JP6099758B2 - Visible light communication method, apparatus and system - Google Patents
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Description
本発明は通信分野に関し、特に可視光通信方法、装置及びシステムに関する。 The present invention relates to the field of communications, and more particularly to a visible light communication method, apparatus, and system.
ＬＥＤ技術の発展と伴い、可視光通信（ＶＬＣ：Ｖｉｓｉｂｌｅ Ｌｉｇｈｔ Ｃｏｍｍｕｎｉｃａｔｉｏｎ）が新生代無線通信技術の研究ホットスポットの１つとなっている。ＶＬＣがＬＥＤ照明を利用すると同時に、信号をＬＥＤ光源に変調し、可視光周波数帯を通信ベアラとしてデータ伝送に用いる。現在、可視光通信が固定波長の光波に対する変調に用いる変調モードは、ＯＯＫ（オン・オフ・キーイング）またはＶＰＰＭ（可変パルス変調）などモードである。これらの伝送モードは情報伝送キャリアが固定であり、コストが低いが、対応する伝送率と無線伝送モードが単位スペクトル伝送効率よりはるかに低く、かつ符号間干渉及び雑音干渉に対する抵抗能力が弱い。 With the development of LED technology, Visible Light Communication (VLC) has become one of the research hotspots of Cenozoic wireless communication technology. At the same time that the VLC uses LED illumination, it modulates the signal to the LED light source and uses the visible light frequency band as a communication bearer for data transmission. At present, a modulation mode used for modulation of a light wave having a fixed wavelength by visible light communication is a mode such as OOK (On / Off Keying) or VPPM (Variable Pulse Modulation). In these transmission modes, the information transmission carrier is fixed and the cost is low, but the corresponding transmission rate and wireless transmission mode are much lower than the unit spectrum transmission efficiency, and the resistance capability against intersymbol interference and noise interference is weak.
これを鑑みて、本発明実施形態の主な目的は、チャネル条件と雑音環境など変数に悪化条件が生じた場合、タイムリーにホッピング通信することを可能にさせ、符号間干渉と雑音干渉能力を低減し、伝送効率を向上させることができるように、可視光通信方法、装置及びシステムを提供する。 In view of this, the main purpose of the embodiment of the present invention is to make it possible to perform hopping communication in a timely manner when deterioration conditions occur in variables such as channel conditions and noise environment, and to improve intersymbol interference and noise interference capability. A visible light communication method, apparatus, and system are provided so that transmission efficiency can be reduced.
前記目的を実現するために、本発明実施形態の技術的解決手段は次のように実現される。 In order to achieve the above object, the technical solution of the embodiment of the present invention is realized as follows.
可視光通信方法であって、
可視光通信を利用する際、異なる波長の光を変調することと、伝送すべき情報の信号波形に応じて変調後の異なる波長の光のエミッタンスを変更することとを含む。
A visible light communication method,
When using visible light communication, it includes modulating light of different wavelengths and changing the emittance of light of different wavelengths after modulation in accordance with the signal waveform of information to be transmitted.
前記変調の過程は、
可視光通信に用いられるＮ個の送信信号を生成するために、所定数のディメンションで、前記異なる波長の光に対応する各キャリアに生成したＮ個のデータストリームに対して変調を行うことを含む。
The process of modulation is as follows:
In order to generate N transmission signals used for visible light communication, modulation is performed on the N data streams generated in each carrier corresponding to the light of the different wavelength with a predetermined number of dimensions. .
前記変調を行う前に、さらに、情報ソースからのデータストリームに対してエンコードを行う。 Before performing the modulation, the data stream from the information source is further encoded.
可視光通信を利用する際に発射された可視光は、空間伝送の時に空間多重化される。 Visible light emitted when using visible light communication is spatially multiplexed during spatial transmission.
該方法は、さらに、
前記異なる波長の光に対応する各キャリアの通信条件に対してモニタリングを行うことを含む。
The method further comprises:
Monitoring the communication conditions of each carrier corresponding to the light of the different wavelength.
