의 식별자를 포함하는 VR 등록 응답(VR Registration ACK, VRA) 메시지를 수신하고, 상기 VT를 통해 상기 VRR 메시지를 전송한 VR에게 상기 VRA를 전송하는 단계를 포함한다.Allocating an ID to the discovered VR includes, by the VT, generating a Visible Light Communication-IoT Protocol (VIP)-based beacon message, and the VT using the beacon message. Periodically transmitting, the AA receiving a VIP-based VR registration request message (VR Registration Request, VRR) from the VR that has received the beacon message, and the AA is a nonce ( Nonce) transmitting a value in response to the VR that has transmitted the VRR message, and the AA receives a VR Registration ACK (VRA) message including an identifier of VR from the VG, and through the VT and transmitting the VRA to the VR that has transmitted the VRR message.

상기 VIP 기반의 메시지 포맷은 패킷의 형식을 나타내는 타입(Type) 필드, 패킷의 총 길이를 나타내는 Total Length 필드, VT를 관리하는 엔티티의 식별자를 나타내는 Parent ID 필드, VT의 식별자를 나타내는 VT ID 필드, 가시광 통신을 통해 메시지를 수신하는 VR의 식별자를 나타내는 VR ID 필드 및 VIP 패킷의 타입별 용도에 따라 사용되는 Type Specific Header 필드 및 Payload 필드를 포함하고, 상기 비콘 메시지는 상기 Type Specific Header 필드에 상기 업링크 채널의 식별자 정보를 포함할 수 있다.The VIP-based message format includes a Type field indicating a packet format, a Total Length field indicating a total length of a packet, a Parent ID field indicating an identifier of an entity managing VT, a VT ID field indicating an identifier of a VT, a VR ID field indicating an identifier of a VR that receives a message through visible light communication, and a Type Specific Header field and a Payload field used according to the purpose of each type of VIP packet, and the beacon message is in the Type Specific Header field. Link channel identifier information may be included.

상기 세션 생성을 완료하는 단계는 상기 AA가 세션 식별자 및 VR의 데이터 송신 시작 번호를 포함하는 SER 메시지를 수신하는 단계와, 상기 SER 메시지를 VG로 전달하고 VG로부터 VG의 데이터 송신 시작 번호를 포함하는 SEA 메시지를 수신하는 단계와, 상기 SEA 메시지를 VT를 통해 상기 탐색된 VR로 전달하고, 상기 SEA 메시지를 수신한 VR로부터 세션 생성 확정(Session Establishment Confirm, SEC) 메시지를 수신하는 단계를 포함할 수 있다.Completing the session creation includes: receiving, by the AA, a SER message including a session identifier and a data transmission start number of VR; Receiving the SEA message, delivering the SEA message to the discovered VR through the VT, and receiving the Session Establishment Confirm (SEC) message from the VR receiving the SEA message may include have.

상기 슬라이딩 윈도우 기반 데이터 송수신은 가시광 통신-사물인터넷 프로토콜(Visible Light Communication-IoT Protocol, VIP) 기반의 메시지 포맷을 사용할 수 있다. The sliding window-based data transmission and reception may use a Visible Light Communication-IoT Protocol (VIP)-based message format.

상기 VIP 기반의 메시지 포맷은 패킷의 형식을 나타내는 타입(Type) 필드, 패킷의 총 길이를 나타내는 Total Length 필드, VT를 관리하는 엔티티의 식별자를 나타내는 Parent ID 필드, VT의 식별자를 나타내는 VT ID 필드, 가시광 통신을 통해 메시지를 수신하는 VR의 식별자를 나타내는 VR ID 필드 및 VIP 패킷의 타입별 용도에 따라 사용되는 Type Specific Header 필드 및 Payload 필드를 포함할 수 있다.The VIP-based message format includes a Type field indicating a packet format, a Total Length field indicating a total length of a packet, a Parent ID field indicating an identifier of an entity managing VT, a VT ID field indicating an identifier of a VT, It may include a VR ID field indicating an identifier of a VR that receives a message through visible light communication, and a Type Specific Header field and Payload field used according to the purpose of each type of VIP packet.

서비스를 요청하는 VR은 상기 VIP 기반의 가시광통신 서비스 데이터(VLC Service Data, VSD) 메시지를 상기 AA를 통해 VG로 전달하고, 상기 VSD 메시지는 상기 Type Specific Header 필드에 세션 식별자 및 VR의 시퀀스 넘버(Sequence Number)를 포함하고, 상기 Payload 필드에 VR의 서비스 요청에 대한 정보를 포함할 수 있다. The VR requesting service transmits the VIP-based VLC Service Data (VSD) message to the VG through the AA, and the VSD message is a session identifier and a sequence number of the VR in the Type Specific Header field ( Sequence Number), and may include information about the VR service request in the Payload field.

상기 데이터 송수신을 수행하는 단계는 상기 AA가 업링크 채널을 통해 상기 VSD 메시지를 수신하는 단계와, 기 설정된 슬라이딩 윈도우 크기에 기초하여 상기 VR의 서비스 요청에 대응하는 서비스 데이터를 VR로 전송하는 단계 및 상기 서비스 데이터를 수신한 VR로부터 승인 번호를 포함하는 서비스 데이터 응답(VLC Service data ACK, VSA) 메시지를 수신하는 단계를 포함할 수 있다. The step of transmitting and receiving the data includes: the AA receiving the VSD message through an uplink channel; and transmitting service data corresponding to the service request of the VR to the VR based on a preset sliding window size; The method may include receiving a service data response (VLC Service data ACK, VSA) message including an acknowledgment number from the VR receiving the service data.

상기 VG는 VR로부터 서비스 데이터에 대한 승인번호와 손실된 패킷 정보를 포함하는 VSA 메시지를 수신하면, 상기 슬라이딩 윈도우 크기를 고려하여 손실된 패킷을 재전송할 수 있다.When the VG receives a VSA message including an acknowledgment number for service data and lost packet information from the VR, the VG may retransmit the lost packet in consideration of the sliding window size.

일 실시예에 있어서, VR은 새로운 VT로부터 비콘 메시지를 수신하는 경우 상기 AA를 통해 VG로 핸드오버 통지(HandOver Notification, HON) 메시지를 전송하고, VG는 새로운 VT를 통해 VR에서 수신하지 못한 서비스 데이터를 재전송할 수 있다.In one embodiment, when the VR receives a beacon message from the new VT, the VR transmits a HandOver Notification (HON) message to the VG through the AA, and the VG receives service data that has not been received in the VR through the new VT can be retransmitted.

일 실시예에 있어서, VR은 새로운 VT로부터 비콘 메시지를 수신하는 경우 AA의 핸드오버를 확인하고, AA의 핸드오버가 발생한 경우 상기 ID를 할당하는 단계 및 세션 생성을 완료하는 단계를 재수행하고, VG는 새로운 VT를 통해 VR에서 수신하지 못한 서비스 데이터를 재전송할 수 있다. In one embodiment, when the VR receives a beacon message from a new VT, the VR confirms the handover of the AA, and when the handover of the AA occurs, the steps of allocating the ID and completing the session creation are performed again, and the VG can retransmit service data that was not received in VR through the new VT.

일 실시예에 따른 데이터 전송 신뢰성 개선을 위한 데이터 송수신 장치는, 가시광 통신을 통해 데이터를 수신하는 가시광 통신 수신부와, 가시광 통신-사물인터넷 프로토콜(Visible Light Communication-IoT Protocol, VIP) 기반의 송신 메시지를 생성하는 VIP 패킷 생성부와, 업링크 채널을 통해 상기 AA에게 상기 VIP 패킷 생성부에서 생성된 메시지를 전송하는 통신부 및 상기 VT로부터 업링크 채널의 식별자를 포함하는 비콘 메시지를 수신하면 VR 등록 요청 메시지(VR Registration Request, VRR)를 생성하도록 상기 VIP 패킷 생성부를 제어하고, 상기 업링크 채널을 통해 상기 VRR 메시지를 상기 AA에게 전송하도록 상기 통신부를 제어하는 제어부를 포함한다. A data transmission/reception device for improving data transmission reliability according to an embodiment includes a visible light communication receiver for receiving data through visible light communication, and a Visible Light Communication-IoT Protocol (VIP)-based transmission message. When receiving a beacon message including an identifier of the uplink channel from the VIP packet generator generating unit, the communication unit transmitting the message generated by the VIP packet generating unit to the AA through the uplink channel, and the VT, VR registration request message and a control unit controlling the VIP packet generation unit to generate (VR Registration Request, VRR) and controlling the communication unit to transmit the VRR message to the AA through the uplink channel.

본 발명에 따르면, 단방향 가시광 통신 환경에서 2가지 통신 기법을 함께 사용하는 하이브리드 기법을 통해 종래 기술의 문제를 해결하기 위한 방법이 제시된다. According to the present invention, a method for solving the problems of the prior art through a hybrid technique using two communication techniques together in a unidirectional visible light communication environment is provided.

본 발명에 따르면 단방향 가시광 통신 환경에서 데이터 전송 신뢰성 개선을 위한 새로운 프로토콜이 제시된다. According to the present invention, a new protocol for improving data transmission reliability in a unidirectional visible light communication environment is proposed.

즉, 본 발명에 따르면, 단방향 가시광 통신의 사용법을 확장하고, 신뢰성 있는 통신을 수행하기 위한 프레임워크 구조 및 프로토콜이 제공될 수 있다. That is, according to the present invention, a framework structure and protocol for extending the usage of unidirectional visible light communication and performing reliable communication can be provided.