該方法は、さらに、
受信された、通信に用いられる可視光に対して、強度と頻度で周波数検出を行い、かつ情報ソースからの通信内容を復元するために、受信された光信号から抽出した変調信号に対して復調を行うことを含む。
The method further comprises:
For received visible light used for communication, frequency detection is performed with intensity and frequency, and demodulation is performed on the modulated signal extracted from the received optical signal in order to restore the communication content from the information source. Including performing.
該方法は、さらに、
前記復調を行った後、及び情報ソースからの前記通信内容を復元する前に、さらに、得た復調信号に対してデコードを行うことを含む。
The method further comprises:
After the demodulation, and before restoring the communication content from the information source, the method further includes decoding the obtained demodulated signal.
可視光通信方法であって、
受信された、通信に用いられる可視光に対して、強度と頻度で周波数検出を行い、かつ情報ソースからの通信内容を復元するために、受信された光信号から抽出した変調信号に対して復調を行うことを含む。
A visible light communication method,
For received visible light used for communication, frequency detection is performed with intensity and frequency, and demodulation is performed on the modulated signal extracted from the received optical signal in order to restore the communication content from the information source. Including performing.
該方法は、さらに、
前記復調を行った後、及び情報ソースからの前記通信内容を復元する前に、さらに、得た復調信号に対してデコードを行うことを含む。
The method further comprises:
After the demodulation, and before restoring the communication content from the information source, the method further includes decoding the obtained demodulated signal.
可視光通信装置であって、変調ユニット、発光制御ユニットを含み、
前記変調ユニットは、可視光通信を利用する際、異なる波長の光を変調するように構成され、
前記発光制御ユニットは、伝送すべき情報の信号波形に応じて変調後の異なる波長の光のエミッタンスを変更するように構成される。
Visible light communication device comprising a modulation unit, a light emission control unit,
The modulation unit is configured to modulate light of different wavelengths when using visible light communication;
The light emission control unit is configured to change the emittance of light having different wavelengths after modulation in accordance with a signal waveform of information to be transmitted.
前記変調ユニットが変調を行う時に、可視光通信に用いられるＮ個の送信信号を生成するために、所定数のディメンションで、前記異なる波長の光に対応する各キャリアに生成したＮ個のデータストリームに対して変調を行うように構成される。 When the modulation unit performs modulation, N data streams generated in each carrier corresponding to the light of the different wavelength in a predetermined number of dimensions to generate N transmission signals used for visible light communication. Is configured to modulate.
前記装置は、さらに、エンコードユニットを含み、前記変調を行う前に、情報ソースからのデータストリームに対してエンコードを行うように構成される。 The apparatus further includes an encoding unit and is configured to encode a data stream from an information source prior to performing the modulation.
前記発光制御ユニットは、さらに、可視光通信を利用する際、発射された可視光に対して空間多重化を行うように構成される。 The light emission control unit is further configured to perform spatial multiplexing on the emitted visible light when using visible light communication.
前記発光制御ユニットは、さらに、
前記異なる波長の光に対応する各キャリアの通信条件に対してモニタリングを行うように構成される。
The light emission control unit further includes:
Monitoring is performed for communication conditions of each carrier corresponding to the light of the different wavelengths.
可視光通信装置であって、フィルタ整形回路、復調ユニットを含み、
前記フィルタ整形回路は、受信された、通信に用いられる可視光に対して、強度と頻度で周波数検出を行うように構成され、
前記復調ユニットは、情報ソースからの通信内容を復元するために、受信された光信号から抽出した変調信号に対して復調を行うように構成される。
A visible light communication device comprising a filter shaping circuit and a demodulation unit;
The filter shaping circuit is configured to perform frequency detection with intensity and frequency for the received visible light used for communication,
The demodulation unit is configured to demodulate the modulated signal extracted from the received optical signal in order to restore the communication content from the information source.
この装置は、さらに、前記復調を行った後、及び情報ソースからの前記通信内容を復元する前に、さらに、得た復調信号に対してデコードを行うように構成されるデコードユニットを含む。 The apparatus further includes a decoding unit configured to decode the demodulated signal obtained after performing the demodulation and before restoring the communication content from the information source.
可視光通信システムであって、送信装置と受信装置を含み、
前記送信装置は、可視光通信を利用する際、異なる波長の光を変調し、伝送すべき情報の信号波形に応じて変調後の異なる波長の光のエミッタンスを変更するように構成され、
前記受信装置は、受信された、通信に用いられる可視光に対して、強度と頻度で周波数検出を行い、かつ情報ソースからの通信内容を復元するために、受信された光信号から抽出した変調信号に対して、異なる波長の光に対する復調を行うように構成される。
A visible light communication system comprising a transmitter and a receiver;
The transmitter is configured to modulate light of different wavelengths when using visible light communication, and to change the emittance of light of different wavelengths after modulation according to the signal waveform of information to be transmitted,
The receiving device performs frequency detection on the received visible light used for communication with intensity and frequency, and modulates the received light signal in order to restore the communication content from the information source. The signal is configured to demodulate light having different wavelengths.
前記送信装置は、変調ユニット、発光制御ユニットを含み、
前記変調ユニットは、可視光通信を利用する際、異なる波長の光を変調するように構成され、
前記発光制御ユニットは、伝送すべき情報の信号波形に応じて変調後の異なる波長の光のエミッタンスを変更するように構成される。
The transmission device includes a modulation unit and a light emission control unit,
The modulation unit is configured to modulate light of different wavelengths when using visible light communication;
The light emission control unit is configured to change the emittance of light having different wavelengths after modulation in accordance with a signal waveform of information to be transmitted.
前記受信装置は、フィルタ整形回路、復調ユニットを含み、
前記フィルタ整形回路は、受信された、通信に用いられる可視光に対して、強度と頻度で周波数検出を行うように構成され、
前記復調ユニットは、情報ソースからの通信内容を復元するために、受信された光信号から抽出した変調信号に対して復調を行うように構成される。
The receiver includes a filter shaping circuit and a demodulation unit,
The filter shaping circuit is configured to perform frequency detection with intensity and frequency for the received visible light used for communication,
The demodulation unit is configured to demodulate the modulated signal extracted from the received optical signal in order to restore the communication content from the information source.
本発明実施形態によれば、１つまたは複数の発射装置を通じて発射光波を若干のサブ波長伝送キャリアに分け、各キャリアのチャネル条件、雑音環境など通信条件に対してモニタリングを行い、次の伝送スロットの異なる波長でホッピングするホッピング通信チャネルは、前の伝送スロットにより指定され、且つ１つまたは複数の受信装置でデコードを行って伝送情報を復元する。本発明実施形態によれば、チャネル条件と雑音環境など変数に悪化条件が生じた場合、タイムリーにホッピング通信できるので、符号間干渉と雑音干渉能力を大幅に下げ、効果的に伝送効率を向上させることができる。 According to the embodiment of the present invention, the emitted light wave is divided into some sub-wavelength transmission carriers through one or a plurality of emission devices, and monitoring is performed for communication conditions such as channel conditions and noise environment of each carrier, and the next transmission slot The hopping communication channel that hops at different wavelengths is designated by the previous transmission slot and is decoded by one or more receiving devices to restore the transmission information. According to the embodiment of the present invention, when a variable condition such as a channel condition and a noise environment occurs, hopping communication can be performed in a timely manner, so that the intersymbol interference and noise interference capabilities are greatly reduced, and transmission efficiency is effectively improved. Can be made.