본 발명에서 제시하는 VIP를 통해 가시광 통신에서 발생하는 빈번한 데이터 손실 처리를 쉽고 빠르게 수행할 수 있어 다양한 용도로 가시광 통신을 사용할 수 있다. 또한, 본 발명에 따르면, 가시광 통신은 기존의 설치된 조명 인프라를 그대로 사용할 수 있기 때문에 설치 비용이 적게 들며, 정밀한 위치 측정에 장점을 가지기 때문에 위치 기반 서비스 개발 및 확장에 도움이 될 수 있다. 이외에도 서비스 제공자들은 서비스를 제공할 수 있는 서버만 구축을 하고 단방향 가시광 통신 네트워크에 설치된 VG에게 등록 과정만 거친다면 가시광 통신 서비스를 제공할 수 있기 때문에 비용 부담이 적다. 따라서 다양한 서비스 시도를 할수 있는 환경을 제공할 수 있다.Visible light communication can be used for various purposes because frequent data loss processing that occurs in visible light communication can be easily and quickly performed through the VIP proposed in the present invention. In addition, according to the present invention, since the visible light communication can use the existing installed lighting infrastructure as it is, the installation cost is low, and since it has an advantage in precise location measurement, it can be helpful in the development and expansion of location-based services. In addition, service providers can provide visible light communication services only if they build only a server that can provide the service and go through the registration process to the VG installed in the unidirectional visible light communication network, so the cost burden is low. Therefore, it is possible to provide an environment in which various service attempts can be made.

도 1은 본 발명의 실시예에 따른 단방향 가시광 통신 시스템의 구성 예를 설명하기 위한 도면이다.
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 VT 및 VR의 구성을 설명하기 위한 도면이다.
도 3은 일 실시예에 따른 AA의 구성을 설명하기 위한 도면이다.
도 4는 일 실시예에 따른 단방향 가시광 통신 시스템에서 데이터 전송 신뢰성 개선을 위한 데이터 송수신 방법을 나타내는 도면이다.
도 5는 일 실시예에 따른 VR 탐색 과정을 설명하기 위한 도면이다.
도 6은 일 실시예에 따른 세션 생성 과정을 설명하기 위한 도면이다.
도 7은 일 실시예에 따른 신뢰성 기반 데이터 전송 과정을 설명하기 위한 도면이다.
도 8은 일 실시예에 따른 데이터 손실 복구 과정을 설명하기 위한 도면이다.
도 9는 일 실시예에 따른 VT 핸드오버 과정을 설명하기 위한 도면이다.
도 10은 일 실시예에 따른 AA 핸드오버 과정을 설명하기 위한 도면이다.
도 11은 일 실시예에 따른 VIP 패킷 포맷을 나타내는 도면이다.
도 12 내지 도 18은 일 실시예에 따른 VIP 메시지 타입 별 패킷 포맷을 나타내는 도면이다. 1 is a diagram for explaining a configuration example of a unidirectional visible light communication system according to an embodiment of the present invention.
2 is a view for explaining the configuration of VT and VR according to an embodiment of the present invention.
3 is a diagram for explaining the configuration of an AA according to an embodiment.
4 is a diagram illustrating a data transmission/reception method for improving data transmission reliability in a unidirectional visible light communication system according to an embodiment.
5 is a diagram for explaining a VR search process according to an embodiment.
6 is a diagram for explaining a session creation process according to an embodiment.
7 is a diagram for explaining a reliability-based data transmission process according to an embodiment.
8 is a diagram for explaining a data loss recovery process according to an embodiment.
9 is a diagram for explaining a VT handover process according to an embodiment.
10 is a diagram for describing an AA handover process according to an embodiment.
11 is a diagram illustrating a VIP packet format according to an embodiment.
12 to 18 are diagrams illustrating packet formats for each VIP message type according to an embodiment.

이하 첨부 도면들 및 첨부 도면들에 기재된 내용들을 참조하여 본 발명의 실시예를 상세하게 설명하지만, 본 발명이 실시예에 의해 제한되거나 한정되는 것은 아니다.Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings and contents described in the accompanying drawings, but the present invention is not limited or limited by the embodiments.

본 명세서에서 사용된 용어는 실시예들을 설명하기 위한 것이며 본 발명을 제한하고자 하는 것은 아니다. 본 명세서에서, 단수형은 문구에서 특별히 언급하지 않는 한 복수형도 포함한다. 명세서에서 사용되는 "포함한다(comprises)" 및/또는 "포함하는(comprising)"은 언급된 구성요소, 단계, 동작 및/또는 소자는 하나 이상의 다른 구성요소, 단계, 동작 및/또는 소자의 존재 또는 추가를 배제하지 않는다.The terminology used herein is for the purpose of describing the embodiments and is not intended to limit the present invention. In this specification, the singular also includes the plural unless specifically stated otherwise in the phrase. As used herein, "comprises" and/or "comprising" refers to the presence of one or more other components, steps, operations and/or elements mentioned. or addition is not excluded.

본 명세서에서 사용되는 "실시예", "예", "측면", "예시" 등은 기술된 임의의 양상(aspect) 또는 설계가 다른 양상 또는 설계들보다 양호하다거나, 이점이 있는 것으로 해석되어야 하는 것은 아니다.As used herein, “embodiment”, “example”, “aspect”, “exemplary”, etc. are to be construed as advantageous in any aspect or design described as being preferred or advantageous over other aspects or designs. is not doing

또한, '또는' 이라는 용어는 배타적 논리합 'exclusive or' 이기보다는 포함적인 논리합 'inclusive or' 를 의미한다. 즉, 달리 언급되지 않는 한 또는 문맥으로부터 명확하지 않는 한, 'x가 a 또는 b를 이용한다' 라는 표현은 포함적인 자연 순열들(natural inclusive permutations) 중 어느 하나를 의미한다. Also, the term 'or' means 'inclusive or' rather than 'exclusive or'. That is, unless stated otherwise or clear from context, the expression 'x employs a or b' means any one of natural inclusive permutations.

또한, 본 명세서 및 청구항들에서 사용되는 단수 표현("a" 또는 "an")은, 달리 언급하지 않는 한 또는 단수 형태에 관한 것이라고 문맥으로부터 명확하지 않는 한, 일반적으로 "하나 이상"을 의미하는 것으로 해석되어야 한다.Also, as used herein and in the claims, the singular expression "a" or "an" generally means "one or more," unless stated otherwise or clear from the context that it relates to the singular form. should be interpreted as

또한, 본 명세서 및 청구항들에서 사용되는 제1, 제2 등의 용어는 다양한 구성요소들을 설명하는데 사용될 수 있지만, 상기 구성요소들은 상기 용어들에 의해 한정되어서는 안 된다. 상기 용어들은 하나의 구성요소를 다른 구성요소로부터 구별하는 목적으로만 사용된다.In addition, terms such as first, second, etc. used in this specification and claims may be used to describe various elements, but the elements should not be limited by the terms. The above terms are used only for the purpose of distinguishing one component from another.

다른 정의가 없다면, 본 명세서에서 사용되는 모든 용어(기술 및 과학적 용어를 포함)는 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 공통적으로 이해될 수 있는 의미로 사용될 수 있을 것이다. 또 일반적으로 사용되는 사전에 정의되어 있는 용어들은 명백하게 특별히 정의되어 있지 않는 한 이상적으로 또는 과도하게 해석되지 않는다.Unless otherwise defined, all terms (including technical and scientific terms) used herein may be used with the meaning commonly understood by those of ordinary skill in the art to which the present invention belongs. In addition, terms defined in a commonly used dictionary are not to be interpreted ideally or excessively unless clearly defined in particular.

한편, 본 발명을 설명함에 있어서, 관련된 공지 기능 또는 구성에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는, 그 상세한 설명을 생략할 것이다. 그리고, 본 명세서에서 사용되는 용어(terminology)들은 본 발명의 실시예를 적절히 표현하기 위해 사용된 용어들로서, 이는 사용자, 운용자의 의도 또는 본 발명이 속하는 분야의 관례 등에 따라 달라질 수 있다. 따라서, 본 용어들에 대한 정의는 본 명세서 전반에 걸친 내용을 토대로 내려져야 할 것이다.Meanwhile, in describing the present invention, if it is determined that a detailed description of a related well-known function or configuration may unnecessarily obscure the gist of the present invention, the detailed description thereof will be omitted. In addition, the terms used in this specification are terms used to properly express the embodiment of the present invention, which may vary according to the intention of a user or operator or customs in the field to which the present invention belongs. Accordingly, definitions of these terms should be made based on the content throughout this specification.

도 1은 본 발명의 실시예에 따른 단방향 가시광 통신 시스템의 구성 예를 설명하기 위한 도면이다. 1 is a diagram for explaining a configuration example of a unidirectional visible light communication system according to an embodiment of the present invention.

도 1을 참조하면, 단방향 가시광 통신 시스템은 가시광 통신 기능을 수행하는 조명 장치(Visible Light Communication Transmitter, VT)(131, 133, 135, 137, 138, 139), 지정된 구역(150, 160)의 VT 들을 관리하는 관리장치(Aggregation Agent, AA)(121, 123) 및 AA를 관리하고 외부 네트워크와 연결되는 게이트웨이(Visible Light Communication Gateway, VG)(140)를 포함한다. 1, the unidirectional visible light communication system is a lighting device (Visible Light Communication Transmitter, VT) performing a visible light communication function (131, 133, 135, 137, 138, 139), VT of the designated area (150, 160) It includes a management device (Aggregation Agent, AA) 121 and 123 that manages them, and a Visible Light Communication Gateway (VG) 140 that manages the AA and is connected to an external network.

가시광 통신 수신 단말(Visible Light Communication Receiver, VR)(111, 113, 115, 117, 119)은 단방향 가시광 통신 시스템을 통해 서비스를 받기 원하는 클라이언트를 의미한다. 이때, VR들((111, 113, 115, 117, 119) 각각은 가시광 통신 수신 모듈을 탑재한 단말 장치일 수 있다. Visible Light Communication Receiver (VR) 111 , 113 , 115 , 117 , 119 means a client who wants to receive a service through a one-way visible light communication system. In this case, each of the VRs ( 111 , 113 , 115 , 117 , 119 ) may be a terminal device equipped with a visible light communication receiving module.

예를 들어, 지정된 구역(150)은 카페 공간이거나, 지정된 구역(160)은 스마트 공장 시스템이 갖춰진 공장 영역일 수 있다.For example, the designated area 150 may be a cafe space, or the designated area 160 may be a factory area equipped with a smart factory system.