実際の応用において、可視光通信を行う際、発光ダイオード（ＬＥＤ）などの発光素子を光源として利用してよく、かつ異なる波長の光を変調し、伝送すべき情報の信号波形に応じて変調後の異なる波長の光のエミッタンスを変更する。説明必要なのは、これらの波長光が紅（Ｒ）、緑（Ｇ）、青（Ｂ）の三原色に組み合わせることができ、且つ最終的に白色光になり、照明のためだけでなく、通信のために用いられることもできる。 In actual applications, when performing visible light communication, a light emitting element such as a light emitting diode (LED) may be used as a light source, and light of different wavelengths is modulated and modulated according to the signal waveform of information to be transmitted. Change the emittance of light of different wavelengths. What is needed is that these wavelengths of light can be combined with the three primary colors of red (R), green (G), and blue (B), and eventually become white light, not only for lighting but also for communication Can also be used.
上記操作は、図２に示されるような可視光通信システムによって実現でき、前記可視光通信システムが、送信装置と受信装置を含む可能である。ここで、送信装置は、可視光照明を行い、また、可視光通信を行うことができるように構成される１つまたは１つ以上の発光素子と、変調ユニットで生成されたＮ個の送信信号に応じて発光制御ユニットを制御して発光するように構成される発光制御ユニットと、所定数のディメンションで、各キャリアに生成したＮ個のデータストリームに対して変調を行って、それによって発光制御ユニットへ送信すべきＮ個の送信信号を生成するように構成される変調ユニットと、情報ソースからのデータストリームに対してエンコードを行い、そしてエンコード完成後のデータストリームを変調ユニットへ送信するように構成されるエンコードユニットとを含む。説明必要なのは、発光素子によって発射された可視光が、空間伝送の際に、空間多重化されることができることである。 The above operation can be realized by a visible light communication system as shown in FIG. 2, and the visible light communication system can include a transmission device and a reception device. Here, the transmission apparatus performs visible light illumination, and one or more light emitting elements configured to perform visible light communication, and N transmission signals generated by the modulation unit. The light emission control unit configured to control the light emission control unit according to the light emission and the N number of data streams generated in each carrier with a predetermined number of dimensions are modulated to thereby control the light emission. A modulation unit configured to generate N transmission signals to be transmitted to the unit, and encoding the data stream from the information source and transmitting the encoded data stream to the modulation unit And an encoding unit configured. What is needed is that the visible light emitted by the light emitting elements can be spatially multiplexed during spatial transmission.
前記可視光通信システムにおける受信装置は、前記送信装置からの可視光を受信し、強度と頻度で周波数検出を行うように構成される光受信素子と、受信された光信号から抽出した変調信号に対して復調を行い、復調信号をデコードユニットへ送信するように構成される復調ユニットと、受信された復調信号に対して復調を行って情報ソースからの通信内容を復元するように構成されるデコードユニットとを含んでよい。 The receiving device in the visible light communication system receives the visible light from the transmitting device, and receives an optical receiving element configured to perform frequency detection with intensity and frequency, and a modulated signal extracted from the received optical signal. A demodulation unit configured to demodulate and transmit the demodulated signal to the decode unit, and a decode configured to demodulate the received demodulated signal to restore communication content from the information source Unit.
以下は、図面を合わせながら、本発明実施形態を説明する。 Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.
図１を参照し、図１には、４つの基地局（１０１、１０２、１０３、１０４）が含まれており、前記基地局が光源として使われる固定ドームライトである。ここで、基地局１０１がマスター基地局とされ、基地局が可視光を使って通信を行う。図１には、さらに、若干の端末が含まれており、端末が任意１つの基地局と双方向通信を行ってよく、基地局が特定の端末に対して放送通信を行うこともできる。隣接基地局が直接通信を行うことができる。
Referring to FIG. 1, FIG. 1 shows a fixed dome light that includes four base stations (101, 102, 103, 104), and the base station is used as a light source. Here, the
図２を参照し、図２における発光素子は、発光ダイオード、レーザダイオード（ＬＤ）、またはスーパールミネッセントダイオードなどであってよい。変調ユニットの変調モードは、オン・オフ・キーイング（ＯＯＫ）、可変パルス位置変調（ＶＰＰＭ）、直交周波数分割多重（ＯＦＤＭ）またはＤＳＳＳ（直接スペクトラム拡散）などであってよい。 Referring to FIG. 2, the light emitting device in FIG. 2 may be a light emitting diode, a laser diode (LD), a super luminescent diode, or the like. The modulation mode of the modulation unit may be on-off keying (OOK), variable pulse position modulation (VPPM), orthogonal frequency division multiplexing (OFDM) or DSSS (direct spread spectrum).
光受信素子は、フォトダイオード、ＣＣＤ（電荷結合素子）またはＣＭＯＳ（相補型金属酸化膜半導体）などであってよい。 The light receiving element may be a photodiode, a CCD (charge coupled device), a CMOS (complementary metal oxide semiconductor), or the like.
表１には、可視光通信基準に従って信号を伝送するフレームとタイムスロット構造が示されている。通信の際、使用可能な波長スペクトル（３８０−６８０）は、複数のキャリアに分けられることができ、例えば、１０個のキャリア（例えば、Ｆ０、Ｆ２〜Ｆ９）に分けられ、各キャリアが４０ｎｍの波長スペクトルを有する。 Table 1 shows a frame for transmitting a signal and a time slot structure according to the visible light communication standard. During communication, the usable wavelength spectrum (380-680) can be divided into a plurality of carriers, for example, divided into 10 carriers (for example, F0, F2-F9), and each carrier is 40 nm. Has a wavelength spectrum.
また、各キャリアのフレーム構造が若干のタイムスロット（例えば均等タイムスロット）に分けることができる。ここで、ダウンリンクに前Ｘ個のタイムスロットを提供することができ、アップリンクに後のＹ個のタイムスロット（前記ＸとＹの数が等しいことができる）を提供することもできる。さらに、二重通信のためにいくつかのタイムスロットペアを構造することもでき、各フレームの最後のタイムスロットで次のフレームを指示する。
初期化段階において、基地局と端末がバンドＦ０〜Ｆ９の１０個の波長周波数を含む範囲内のホッピングシーケンスに同期され、ホッピングシーケンスにおける各タイムスロットは、基地局と端末が送信と受信操作を行うことに提供されることができ、且つ、各タイムスロットが切り替え、保留または設定されることができる。 In the initialization stage, the base station and the terminal are synchronized with a hopping sequence within a range including 10 wavelength frequencies of bands F0 to F9, and the base station and the terminal perform transmission and reception operations in each time slot in the hopping sequence. And each time slot can be switched, held or set.
端末が基地局へデータを送信しようとする場合、端末が次の提供可能なタイムスロット／周波数スロットＡが空になるまで待ち、このタイムスロット／周波数スロットの期間でデータ送信を行ってよく、且つ、次のタイムスロット／周波数スロットＢで基地局からの確認（ＡＣＫ）を待つ。 If the terminal intends to transmit data to the base station, the terminal may wait until the next available time slot / frequency slot A is empty, and perform data transmission during this time slot / frequency slot, and In the next time slot / frequency slot B, an acknowledgment (ACK) from the base station is awaited.
タイムスロット／周波数スロットＢで確認を受信しなかった場合、端末は、基地局がタイムスロット／周波数スロットＡで送信されたデータを正確に受信しなかったと仮定する。 If no confirmation is received in time slot / frequency slot B, the terminal assumes that the base station did not correctly receive the data transmitted in time slot / frequency slot A.
端末が送信と受信の記録を保留することができ、そのなかにバンドＦ０〜Ｆ９中の各バンドの送信回数Ｒを含んでよく、さらに、伝送成功の回数Ｒｎも含んでもよく、端末は、対応する基地局に干渉指数を報告することができる。例えば、上述した可視光通信システムのチャネルメトリックの絶対値は、チャネル性能が予定された閾値より低いことを示すと仮定した場合、該チャネルは、雑音キャリアチャネルとみなされてアップロードする必要がない。アップロードされるバンドの数は、基地局が端末に対する送信性能メトリックの絶対値が予定された閾値より低いことによって確定できる。 The terminal can hold records of transmission and reception, and may include the number of transmissions R of each of the bands F0 to F9, and may also include the number of successful transmissions Rn. The interference index can be reported to the base station. For example, assuming that the absolute value of the channel metric of the visible light communication system described above indicates that the channel performance is lower than a predetermined threshold, the channel is considered a noise carrier channel and need not be uploaded. The number of bands to be uploaded can be determined by the base station having the absolute value of the transmission performance metric for the terminal lower than the scheduled threshold.