VG(140)로부터 AA(121, 123) 및 VT(131, 133, 135, 137, 138, 139)를 거쳐 VR(111, 113, 115, 117, 119)로 전송되는 메시지는 가시광 통신을 통해 전달되고, 클라이언트를 통해 서버측, 즉 VG(140)로 전달되는 메시지는 근거리 무선 통신(예를 들어, Wi-Fi)과 같은 기존의 무선 통신 기술을 통해 전달된다. The message transmitted from VG 140 to VR (111, 113, 115, 117, 119) via AA (121, 123) and VT (131, 133, 135, 137, 138, 139) is transmitted through visible light communication and a message transmitted to the server side, that is, the VG 140 through the client, is transmitted through an existing wireless communication technology such as short-range wireless communication (eg, Wi-Fi).

이러한 하이브리드 기법을 통해 서비스 데이터는 가시광 통신을 통해 클라이언트로 전달되고, 정상 적인 수신 알림 또는 재전송 요청과 같은 다양한 제어 메시지는 기존의 무선 통신 방식을 통해 서버측으로 전달된다. Through this hybrid technique, service data is delivered to the client through visible light communication, and various control messages such as normal reception notification or retransmission request are delivered to the server side through the existing wireless communication method.

이하, 이러한 하이브리드 통신 기법의 성능을 향상시키기 위한 프레임워크 구조 및 프로토콜을 구성하는 절차 및 장치를 설명한다.Hereinafter, a procedure and apparatus for configuring a framework structure and protocol for improving the performance of such a hybrid communication technique will be described.

도 2는 본 발명의 실시예에 따른 VT 및 VR의 구성을 설명하기 위한 도면이다. 2 is a view for explaining the configuration of VT and VR according to an embodiment of the present invention.

도 2를 참조하면, VT(210)는 VIP 패킷 생성부(211), 가시광 통신부(213) 및 제어부(225)를 포함한다. Referring to FIG. 2 , the VT 210 includes a VIP packet generation unit 211 , a visible light communication unit 213 , and a control unit 225 .

VIP 패킷 생성부(211)는 가시광 통신-사물인터넷 프로토콜(Visible Light Communication-IoT Protocol, VIP) 기반의 비콘(Beacon) 메시지를 생성한다. The VIP packet generator 211 generates a Visible Light Communication-IoT Protocol (VIP)-based beacon message.

가시광 통신부(213)는 가시광 통신을 수행하며, 비콘 신호를 주기적으로 전송하고, AA(230)를 통해 수신되는 서비스 데이터를 VR(220)에게 전달한다. The visible light communication unit 213 performs visible light communication, periodically transmits a beacon signal, and transmits service data received through the AA 230 to the VR 220 .

제어부(225)는 스마트 조명 장치의 경우에 구비되는 구성요소로서 가시광 통신부(213) 및 VIP 패킷 생성부(211)의 동작을 제어하는 기능을 수행한다. The control unit 225 is a component provided in the case of a smart lighting device and performs a function of controlling the operations of the visible light communication unit 213 and the VIP packet generation unit 211 .

도 2를 참조하면, VR(220)은 단방향 가시광 통신 시스템에 연결되는 데이터 송수신 장치이며, 가시광 통신(VLC: Visible Light Communication) 수신부(221), VIP 패킷 생성부(223), 통신부(225) 및 제어부(227)를 포함한다. Referring to FIG. 2 , a VR 220 is a data transceiver connected to a unidirectional visible light communication system, and includes a Visible Light Communication (VLC) receiving unit 221 , a VIP packet generating unit 223 , a communication unit 225 and a control unit 227 .

VLC 수신부(221)는 가시광 통신을 통해 데이터를 수신한다. The VLC receiver 221 receives data through visible light communication.

VIP 패킷 생성부(223)는 VIP 기반의 송신 메시지를 생성한다. The VIP packet generator 223 generates a VIP-based transmission message.

통신부(225)는 업링크 채널을 통해 AA(230)에게 VIP 패킷 생성부(223)에서 생성된 메시지를 전송한다. The communication unit 225 transmits the message generated by the VIP packet generation unit 223 to the AA 230 through an uplink channel.

제어부(227)는 VT(210)로부터 업링크 채널의 식별자를 포함하는 비콘 메시지를 수신하면 VR 등록 요청 메시지(VR Registration Request, VRR)를 생성하도록 상기 VIP 패킷 생성부(223)를 제어하고, 상기 업링크 채널을 통해 상기 VRR 메시지를 상기 AA(230)에게 전송하도록 상기 통신부(225)를 제어한다. The controller 227 controls the VIP packet generator 223 to generate a VR Registration Request (VRR) when receiving a beacon message including an identifier of an uplink channel from the VT 210, The communication unit 225 is controlled to transmit the VRR message to the AA 230 through an uplink channel.

제어부(227)는 서비스 요청이 필요한 경우 세션 생성 요청(Session Establishment Request, SER) 메시지를 상기 업링크 채널을 통해 상기 AA(230)에게 전송하도록 상기 VIP 패킷 생성부(223) 및 상기 통신부(225)를 제어하고, 세션 생성이 완료되면 상기 VIP에 기초하여 데이터 송수신을 수행하도록 상기 VIP 패킷 생성부(223) 및 상기 통신부(225)를 제어할 수 있다. When a service request is required, the control unit 227 transmits a Session Establishment Request (SER) message to the AA 230 through the uplink channel. The VIP packet generation unit 223 and the communication unit 225 and control the VIP packet generation unit 223 and the communication unit 225 to perform data transmission/reception based on the VIP when the session creation is completed.

도 3은 일 실시예에 따른 AA의 구성을 설명하기 위한 도면이다. 3 is a diagram for explaining the configuration of an AA according to an embodiment.

도 3을 참조하면, AA(230)는 가시광 통신부(231), 업링크 채널 통신부(235), VIP 패킷 생성부(233) 및 제어부(237)를 포함한다. Referring to FIG. 3 , the AA 230 includes a visible light communication unit 231 , an uplink channel communication unit 235 , a VIP packet generation unit 233 , and a control unit 237 .

가시광 통신부(231)는 가시광 통신을 통해 VT(210)로 데이터를 전송한다.The visible light communication unit 231 transmits data to the VT 210 through visible light communication.

업링크 채널 통신부(235)는 업링크 채널을 통해 VR(220)로부터 메시시지를 수신한다. The uplink channel communication unit 235 receives a message from the VR 220 through the uplink channel.

VIP 패킷 생성부(233)는 VIP 기반의 송신 메시지를 생성한다. The VIP packet generator 233 generates a VIP-based transmission message.

제어부(237)는 VIP에 기초하여 상기 가시광 통신부(231), 업링크 채널 통신부(235) 및 VIP 패킷 생성부(233)를 제어한다. The control unit 237 controls the visible light communication unit 231 , the uplink channel communication unit 235 , and the VIP packet generation unit 233 based on the VIP.

예를 들어, 제어부(237)는 VR(220)로부터 수신되는 메시지를 VG로 전달하도록 가시광 통신부(231) 또는 업링크 채널 통신부(235)를 제어할 수 있다. 또한, 제어부(237)는 VR 탐색 과정에서 아직 식별자(ID)를 할당 받지 못한 VR의 임시 식별을 위한 넌스값을 생성하여 VR에 할당하도록 VIP 패킷 생성부(233) 및 가시광 통신부(231)를 제어할 수 있다. For example, the controller 237 may control the visible light communication unit 231 or the uplink channel communication unit 235 to transmit a message received from the VR 220 to the VG. In addition, the control unit 237 controls the VIP packet generation unit 233 and the visible light communication unit 231 to generate a nonce value for temporary identification of a VR to which an identifier (ID) has not yet been assigned in the VR search process and assign it to the VR. can do.

도 4는 일 실시예에 따른 단방향 가시광 통신 시스템에서 데이터 전송 신뢰성 개선을 위한 데이터 송수신 방법을 나타내는 도면이다. 4 is a diagram illustrating a data transmission/reception method for improving data transmission reliability in a unidirectional visible light communication system according to an embodiment.

도 4에서 단방향 가시광 통신 시스템(410)은 도 1에 도시된 조명 장치(Visible Light Communication Transmitter, VT)(131, 133, 135, 137, 138, 139), 지정된 구역(150, 160)의 VT 들을 관리하는 관리장치(Aggregation Agent, AA)(121, 123) 및 AA를 관리하고 외부 네트워크와 연결되는 게이트웨이(Visible Light Communication Gateway, VG)(140)를 포함한다.In FIG. 4, the unidirectional visible light communication system 410 transmits the VTs of the Visible Light Communication Transmitter (VT) (131, 133, 135, 137, 138, 139), designated areas (150, 160) shown in FIG. It includes a management device (Aggregation Agent, AA) (121, 123) that manages and manages the AA and a gateway (Visible Light Communication Gateway, VG) (140) connected to an external network.

단방향 가시광 통신 시스템(410)과 VR(220)은 420단계에서 VIP 기반 VR 탐색 과정을 수행한다. The one-way visible light communication system 410 and the VR 220 perform a VIP-based VR search process in step 420 .

즉, 업링크 채널의 식별자를 포함하는 비콘 메시지를 이용하여 VR(220)을 탐색하고 탐색된 VR(220)에 ID를 할당한다. That is, the VR 220 is searched for by using a beacon message including the identifier of the uplink channel, and an ID is assigned to the searched VR 220 .

단방향 가시광 통신 시스템(410)과 VR(220)은 430단계에서 VIP 기반 세션 생성 과정을 수행한다.The one-way visible light communication system 410 and the VR 220 perform a VIP-based session creation process in step 430 .

즉, 단방향 가시광 통신 시스템(410)은 430단계에서 탐색된 VR(220)로부터 세션 생성 요청(Session Establishment Request, SER) 메시지를 업링크 채널을 통해 수신하면 세션 생성 응답(Session Establishment ACK, SEA) 메시지를 가시광 통신을 통해 VR(220)에게 전송하고 세션 생성을 완료한다.That is, when the unidirectional visible light communication system 410 receives a session establishment request (SER) message from the VR 220 found in step 430 through an uplink channel, a session establishment response (Session Establishment ACK, SEA) message is received. is transmitted to the VR 220 through visible light communication and the session creation is completed.

세션 생성이 완료되면, 단방향 가시광 통신 시스템(410)과 VR(220)은 440단계에서 VIP 기반 데이터 송수신을 수행한다.When the session creation is completed, the unidirectional visible light communication system 410 and the VR 220 perform VIP-based data transmission/reception in step 440 .

즉, 단방향 가시광 통신 시스템(410)은 440단계에서 VR(220)과 슬라이딩 윈도우 기반 데이터 송수신을 수행한다. That is, the unidirectional visible light communication system 410 performs data transmission/reception based on the sliding window with the VR 220 in step 440 .

도 5는 일 실시예에 따른 VR 탐색 과정을 설명하기 위한 도면이다. 5 is a diagram for explaining a VR search process according to an embodiment.

도 5에 도시된 과정은 VIP 기반 VR 탐색 과정을 구체적으로 설명하기 위한 것이다. VR 탐색 과정은 VG가 네트워크 내에 위치하는 VR을 탐색하고 식별하는 과정에 해당한다. The process shown in FIG. 5 is for specifically explaining the VIP-based VR search process. The VR discovery process corresponds to a process in which the VG discovers and identifies the VR located in the network.

도 5를 참조하면, VT는 510단계에서 자신이 등록되어 있는 VG의 식별정보와 자신의 식별정보를 포함하는 VIP 기반 비콘 메시지를 생성하고, 생성된 비콘 메시지를 주기적으로 전송한다. Referring to FIG. 5 , in step 510 , the VT generates a VIP-based beacon message including the identification information of the VG it is registered with and its own identification information, and periodically transmits the generated beacon message.

이때, 비콘 메시지는 AA와 VR의 통신에 사용되는 Uplink 채널의 식별자인 "Uplink ID"를 포함할 수 있다. "Uplink ID"는 도 12에 도시된 바와 같이, 도 11의 Type Specific Header 필드에 포함될 수 있다. In this case, the beacon message may include "Uplink ID", which is an identifier of an uplink channel used for communication between AA and VR. “Uplink ID” may be included in the Type Specific Header field of FIG. 11 as shown in FIG. 12 .

예를 들어, Uplink 채널을 Wi-Fi로 이용할 경우 Uplink ID 필드는 SSID로 채워질 수 있다. For example, when using an uplink channel as Wi-Fi, the uplink ID field may be filled with an SSID.

비콘 메시지를 수신한 VR은 520단계에서 VIP 기반의 VR 등록 요청 메시지(VR Registration Request, VRR)를 해당 업링크 채널을 통해 AA에게 전송한다. Upon receiving the beacon message, the VR transmits a VIP-based VR registration request message (VR Registration Request, VRR) to the AA through the corresponding uplink channel in step 520 .

이때, VRR 메시지는 도 13에 도시된 바와 같이 Parent ID(즉, VT의 Parent인 AA의 ID) 및 VT의 식별자인 VT ID를 포함한다. In this case, the VRR message includes a Parent ID (ie, an ID of AA that is a parent of a VT) and a VT ID that is an identifier of the VT as shown in FIG. 13 .

AA는 아직 ID를 할당 받지 못한 VR의 VR의 임시 식별을 위한 넌스(Nonce) 값을 생성하고, Publish Nonce 메시지를 통해 넌스 값을 VR에게 응답함과 동시에 VRR 메시지를 VG에게 전달한다. AA generates a nonce value for temporary identification of VR in VR that has not yet been assigned an ID, responds to the nonce value to VR through Publish Nonce message, and delivers a VRR message to VG.

VRR 메시지를 수신한 VG는 530단계에서 포함한 VR의 식별자인 VR ID를 포함하는 VR 등록 응답(VR Registration ACK, VRA) 메시지를 AA에게 전달한다. Upon receiving the VRR message, the VG transmits a VR registration response (VR Registration ACK, VRA) message including the VR ID, which is the identifier of the VR included in step 530, to the AA.

AA는 VRA 메시지를 VT를 통해 가시광 통신으로 VR에게 전송되도록 한다. AA causes the VRA message to be transmitted to the VR by visible light communication through the VT.

이때, VR은 520단계에서 수신한 넌스 값을 확인함으로써, VR ID를 확인할 수 있고, 540단계에서 VR 등록 확정(VR Registration confirm, VRC) 메시지를 AA를 통해 VG로 전송함으로써, 탐색 과정 또는 ID 할당 과정이 완료되었음을 알릴 수 있다. At this time, the VR can check the VR ID by checking the nonce value received in step 520, and in step 540 transmit a VR registration confirm (VRC) message to the VG through AA, so that the search process or ID assignment It can inform you that the process is complete.

도 6은 일 실시예에 따른 세션 생성 과정을 설명하기 위한 도면이다. 6 is a diagram for explaining a session creation process according to an embodiment.

도 6에 도시된 세션 설정 과정은 메시지를 교환하기 전에 세션을 생성함으로써, VR 탐색 과정과 함께 신뢰성을 보장하기 위한 과정이다.The session establishment process shown in FIG. 6 is a process for ensuring reliability together with the VR search process by creating a session before exchanging messages.

세션 생성을 위해, VR은 610단계에서 세션 식별자 및 VR의 데이터 송신 시작 번호를 포함하는 SER 메시지를 AA에게 전송한다. To create a session, the VR transmits a SER message including a session identifier and a data transmission start number of the VR to the AA in step 610 .

AA는 SER 메시지를 수신하면, SER 메시지를 VG로 전달한다. When the AA receives the SER message, it delivers the SER message to the VG.

VG는 자신의 데이터 송신 시작 번호를 생성하고, 620단계에서 SEA 메시지에 VG의 데이터 송신 시작 번호를 담아 AA로 전송한다. The VG generates its own data transmission start number, and in step 620, the VG's data transmission start number is included in the SEA message and transmitted to the AA.

AA는 SEA 메시지를 VT를 통해 VR로 전달한다. AA forwards SEA message to VR via VT.

VR은 SEA 메시지를 성공적으로 수신하면, 630단계에서 세션 생성 확정(Session Establishment Confirm, SEC) 메시지를 AA로 전송한다. When the VR successfully receives the SEA message, in step 630, the VR transmits a Session Establishment Confirm (SEC) message to the AA.

AA는 630단계에서 SEA 메시지를 수신한 VR로부터 세션 생성 확정(Session Establishment Confirm, SEC) 메시지를 수신하면, SEC 메시지를 VG로 전달한다. When the AA receives a Session Establishment Confirm (SEC) message from the VR receiving the SEA message in step 630, the AA delivers the SEC message to the VG.

이때, SEC 메시지의 포맷은 SEA 메시지의 포맷과 동일하다. In this case, the format of the SEC message is the same as the format of the SEA message.

세션 생성이 완료되면, VG와 VR은 송신 번호 기반의 신뢰성 있는 통신을 수행할 수 있다. When session creation is completed, VG and VR can perform reliable communication based on transmission number.

도 7은 일 실시예에 따른 신뢰성 기반 데이터 전송 과정을 설명하기 위한 도면이다. 7 is a diagram for explaining a reliability-based data transmission process according to an embodiment.

VR 탐색 및 세션 생성 과정을 포함하는 초기화 과정이 종료되면, VIP 기반의 데이터 전송을 시작할 수 있다. When the initialization process including the VR discovery and session creation process is finished, VIP-based data transmission can be started.

VIP 기반의 데이터 전송은 신뢰성 있는 전송이 가능하므로, 한 번에 많은 데이터를 보낼 수 있다. 따라서, VIP 기반의 데이터 전송은 슬라이딩 윈도우 기반으로 데이터를 송수신 할 수 있다. VIP-based data transmission enables reliable transmission, so a lot of data can be sent at once. Therefore, VIP-based data transmission can transmit/receive data based on a sliding window.

도 7에 도시된 데이터 전송 과정은 기 설정된 슬라이딩 윈도우의 크기가 4인 예를 나타낸다. The data transmission process shown in FIG. 7 shows an example in which the preset sliding window size is 4.

도 7에 도시된 슬라이딩 윈도우 기반 데이터 송수신은 도 11에 도시된 VIP 기반의 메시지 포맷을 사용한다. The sliding window-based data transmission and reception shown in FIG. 7 uses the VIP-based message format shown in FIG. 11 .

서비스를 요청하는 VR은 701단계에서 원하는 서비스 정보를 포함하는 가시광통신 서비스 데이터(VLC Service Data, VSD) 메시지를 업링크 채널을 통해 VG로 전달한다. 도 7의 701단계에 도시된 VSD의 경우 VR sequence Number가 30000인 경우를 나타낸다. The VR requesting service transmits a visible light communication service data (VLC Service Data, VSD) message including desired service information to the VG through an uplink channel in step 701 . In the case of the VSD shown in step 701 of FIG. 7, the VR sequence number is 30000.

VG는 702 단계에서 VSD(VR-Seq 30000)에 대한 ACK 메시지인 서비스 데이터 응답(VLC Service data ACK, VSA) 메시지를 AA 및 VT를 통해 전달한다. In step 702, the VG transmits a service data response (VLC Service data ACK, VSA) message that is an ACK message for the VSD (VR-Seq 30000) through AA and VT.

VG는 VR이 원하는 데이터를 기 설정된 슬라이딩 윈도우의 크기 만큼 전송할 수 있다. 여기서, 슬라이딩 윈도우의 크기는 버퍼 또는 큐에 저장되는 메시지의 수를 나타낸다. The VG may transmit data desired by the VR as much as the size of the preset sliding window. Here, the size of the sliding window indicates the number of messages stored in the buffer or queue.

도 7에서 703, 704, 705, 706 및 709, 710, 711, 712는 슬라이딩 윈도우 크기에 기초하여 VR의 서비스 요청에 대응하는 4개씩의 메시지가 전송됨을 나타낸다. 7, 703, 704, 705, 706 and 709, 710, 711, and 712 indicate that four messages corresponding to the VR service request are transmitted based on the sliding window size.