このように、各端末が評価期間ＴでチャネルにおけるバンドＦ０〜Ｆ９が受けた干渉のグラフを構築し、このグラフは、前記干渉指数に含まれている。 Thus, each terminal constructs a graph of interference received by the bands F0 to F9 in the channel in the evaluation period T, and this graph is included in the interference index.
図３に示されるように、基地局は、そのカバレッジ内の各端末により提供される干渉指数を取得し、配置して送信を行う。基地局は、タイムスロット／周波数スロットで照会コマンドを放送でき、この照会コマンドは、対応する端末にアドレッシングし、この端末が次のタイムスロットでローカルの干渉指数を送信するように指示する。基地局が、各端末のローカル干渉指数を成功に受信できるまで、上述した照会過程を繰り返すことができる。 As shown in FIG. 3, the base station acquires an interference index provided by each terminal in the coverage, arranges it, and performs transmission. The base station can broadcast a query command in a timeslot / frequency slot, which queries the corresponding terminal and instructs this terminal to transmit the local interference index in the next time slot. The above-described inquiry process can be repeated until the base station can successfully receive the local interference index of each terminal.
端末からの干渉指数によって、基地局がチャネル中の各バンドのシステム性能を計算し、それによって最も性能が悪いバンドを確定し、さらに、２つまたは若干の性能が最も悪い周波数を含むブラックリストを生成することができる。基地局は、配置タイムスロットでブラックリストに登録された周波数を示す制御パケットを繰り返し放送する。前記制御パケットは、全ての端末が受信できるように、繰り返し放送されることができる。 Based on the interference index from the terminal, the base station calculates the system performance of each band in the channel, thereby determining the worst performing band, and also adding a blacklist containing two or some worst performing frequencies. Can be generated. The base station repeatedly broadcasts a control packet indicating the frequency registered in the black list in the arrangement time slot. The control packet can be broadcast repeatedly so that all terminals can receive it.
いったん、１つの波長のバンドがブラックリストに登録され、ホッピングライブラリを形成した場合、ブラックリストに登録されたバンドは一定の時間内でシステムに使用されることがない。例えば、チャネル中のバンド数が１０とする。しかし、実際のシステムでは、より多くのバンドからなるホッピングキャリアを含むことが可能である。 Once a band of one wavelength is registered in the blacklist to form a hopping library, the blacklisted band is not used in the system within a certain time. For example, the number of bands in the channel is 10. However, in an actual system, it is possible to include a hopping carrier consisting of more bands.
ブラックリストの生成は、異なる頻繁程度を有することができ、この頻繁程度がシステム稼働の環境によって決められる。例えば、１つの端末で、初期化後、ブラックリストの生成が１回のみ行われ、または、１時間ごとに新しいブラックリストが１回生成される。たくさんの干渉源を有する雑音厳重の環境で、比較的によいスペクトル利用を保証するために、定期的に（例えば、１秒ごとに１回）ブラックリストを再生成して、ホッピングライブラリを形成する必要がある。 Blacklist generation can have different degrees of frequency, which is determined by the system operating environment. For example, after initialization, a black list is generated only once at one terminal, or a new black list is generated once every hour. Regenerate the blacklist periodically (eg, once every second) to form a hopping library to ensure relatively good spectrum utilization in a noisy environment with many interference sources There is a need.