도 7에서 707, 708, 713 및 714 단계는 각각 데이터 메시지를 수신한 VR에서 승인번호를 포함하는 VSA 메시지를 통해 정상적으로 수신된 데이터 메시지의 송신 번호를 VG에게 알리는 과정을 나타낸다. Steps 707, 708, 713, and 714 in FIG. 7 show the process of notifying the VG of the transmission number of the normally received data message through the VSA message including the acknowledgment number in the VR receiving the data message, respectively.

예를 들어, 703, 704, 705, 706단계에서 VG의 Sequence Number 10000~10003인 VSD 메시지들 'VSD(VG-Seq 10000~10003)'을 수신한 경우, VR은 707단계 및 708단계에서 승인번호 10001 및 10003에 대한 정상적인 수신을 응답한다.For example, when receiving VSD messages 'VSD(VG-Seq 10000~10003)' with sequence numbers 10000 to 10003 of VG in steps 703, 704, 705, and 706, the VR receives an authorization number in steps 707 and 708 It replies normal reception to 10001 and 10003.

이때, 승인 번호는 TCP와 같이 Cumulative한 성격을 가지고 있으며, VSA의 발행 규칙은 TCP와 같다. At this time, the acknowledgment number has a cumulative nature like TCP, and the VSA issuance rule is the same as TCP.

VG는 VSA를 수신하면, 정상적인 수신이 확인된 메시지를 윈도우에서 삭제하고 윈도우를 슬라이딩하여 추가적인 데이터 전송을 수행한다. Upon receipt of the VSA, the VG deletes the message for which normal reception has been confirmed from the window and performs additional data transmission by sliding the window.

도 8은 일 실시예에 따른 데이터 손실 복구 과정을 설명하기 위한 도면이다. 8 is a diagram for explaining a data loss recovery process according to an embodiment.

도 8에 도시된 예에서 801 및 802단계는 도 7의 701 및 702단계와 동일한 과정이고, 803단계부터 806단계에서 전송되는 메시지 중 VG sequence number 10001 및 10002번 패킷이 전송 중에 손실된 예를 나타낸다. In the example shown in FIG. 8, steps 801 and 802 are the same processes as steps 701 and 702 of FIG. 7, and VG sequence numbers 10001 and 10002 packets among the messages transmitted in steps 803 to 806 are lost during transmission. .

이때, 10000번 패킷 다음에 10003번 패킷을 수신한 VR은 데이터에 손실이 있음을 인지한 후, 807단계에서 서비스 데이터 10000에 대한 승인번호 10000과 함께 손실된 패킷 정보를 포함한 VSA 메시지 'VSA(cumACK 10000, {Gap start 3, Gap End 3})'를 통해 재전송을 요청할 수 있다. At this time, after receiving the packet 10003 after the packet 10000, the VR recognizes that there is a loss of data, and in step 807, the VSA message 'VSA (cumACK) 10000, {Gap start 3, Gap End 3})' can request retransmission.

VG는 슬라이딩 윈도우 크기를 고려하여 손실된 패킷을 재전송할 수 있다. The VG may retransmit the lost packet in consideration of the sliding window size.

즉, VSA 메시지를 수신한 VG는 10000번까지 정상적으로 전송되었음과 함께 10001, 10002번 패킷이 손실되었음을 알 수 있다. That is, it can be seen that the VG, which has received the VSA message, has normally transmitted up to 10000 and lost packets 10001 and 10002.

따라서, 다음 전송될 10004번 패킷과 함께 손실된 10001번과 10002번을 808내지 810단계에서 VR로 전송한다. Accordingly, the lost packets 10001 and 10002 are transmitted to the VR in steps 808 to 810 together with the packet number 10004 to be transmitted next.

VR은 811 단계에서 10003번 패킷을 정상적으로 수신하였음을 VSA 메시지를 통해 재전송된 패킷도 정상적으로 수신하였음을 VG에게 알릴 수 있다. In step 811, the VR may inform the VG that the packet No. 10003 has been normally received and that the retransmitted packet has also been normally received through the VSA message.

이후, 812단계 내지 817단계에서 10005~10009번 패킷이 정상적으로 전송되고, VG는 815단계 및 818단계에서 해당 패킷들이 정상적으로 수신되었음을 알릴 수 있다. Thereafter, packets 10005 to 10009 are normally transmitted in steps 812 to 817, and the VG may inform that the corresponding packets have been normally received in steps 815 and 818.

도 9는 일 실시예에 따른 VT 핸드오버 과정을 설명하기 위한 도면이다. 9 is a diagram for explaining a VT handover process according to an embodiment.

도 9에 도시된 예는 VR이 서비스를 받는 도중에 핸드오버가 일어난 경우를 나타낸다. The example shown in FIG. 9 shows a case in which handover occurs while VR is receiving a service.

VIP 에서는 2가지 핸드오버 과정이 존재하며, 도 9에 도시된 예는 VT간의 이동이 발생한 핸드오버이고, 도 10에 도시된 예는 AA간의 이동이 발생한 핸드오버를 나타낸다. There are two handover processes in the VIP. The example shown in FIG. 9 is a handover in which a movement between VTs occurs, and the example shown in FIG. 10 shows a handover in which a movement between AAs occurs.

901단계 내지 904단계에서 VT1을 통해 서비스 데이터를 수신하던 VR은 VT2와 연결됨으로써 10002 및 10003번 패킷을 수신하지 못하게 된다. In steps 901 to 904, the VR, which was receiving service data through VT1, is connected to VT2, and thus cannot receive packets 10002 and 10003.

이때, VR은 새로운 VT로부터 비콘 메시지를 수신하는 경우 상기 AA를 통해 VG로 핸드오버 통지(HandOver Notification, HON) 메시지를 전송하고, VG는 새로운 VT를 통해 VR에서 수신하지 못한 서비스 데이터를 재전송할 수 있다.At this time, when the VR receives a beacon message from the new VT, it transmits a HandOver Notification (HON) message to the VG through the AA, and the VG retransmits the service data not received in the VR through the new VT. have.

즉, VR은 908단계에서 새로운 VT인 VT2로부터 비콘 메시지를 수신하면 909단계에서 VT2로 핸드오버 되었음을 알리는 'HON(with VT2) 메시지'를 AA를 통해 VG로 전송한다. That is, when the VR receives a beacon message from VT2, which is a new VT, in step 908, it transmits a 'HON (with VT2) message' to the VG through AA to inform that the handover has been performed to VT2 in step 909.

905단계에서 VSA메시지를 수신한 후 906 및 907단계에서 10004, 10005번 패킷을 전송한 VG는 'HON(with V2) 메시지'를 수신함으로써 핸드오버가 발생했음을 인지하고, 910단계 내지 913단계에서 이전에 전송했던 데이터 메시지들(10002~10005번 패킷)을 VT2로 재전송한다. After receiving the VSA message in step 905, the VG that has transmitted packets 10004 and 10005 in steps 906 and 907 recognizes that handover has occurred by receiving a 'HON (with V2) message', and transfers in steps 910 to 913. It retransmits the data messages (packets 10002 to 10005) sent to VT2.

도 10은 일 실시예에 따른 AA 핸드오버 과정을 설명하기 위한 도면이다. 10 is a diagram for describing an AA handover process according to an embodiment.

VR은 새로운 VT로부터 비콘 메시지를 수신하는 경우 AA의 핸드오버를 확인하고, AA의 핸드오버가 발생한 경우 상기 ID를 할당하는 단계 및 세션 생성을 완료하는 단계를 재수행하고, VG는 새로운 VT를 통해 VR에서 수신하지 못한 서비스 데이터를 재전송할 수 있다.When VR receives a beacon message from a new VT, it checks AA handover, and when AA handover occurs, performs the steps of allocating the ID and completing session creation again, and the VG performs VR through the new VT Service data that has not been received can be retransmitted.

AA간의 핸드오버는 새로운 업링크 채널 할당 절차를 제외하면, 도 9에 도시된 VT간의 핸드오버와 유사한 절차로 진행될 수 있다. Handover between AAs may be performed in a procedure similar to that of handover between VTs shown in FIG. 9 except for a new uplink channel assignment procedure.

즉, 도 10에 도시된 예는 1001단계 내지 1004단계에서 AA1에 속한 VT1(AA1)을 통해 서비스 데이터를 수신하던 VR은 AA2에 속한 VT2(AA2)와 연결됨으로써 10002 및 10003번 패킷을 수신하지 못하게 된다.That is, in the example shown in FIG. 10, in steps 1001 to 1004, the VR receiving service data through VT1 (AA1) belonging to AA1 is connected to VT2 (AA2) belonging to AA2, so that packets 10002 and 10003 cannot be received. do.

VR은 1008단계에서 새로운 VT인 VT2(AA2)로부터 비콘 메시지를 수신하면 비콘 메시지에 포함된 AA ID를 통해 새로운 AA에 연결되었음을 인지하고, VR은 새로운 AA를 통해 업링크 채널을 이용하기 위한 연결 과정을 수행할 수 있다. When the VR receives a beacon message from VT2 (AA2), which is a new VT, in step 1008, the VR recognizes that it is connected to the new AA through the AA ID included in the beacon message, and the VR connects to the uplink channel through the new AA. can be performed.

이후, VR은 1009단계에서 AA2로 핸드오버 되었음을 알리는 'HON(with AA2 and VT) 메시지'를 AA2를 통해 VG로 전송한다. Thereafter, the VR transmits a 'HON (with AA2 and VT) message' to the VG through AA2 indicating that the handover has been performed to AA2 in step 1009.

1005단계에서 VSA메시지를 수신한 후 1006 및 1007단계에서 10004, 10005번 패킷을 전송한 VG는 'HON(with AA2 and VT) 메시지'를 수신함으로써 핸드오버가 발생했음을 인지하고, 1010단계 내지 1013단계에서 이전에 전송했던 데이터 메시지들(10002~10005번 패킷)을 VT2로 재전송한다.After receiving the VSA message in step 1005, the VG that transmits packets 10004 and 10005 in steps 1006 and 1007 recognizes that handover has occurred by receiving a 'HON (with AA2 and VT) message', and steps 1010 to 1013 retransmits the data messages (packets 10002 to 10005) that were previously transmitted to VT2.

도 11은 일 실시예에 따른 VIP 패킷 포맷을 나타내는 도면이다. 11 is a diagram illustrating a VIP packet format according to an embodiment.