各送信フレームの最後の１つのタイムスロットで、基地局はシステム負荷及びカラーバランス指数によって、対応する端末が次の送信フレームで使用する波長バンドを指定することができる。複数のホッピングキャリアから別のキャリアを配分し、全てのキャリアが任意の隣接の繰り返し使用されるキャリアと時間上で同期される。ホッピングライブラリには、さらに、制御とカップリングを行うことに用いられるキャリアを含むことも可能である。 In the last one time slot of each transmission frame, the base station can specify the wavelength band used by the corresponding terminal in the next transmission frame according to the system load and the color balance index. Another carrier is allocated from a plurality of hopping carriers, and all the carriers are synchronized in time with any adjacent repetitively used carrier. The hopping library may further include carriers that are used for control and coupling.
上記説明を合わせてわかるように、本発明実施形態における可視光通信は図４に示されるようなフローが示されてよく、このフローは、次のステップを含む。 As can be understood from the above description, the visible light communication in the embodiment of the present invention may have a flow as shown in FIG. 4, and this flow includes the following steps.
ステップ４１０において、可視光通信を利用する際、異なる波長の光を変調する。 Step 410 modulates light of different wavelengths when using visible light communication.
ステップ４２０において、伝送すべき情報の信号波形に応じて変調後の異なる波長の光のエミッタンスを変更する。
In
説明必要なのは、本発明実施形態で提供された可視光通信システムにおける送信装置と受信装置は、いずれが既知のホッピングシーケンスが確立されており、且つ、異なる波長のチャネルの間でキャリアを切り替えることによって信号を伝送することができ、可視光通信システムの幾つかの確定されたチャネル条件、雑音環境など通信条件に対してモニタリングを行うことができ、特に、可能な雑音キャリアチャネルが現れるかどうかをモニタリングし、そしてこれによって前記ホッピングシーケンスをマッチングすることができ、ホッピングシーケンスにおいて干渉影響に最も敏感なバンドに対して追跡でき、干渉に最も敏感な、将来雑音影響を最も受けやすいバンドを避けるような対策を取ることができ、相応なバンドに対してブラックリストを確立でき、基地局がブラックリストに登録されたバンドの情報を隣接基地局へ送信し、隣接基地局がブラックリストを共有でき、タイムリーにホッピングライブラリからホッピングシーケンスを削除、修正することができる。 What is necessary is that the transmission device and the reception device in the visible light communication system provided in the embodiment of the present invention each have a known hopping sequence established and switch carriers between channels of different wavelengths. Signals can be transmitted and monitored against several established channel conditions of visible light communication systems, communication conditions such as noise environment, especially monitoring whether possible noise carrier channels appear And this allows the hopping sequence to be matched, tracked against the band most sensitive to interference in the hopping sequence, and measures to avoid the band most sensitive to interference and most susceptible to future noise Against the corresponding band black The base station can send information about the bands registered in the black list to the neighboring base stations, the neighboring base stations can share the black list, and can delete and modify the hopping sequence from the hopping library in a timely manner. it can.
以上は、本発明の最適的な実施例に過ぎなく、本発明の保護範囲を限定するものでない。 The above is only an optimum embodiment of the present invention, and does not limit the protection scope of the present invention.
本発明に係る可視光通信方法、装置及びシステムは、可視光通信を利用する際、異なる波長の光を変調し、伝送すべき情報の信号波形に応じて変調後の異なる波長の光のエミッタンスを変更する。また、受信された、通信に用いられる可視光に対して、強度と頻度で周波数検出を行い、かつ情報ソースからの通信内容を復元するために、受信された光信号から抽出した変調信号に対して復調を行う。本発明によれば、チャネル条件と雑音環境など変数に悪化条件が生じた場合、タイムリーにホッピング通信できるので、符号間干渉と雑音干渉能力を大幅に下げ、効果的に伝送効率を向上させることができる。 The visible light communication method, apparatus, and system according to the present invention modulate light of different wavelengths when using visible light communication, and emit light of different wavelengths after modulation according to the signal waveform of information to be transmitted. change. In addition, for the received visible light used for communication, frequency detection is performed with intensity and frequency, and the modulated signal extracted from the received optical signal is used to restore the communication content from the information source. Demodulate. According to the present invention, when deterioration conditions occur in variables such as channel conditions and noise environment, hopping communication can be performed in a timely manner, so that the intersymbol interference and noise interference ability can be greatly reduced, and transmission efficiency can be effectively improved. Can do.