도 11을 참조하면, VIP 기반의 메시지 포맷은 패킷의 형식을 나타내는 타입(Type) 필드, 패킷의 총 길이를 나타내는 Total Length 필드, VT를 관리하는 엔티티의 식별자를 나타내는 Parent ID 필드, VT의 식별자를 나타내는 VT ID 필드, 가시광 통신을 통해 메시지를 수신하는 VR의 식별자를 나타내는 VR ID 필드 및 VIP 패킷의 타입별 용도에 따라 사용되는 Type Specific Header 필드 및 Payload 필드를 포함한다. Referring to FIG. 11 , the VIP-based message format includes a Type field indicating a packet format, a Total Length field indicating a total length of a packet, a Parent ID field indicating an identifier of an entity managing VT, and an identifier of a VT. It includes a VT ID field indicating a VT ID field, a VR ID field indicating an identifier of a VR that receives a message through visible light communication, and a Type Specific Header field and Payload field used according to the purpose of each type of VIP packet.

도 12 내지 도 18은 일 실시예에 따른 VIP 메시지 타입 별 패킷 포맷을 나타내는 도면이다. 12 to 18 are diagrams illustrating packet formats for each VIP message type according to an embodiment.

도 12는 VT에서 주기적으로 전송하는 비콘 메시지의 형식을 나타낸다. 12 shows the format of a beacon message periodically transmitted by the VT.

도시된 바와 같이, 비콘 메시지는 도 11에 도시된 포맷의 Type Specific Header 필드에 업링크 채널의 식별자 정보인 'Uplink ID'를 포함한다. As shown, the beacon message includes 'Uplink ID', which is identifier information of an uplink channel, in the Type Specific Header field of the format shown in FIG. 11 .

도 13은 VRR 메시지 형식을 나타내고, Type Specific Header 필드에 별다른 정보가 포함되지 않을 수 있다. 13 shows a VRR message format, and special information may not be included in the Type Specific Header field.

도 14는 VRA 메시지 형식을 나타내고, Type Specific Header 필드에 Nonce 값이 포함될 수 있다. 14 shows a VRA message format, and a Nonce value may be included in the Type Specific Header field.

도 15는 SER 메시지 형식을 나타내고, Type Specific Header 필드에 세션 식별자 및 VR 데이터 송신 번호가 포함될 수 있다. 15 shows a SER message format, and a session identifier and a VR data transmission number may be included in the Type Specific Header field.

도 16은 SEA 메시지 형식을 나타내고, Type Specific Header 필드에 세션 식별자 및 VG의 데이터 송신 번호가 포함될 수 있다. 16 shows an SEA message format, and a session identifier and a data transmission number of the VG may be included in the Type Specific Header field.

도 17은 VSD 메시지 형식을 나타내고, Type Specific Header 필드에 세션 식별자 및 VR의 시퀀스 넘버(Sequence Number)를 포함하고, 도 11에 도시된 Payload 필드에 VR의 서비스 요청에 대한 정보를 포함할 수 있다. 17 shows a VSD message format, a Type Specific Header field may include a session identifier and a VR sequence number, and a Payload field shown in FIG. 11 may include information about a VR service request.

도 18은 VSA 메시지 형식을 나타내고, Type Specific Header 필드에 세션 식별자 및 VR 또는 VG의 승인번호 및 ACK의 갭 정보를 포함할 수 있다. 18 shows a VSA message format, and may include a session identifier, an acknowledgment number of VR or VG, and gap information of ACK in the Type Specific Header field.

이상에서 설명된 장치는 하드웨어 구성요소, 소프트웨어 구성요소, 및/또는 하드웨어 구성요소 및 소프트웨어 구성요소의 조합으로 구현될 수 있다. 예를 들어, 실시예들에서 설명된 장치 및 구성요소는, 예를 들어, 프로세서, 콘트롤러, ALU(arithmetic logic unit), 디지털 신호 프로세서(digital signal processor), 마이크로컴퓨터, FPA(field programmable array), PLU(programmable logic unit), 마이크로프로세서, 또는 명령(instruction)을 실행하고 응답할 수 있는 다른 어떠한 장치와 같이, 하나 이상의 범용 컴퓨터 또는 특수 목적 컴퓨터를 이용하여 구현될 수 있다. 처리 장치는 운영 체제(OS) 및 상기 운영 체제 상에서 수행되는 하나 이상의 소프트웨어 애플리케이션을 수행할 수 있다. 또한, 처리 장치는 소프트웨어의 실행에 응답하여, 데이터를 접근, 저장, 조작, 처리 및 생성할 수도 있다. 이해의 편의를 위하여, 처리 장치는 하나가 사용되는 것으로 설명된 경우도 있지만, 해당 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자는, 처리 장치가 복수 개의 처리 요소(processing element) 및/또는 복수 유형의 처리 요소를 포함할 수 있음을 알 수 있다. 예를 들어, 처리 장치는 복수 개의 프로세서 또는 하나의 프로세서 및 하나의 콘트롤러를 포함할 수 있다. 또한, 병렬 프로세서(parallel processor)와 같은, 다른 처리 구성(processing configuration)도 가능하다.The device described above may be implemented as a hardware component, a software component, and/or a combination of the hardware component and the software component. For example, devices and components described in the embodiments may include, for example, a processor, a controller, an arithmetic logic unit (ALU), a digital signal processor, a microcomputer, a field programmable array (FPA), It may be implemented using one or more general purpose or special purpose computers, such as a programmable logic unit (PLU), microprocessor, or any other device capable of executing and responding to instructions. The processing device may execute an operating system (OS) and one or more software applications running on the operating system. A processing device may also access, store, manipulate, process, and generate data in response to execution of the software. For convenience of understanding, although one processing device is sometimes described as being used, one of ordinary skill in the art will recognize that the processing device includes a plurality of processing elements and/or a plurality of types of processing elements. It can be seen that can include For example, the processing device may include a plurality of processors or one processor and one controller. Other processing configurations are also possible, such as parallel processors.

소프트웨어는 컴퓨터 프로그램(computer program), 코드(code), 명령(instruction), 또는 이들 중 하나 이상의 조합을 포함할 수 있으며, 원하는 대로 동작하도록 처리 장치를 구성하거나 독립적으로 또는 결합적으로(collectively) 처리 장치를 명령할 수 있다. 소프트웨어 및/또는 데이터는, 처리 장치에 의하여 해석되거나 처리 장치에 명령 또는 데이터를 제공하기 위하여, 어떤 유형의 기계, 구성요소(component), 물리적 장치, 가상 장치(virtual equipment), 컴퓨터 저장 매체 또는 장치, 또는 전송되는 신호 파(signal wave)에 영구적으로, 또는 일시적으로 구체화(embody)될 수 있다. 소프트웨어는 네트워크로 연결된 컴퓨터 시스템 상에 분산되어서, 분산된 방법으로 저장되거나 실행될 수도 있다. 소프트웨어 및 데이터는 하나 이상의 컴퓨터 판독 가능 기록 매체에 저장될 수 있다.Software may comprise a computer program, code, instructions, or a combination of one or more thereof, which configures a processing device to operate as desired or is independently or collectively processed You can command the device. The software and/or data may be any kind of machine, component, physical device, virtual equipment, computer storage medium or apparatus, to be interpreted by or to provide instructions or data to the processing device. , or may be permanently or temporarily embody in a transmitted signal wave. The software may be distributed over networked computer systems and stored or executed in a distributed manner. Software and data may be stored in one or more computer-readable recording media.

실시예에 따른 방법은 다양한 컴퓨터 수단을 통하여 수행될 수 있는 프로그램 명령 형태로 구현되어 컴퓨터 판독 가능 매체에 기록될 수 있다. 상기 컴퓨터 판독 가능 매체는 프로그램 명령, 데이터 파일, 데이터 구조 등을 단독으로 또는 조합하여 포함할 수 있다. 상기 매체에 기록되는 프로그램 명령은 실시예를 위하여 특별히 설계되고 구성된 것들이거나 컴퓨터 소프트웨어 당업자에게 공지되어 사용 가능한 것일 수도 있다. 컴퓨터 판독 가능 기록 매체의 예에는 하드 디스크, 플로피 디스크 및 자기 테이프와 같은 자기 매체(magnetic media), CD-ROM, DVD와 같은 광기록 매체(optical media), 플롭티컬 디스크(floptical disk)와 같은 자기-광 매체(magneto-optical media), 및 롬(ROM), 램(RAM), 플래시 메모리 등과 같은 프로그램 명령을 저장하고 수행하도록 특별히 구성된 하드웨어 장치가 포함된다. 프로그램 명령의 예에는 컴파일러에 의해 만들어지는 것과 같은 기계어 코드뿐만 아니라 인터프리터 등을 사용해서 컴퓨터에 의해서 실행될 수 있는 고급 언어 코드를 포함한다. 상기된 하드웨어 장치는 실시예의 동작을 수행하기 위해 하나 이상의 소프트웨어 모듈로서 작동하도록 구성될 수 있으며, 그 역도 마찬가지이다.The method according to the embodiment may be implemented in the form of program instructions that can be executed through various computer means and recorded in a computer-readable medium. The computer-readable medium may include program instructions, data files, data structures, etc. alone or in combination. The program instructions recorded on the medium may be specially designed and configured for the embodiment, or may be known and available to those skilled in the art of computer software. Examples of the computer-readable recording medium include magnetic media such as hard disks, floppy disks and magnetic tapes, optical media such as CD-ROMs and DVDs, and magnetic media such as floppy disks. - includes magneto-optical media, and hardware devices specially configured to store and execute program instructions, such as ROM, RAM, flash memory, and the like. Examples of program instructions include not only machine language codes such as those generated by a compiler, but also high-level language codes that can be executed by a computer using an interpreter or the like. The hardware devices described above may be configured to operate as one or more software modules to perform the operations of the embodiments, and vice versa.

이상과 같이 실시예들이 비록 한정된 실시예와 도면에 의해 설명되었으나, 해당 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 상기의 기재로부터 다양한 수정 및 변형이 가능하다. 예를 들어, 설명된 기술들이 설명된 방법과 다른 순서로 수행되거나, 및/또는 설명된 시스템, 구조, 장치, 회로 등의 구성요소들이 설명된 방법과 다른 형태로 결합 또는 조합되거나, 다른 구성요소 또는 균등물에 의하여 대치되거나 치환되더라도 적절한 결과가 달성될 수 있다.As described above, although the embodiments have been described with reference to the limited embodiments and drawings, various modifications and variations are possible from the above description by those skilled in the art. For example, the described techniques are performed in an order different from the described method, and/or the described components of the system, structure, apparatus, circuit, etc. are combined or combined in a different form than the described method, or other components Or substituted or substituted by equivalents may achieve an appropriate result.

그러므로, 다른 구현들, 다른 실시예들 및 특허청구범위와 균등한 것들도 후술하는 특허청구범위의 범위에 속한다.Therefore, other implementations, other embodiments, and equivalents to the claims are also within the scope of the following claims.

Claims (16)

가시광 통신 기능을 수행하는 조명 장치(Visible Light Communication Transmitter, VT)와, 지정된 구역의 VT 들을 관리하는 관리장치(Aggregation Agent, AA) 및 상기 AA를 관리하고 외부 네트워크와 연결되는 게이트웨이(Visible Light Communication Gateway, VG)를 포함하는 단방향 가시광 통신 시스템에서 가시광 통신 수신 단말(Visible Light Communication Receiver, VR)과의 데이터 전송 신뢰성 개선을 위한 데이터 송수신 방법에 있어서,
업링크 채널의 식별자를 포함하는 비콘 메시지를 이용하여 VR을 탐색하고 탐색된 VR에 ID를 할당하는 단계;
상기 탐색된 VR로부터 세션 생성 요청(Session Establishment Request, SER) 메시지를 업링크 채널을 통해 수신하면 세션 생성 응답(Session Establishment ACK, SEA) 메시지를 가시광 통신을 통해 전송하고 세션 생성을 완료하는 단계; 및
상기 세션 생성이 완료되면 슬라이딩 윈도우 기반 데이터 송수신을 수행하는 단계를 포함하는
데이터 전송 신뢰성 개선을 위한 데이터 송수신 방법.A lighting device (Visible Light Communication Transmitter, VT) that performs a visible light communication function, a management device (Aggregation Agent, AA) that manages VTs in a designated area, and a gateway (Visible Light Communication Gateway) that manages the AA and connects to an external network , VG) in a data transmission and reception method for improving data transmission reliability with a visible light communication receiving terminal (Visible Light Communication Receiver, VR) in a unidirectional visible light communication system comprising:
discovering a VR using a beacon message including an identifier of an uplink channel and assigning an ID to the discovered VR;
When receiving a session establishment request (Session Establishment Request, SER) message from the discovered VR through an uplink channel, transmitting a session establishment response (Session Establishment ACK, SEA) message through visible light communication and completing the session creation; and
Comprising the step of performing data transmission and reception based on a sliding window when the session creation is completed
A data transmission/reception method for improving data transmission reliability. 제1항에 있어서,
상기 탐색된 VR에 ID를 할당하는 단계는,
상기 VT가 가시광 통신-사물인터넷 프로토콜(Visible Light Communication-IoT Protocol, VIP) 기반의 비콘(Beacon) 메시지를 생성하는 단계;
상기 VT가 상기 비콘 메시지를 주기적으로 전송하는 단계;
상기 AA가 상기 비콘 메시지를 수신한 VR로부터 VIP 기반의 VR 등록 요청 메시지(VR Registration Request, VRR)를 수신하는 단계;
상기 AA가 VR의 임시 식별을 위한 넌스(Nonce) 값을 상기 VRR 메시지를 전송한 VR에게 응답하는 전송하는 단계;
상기 AA가 상기 VG로부터 VR의 식별자를 포함하는 VR 등록 응답(VR Registration ACK, VRA) 메시지를 수신하고, 상기 VT를 통해 상기 VRR 메시지를 전송한 VR에게 상기 VRA를 전송하는 단계를 포함하는
데이터 전송 신뢰성 개선을 위한 데이터 송수신 방법.According to claim 1,
Allocating an ID to the searched VR comprises:
generating, by the VT, a Visible Light Communication-IoT Protocol (VIP)-based beacon message;
the VT periodically sending the beacon message;
receiving, by the AA, a VIP-based VR registration request message (VR Registration Request, VRR) from the VR receiving the beacon message;
transmitting, by the AA, a nonce value for temporary identification of the VR to the VR that has transmitted the VRR message;
Receiving, by the AA, a VR Registration ACK (VRA) message including an identifier of VR from the VG, and transmitting the VRA to the VR that transmitted the VRR message through the VT
A data transmission/reception method for improving data transmission reliability. 제2항에 있어서,
상기 VIP 기반의 메시지 포맷은
패킷의 형식을 나타내는 타입(Type) 필드, 패킷의 총 길이를 나타내는 Total Length 필드, VT를 관리하는 엔티티의 식별자를 나타내는 Parent ID 필드, VT의 식별자를 나타내는 VT ID 필드, 가시광 통신을 통해 메시지를 수신하는 VR의 식별자를 나타내는 VR ID 필드 및 VIP 패킷의 타입별 용도에 따라 사용되는 Type Specific Header 필드 및 Payload 필드를 포함하고,
상기 비콘 메시지는 상기 Type Specific Header 필드에 상기 업링크 채널의 식별자 정보를 포함하는
데이터 전송 신뢰성 개선을 위한 데이터 송수신 방법.3. The method of claim 2,
The VIP-based message format is
A Type field indicating the format of the packet, a Total Length field indicating the total length of the packet, a Parent ID field indicating an identifier of an entity managing VT, a VT ID field indicating an identifier of a VT, and receiving a message through visible light communication includes a VR ID field indicating an identifier of a VR and a Type Specific Header field and Payload field used according to the purpose of each type of VIP packet,
The beacon message includes identifier information of the uplink channel in the Type Specific Header field.
A data transmission/reception method for improving data transmission reliability. 제1항에 있어서,
상기 세션 생성을 완료하는 단계는
상기 AA가 세션 식별자 및 VR의 데이터 송신 시작 번호를 포함하는 SER 메시지를 수신하는 단계;
상기 SER 메시지를 VG로 전달하고 VG로부터 VG의 데이터 송신 시작 번호를 포함하는 SEA 메시지를 수신하는 단계;
상기 SEA 메시지를 VT를 통해 상기 탐색된 VR로 전달하고, 상기 SEA 메시지를 수신한 VR로부터 세션 생성 확정(Session Establishment Confirm, SEC) 메시지를 수신하는 단계를 포함하는
데이터 전송 신뢰성 개선을 위한 데이터 송수신 방법.According to claim 1,
Completing the session creation step
receiving, by the AA, a SER message including a session identifier and a data transmission start number of the VR;
transmitting the SER message to the VG and receiving an SEA message including the data transmission start number of the VG from the VG;
Transmitting the SEA message to the discovered VR through VT, and receiving a Session Establishment Confirm (SEC) message from the VR receiving the SEA message
A data transmission/reception method for improving data transmission reliability. 제1항에 있어서,
상기 슬라이딩 윈도우 기반 데이터 송수신은 가시광 통신-사물인터넷 프로토콜(Visible Light Communication-IoT Protocol, VIP) 기반의 메시지 포맷을 사용하고,
상기 VIP 기반의 메시지 포맷은 패킷의 형식을 나타내는 타입(Type) 필드, 패킷의 총 길이를 나타내는 Total Length 필드, VT를 관리하는 엔티티의 식별자를 나타내는 Parent ID 필드, VT의 식별자를 나타내는 VT ID 필드, 가시광 통신을 통해 메시지를 수신하는 VR의 식별자를 나타내는 VR ID 필드 및 VIP 패킷의 타입별 용도에 따라 사용되는 Type Specific Header 필드 및 Payload 필드를 포함하는
데이터 전송 신뢰성 개선을 위한 데이터 송수신 방법.According to claim 1,
The sliding window-based data transmission and reception uses a message format based on Visible Light Communication-IoT Protocol (VIP),
The VIP-based message format includes a Type field indicating a packet format, a Total Length field indicating a total length of a packet, a Parent ID field indicating an identifier of an entity managing VT, a VT ID field indicating an identifier of a VT, A VR ID field indicating an identifier of a VR that receives a message through visible light communication, and a Type Specific Header field and Payload field used according to the purpose of each type of VIP packet.
A data transmission/reception method for improving data transmission reliability. 제5항에 있어서,
서비스를 요청하는 VR은 상기 VIP 기반의 가시광통신 서비스 데이터(VLC Service Data, VSD) 메시지를 상기 AA를 통해 VG로 전달하고,
상기 VSD 메시지는 상기 Type Specific Header 필드에 세션 식별자 및 VR의 시퀀스 넘버(Sequence Number)를 포함하고, 상기 Payload 필드에 VR의 서비스 요청에 대한 정보를 포함하는
데이터 전송 신뢰성 개선을 위한 데이터 송수신 방법.6. The method of claim 5,
The VR requesting service transmits the VIP-based visible light communication service data (VLC Service Data, VSD) message to the VG through the AA,
The VSD message includes a session identifier and a VR sequence number in the Type Specific Header field, and includes information about a VR service request in the Payload field.
A data transmission/reception method for improving data transmission reliability. 제6항에 있어서,
상기 데이터 송수신을 수행하는 단계는
상기 AA가 업링크 채널을 통해 상기 VSD 메시지를 수신하는 단계;
기 설정된 슬라이딩 윈도우 크기에 기초하여 상기 VR의 서비스 요청에 대응하는 서비스 데이터를 VR로 전송하는 단계; 및
상기 서비스 데이터를 수신한 VR로부터 승인 번호를 포함하는 서비스 데이터 응답(VLC Service data ACK, VSA) 메시지를 수신하는 단계를 포함하는
데이터 전송 신뢰성 개선을 위한 데이터 송수신 방법.7. The method of claim 6,
The step of performing the data transmission and reception is
receiving, by the AA, the VSD message through an uplink channel;
transmitting service data corresponding to the service request of the VR to the VR based on a preset sliding window size; and
Receiving a service data response (VLC Service data ACK, VSA) message including an acknowledgment number from the VR receiving the service data
A data transmission/reception method for improving data transmission reliability. 제7항에 있어서,
상기 VG는 VR로부터 서비스 데이터에 대한 승인번호와 손실된 패킷 정보를 포함하는 VSA 메시지를 수신하면, 상기 슬라이딩 윈도우 크기를 고려하여 손실된 패킷을 재전송하는
데이터 전송 신뢰성 개선을 위한 데이터 송수신 방법.8. The method of claim 7,
When the VG receives a VSA message including an acknowledgment number for service data and lost packet information from the VR, it retransmits the lost packet in consideration of the sliding window size.
A data transmission/reception method for improving data transmission reliability. 제1항에 있어서,
VR은 새로운 VT로부터 비콘 메시지를 수신하는 경우 상기 AA를 통해 VG로 핸드오버 통지(HandOver Notification, HON) 메시지를 전송하고, VG는 새로운 VT를 통해 VR에서 수신하지 못한 서비스 데이터를 재전송하는
데이터 전송 신뢰성 개선을 위한 데이터 송수신 방법.According to claim 1,
When VR receives a beacon message from a new VT, it transmits a HandOver Notification (HON) message to the VG through the AA, and the VG retransmits service data that has not been received in the VR through the new VT.
A data transmission/reception method for improving data transmission reliability. 제1항에 있어서,
VR은 새로운 VT로부터 비콘 메시지를 수신하는 경우 AA의 핸드오버를 확인하고, AA의 핸드오버가 발생한 경우 상기 ID를 할당하는 단계 및 세션 생성을 완료하는 단계를 재수행하고, VG는 새로운 VT를 통해 VR에서 수신하지 못한 서비스 데이터를 재전송하는
데이터 전송 신뢰성 개선을 위한 데이터 송수신 방법.According to claim 1,
When VR receives a beacon message from a new VT, it checks AA handover, and when AA handover occurs, performs the steps of allocating the ID and completing session creation again, and the VG performs VR through the new VT to retransmit service data that has not been received from
A data transmission/reception method for improving data transmission reliability. 가시광 통신 기능을 수행하는 조명 장치(Visible Light Communication Transmitter, VT);
지정된 구역의 VT 들을 관리하는 관리장치(Aggregation Agent, AA); 및
상기 AA를 관리하고 외부 네트워크와 연결되는 게이트웨이(Visible Light Communication Gateway, VG)를 포함하고,
업링크 채널의 식별자를 포함하는 비콘 메시지를 이용하여 가시광 통신 수신 단말(Visible Light Communication Receiver, VR)을 탐색하고 탐색된 VR에 ID를 할당하고, 상기 탐색된 VR로부터 세션 생성 요청(Session Establishment Request, SER) 메시지를 업링크 채널을 통해 수신하면 세션 생성 응답(Session Establishment ACK, SEA) 메시지를 가시광 통신을 통해 전송하고 세션 생성을 완료하고, 상기 세션 생성이 완료되면 슬라이딩 윈도우 기반 데이터 송수신을 수행하는 것을 특징으로하는
데이터 전송 신뢰성 개선을 위한 단방향 가시광 통신 시스템.a lighting device that performs a visible light communication function (Visible Light Communication Transmitter, VT);
Management device (Aggregation Agent, AA) that manages VTs in a designated area; and
and a gateway (Visible Light Communication Gateway, VG) that manages the AA and is connected to an external network,
A Visible Light Communication Receiver (VR) is searched for using a beacon message including an identifier of an uplink channel, an ID is assigned to the searched VR, and a session establishment request is made from the discovered VR (Session Establishment Request, When the SER) message is received through the uplink channel, a Session Establishment ACK (SEA) message is transmitted through visible light communication, the session creation is completed, and when the session creation is completed, sliding window-based data transmission and reception is performed. characterized
One-way visible light communication system to improve data transmission reliability. 제11항에 있어서,
상기 슬라이딩 윈도우 기반 데이터 송수신은 가시광 통신-사물인터넷 프로토콜(Visible Light Communication-IoT Protocol, VIP) 기반의 메시지 포맷을 사용하고,
상기 VIP 기반의 메시지 포맷은 패킷의 형식을 나타내는 타입(Type) 필드, 패킷의 총 길이를 나타내는 Total Length 필드, VT를 관리하는 엔티티의 식별자를 나타내는 Parent ID 필드, VT의 식별자를 나타내는 VT ID 필드, 가시광 통신을 통해 메시지를 수신하는 VR의 식별자를 나타내는 VR ID 필드 및 VIP 패킷의 타입별 용도에 따라 사용되는 Type Specific Header 필드 및 Payload 필드를 포함하는
데이터 전송 신뢰성 개선을 위한 단방향 가시광 통신 시스템.12. The method of claim 11,
The sliding window-based data transmission and reception uses a message format based on Visible Light Communication-IoT Protocol (VIP),
The VIP-based message format includes a Type field indicating a packet format, a Total Length field indicating a total length of a packet, a Parent ID field indicating an identifier of an entity managing VT, a VT ID field indicating an identifier of a VT, A VR ID field indicating an identifier of a VR that receives a message through visible light communication, and a Type Specific Header field and Payload field used according to the purpose of each type of VIP packet.
One-way visible light communication system to improve data transmission reliability. 제12항에 있어서,
상기 VT는
가시광 통신을 통해 VR로 데이터를 전송하는 가시광 통신부;
상기 VIP 기반의 비콘 메시지를 생성하는 VIP 패킷 생성부; 및
상기 가시광 통신부 및 상기 VIP 패킷 생성부를 제어하는 제어부를 포함하는
데이터 전송 신뢰성 개선을 위한 단방향 가시광 통신 시스템.13. The method of claim 12,
The VT is
a visible light communication unit for transmitting data to the VR through visible light communication;
a VIP packet generator generating the VIP-based beacon message; and
and a control unit for controlling the visible light communication unit and the VIP packet generation unit
One-way visible light communication system to improve data transmission reliability. 제12항에 있어서,
상기 AA는
가시광 통신을 통해 VT로 데이터를 전송하는 가시광 통신부;
상기 업링크 채널을 통해 VR로부터 메시시지를 수신하는 업링크 채널 통신부;
상기 VIP 기반의 송신 메시지를 생성하는 VIP 패킷 생성부; 및
상기 VIP에 기초하여 상기 가시광 통신부, 업링크 채널 통신부 및 VIP 패킷 생성부를 제어하는 제어부를 포함하는
데이터 전송 신뢰성 개선을 위한 단방향 가시광 통신 시스템.13. The method of claim 12,
The AA is
a visible light communication unit for transmitting data to the VT through visible light communication;
an uplink channel communication unit for receiving a message from the VR through the uplink channel;
a VIP packet generator generating the VIP-based transmission message; and
A control unit for controlling the visible light communication unit, the uplink channel communication unit, and the VIP packet generation unit based on the VIP
One-way visible light communication system to improve data transmission reliability. 가시광 통신 기능을 수행하는 조명 장치(Visible Light Communication Transmitter, VT)와, 지정된 구역의 VT 들을 관리하는 관리장치(Aggregation Agent, AA) 및 상기 AA를 관리하고 외부 네트워크와 연결되는 게이트웨이(Visible Light Communication Gateway, VG)를 포함하는 단방향 가시광 통신 시스템에 연결되는 데이터 송수신 장치에 있어서,
가시광 통신을 통해 데이터를 수신하는 가시광 통신 수신부;
가시광 통신-사물인터넷 프로토콜(Visible Light Communication-IoT Protocol, VIP) 기반의 송신 메시지를 생성하는 VIP 패킷 생성부;
업링크 채널을 통해 상기 AA에게 상기 VIP 패킷 생성부에서 생성된 메시지를 전송하는 통신부; 및
상기 VT로부터 업링크 채널의 식별자를 포함하는 비콘 메시지를 수신하면 VR 등록 요청 메시지(VR Registration Request, VRR)를 생성하도록 상기 VIP 패킷 생성부를 제어하고, 상기 업링크 채널을 통해 상기 VRR 메시지를 상기 AA에게 전송하도록 상기 통신부를 제어하는 제어부
를 포함하는 데이터 전송 신뢰성 개선을 위한 데이터 송수신 장치.A lighting device (Visible Light Communication Transmitter, VT) that performs a visible light communication function, a management device (Aggregation Agent, AA) that manages VTs in a designated area, and a gateway (Visible Light Communication Gateway) that manages the AA and connects to an external network , VG) in a data transmission and reception device connected to a unidirectional visible light communication system comprising:
a visible light communication receiver configured to receive data through visible light communication;
Visible Light Communication-IoT Protocol (Visible Light Communication-IoT Protocol, VIP) for generating a transmission message based on the VIP packet generation unit;
a communication unit for transmitting the message generated by the VIP packet generation unit to the AA through an uplink channel; and
When receiving a beacon message including an identifier of an uplink channel from the VT, the VIP packet generator is controlled to generate a VR Registration Request (VRR), and the VRR message is transmitted through the uplink channel to the AA a control unit for controlling the communication unit to transmit to
Data transmission and reception device for improving data transmission reliability comprising a. 제15항에 있어서,
상기 제어부는
서비스 요청이 필요한 경우 세션 생성 요청(Session Establishment Request, SER) 메시지를 상기 업링크 채널을 통해 상기 AA에게 전송하도록 상기 VIP 패킷 생성부 및 상기 통신부를 제어하고, 세션 생성이 완료되면 상기 VIP에 기초하여 데이터 송수신을 수행하도록 상기 VIP 패킷 생성부 및 통신부를 제어하는
데이터 전송 신뢰성 개선을 위한 데이터 송수신 장치.
16. The method of claim 15,
the control unit
When a service request is required, the VIP packet generation unit and the communication unit are controlled to transmit a Session Establishment Request (SER) message to the AA through the uplink channel, and when the session creation is completed, based on the VIP To control the VIP packet generator and the communication unit to perform data transmission and reception
A data transmission/reception device for improving data transmission reliability.
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