１０１、１０２、１０３、１０４・・・基地局。 101, 102, 103, 104... Base station.
Claims (19)
可視光通信を利用する際、異なる波長の光を変調することと、伝送すべき情報の信号波形に応じて変調後の異なる波長の光のエミッタンスを変更することとを含み、
前記可視光の使用可能な波長スペクトルが複数のキャリアに分けられ、各キャリアのフレーム構造が複数のタイムスロットに分けられ、
前記各タイムスロットは、基地局と端末が送信と受信操作を行うことに提供されることができ、且つ、各タイムスロットが切り替え、保留または設定されることができる、前記方法。 A visible light communication method,
When using visible light communication, seen including a modulating light of different wavelengths, and changing the emittance of light of different wavelengths modulated according to the signal waveform of information to be transmitted,
The usable wavelength spectrum of the visible light is divided into a plurality of carriers, the frame structure of each carrier is divided into a plurality of time slots,
The method, wherein each time slot can be provided when a base station and a terminal perform transmission and reception operations, and each time slot can be switched, held or set .
可視光通信に用いられるＮ個の送信信号を生成するために、所定数のディメンションで、前記異なる波長の光に対応する各キャリアに生成したＮ個のデータストリームに対して変調を行うことを含むことを特徴とする
請求項１に記載の方法。 The process of modulation is as follows:
In order to generate N transmission signals used for visible light communication, modulation is performed on the N data streams generated in each carrier corresponding to the light of the different wavelength with a predetermined number of dimensions. The method according to claim 1.
請求項１に記載の方法。 The method of claim 1, further comprising encoding a data stream from an information source prior to performing the modulation.
請求項１に記載の方法。 The method of claim 1, wherein visible light emitted when using visible light communication is spatially multiplexed during spatial transmission.
請求項１に記載の方法。 The method according to claim 1, further comprising monitoring the communication conditions of each carrier corresponding to the light of the different wavelength.
請求項１〜５のいずれか１項に記載の方法。 For received visible light used for communication, frequency detection is performed with intensity and frequency, and demodulation is performed on the modulated signal extracted from the received optical signal in order to restore the communication content from the information source. 6. The method according to any one of claims 1 to 5, further comprising:
請求項６に記載の方法。 The method of claim 6, further comprising decoding the demodulated signal obtained after performing the demodulation and before restoring the communication content from an information source.
受信された、通信に用いられる可視光に対して、強度と頻度で周波数検出を行い、かつ情報ソースからの通信内容を復元するために、受信された光信号から抽出した変調信号に対して、異なる波長の光に対する復調を行うことを含み、
前記可視光の使用可能な波長スペクトルが複数のキャリアに分けられ、各キャリアのフレーム構造が複数のタイムスロットに分けられ、
前記各タイムスロットは、基地局と端末が送信と受信操作を行うことに提供されることができ、且つ、各タイムスロットが切り替え、保留または設定されることができる、前記方法。 A visible light communication method,
For the received visible light used for communication, frequency detection is performed with intensity and frequency, and in order to restore the communication content from the information source, for the modulated signal extracted from the received optical signal, see contains that performs demodulation for light of different wavelengths,
The usable wavelength spectrum of the visible light is divided into a plurality of carriers, and the frame structure of each carrier is divided into a plurality of time slots,
The method, wherein each time slot can be provided when a base station and a terminal perform transmission and reception operations, and each time slot can be switched, held or set .
請求項８に記載の方法。 9. The method of claim 8, further comprising decoding the obtained demodulated signal after performing the demodulation and before restoring the communication content from an information source.
可視光通信を利用する際、異なる波長の光を変調するように構成される変調ユニットと、
伝送すべき情報の信号波形に応じて変調後の異なる波長の光のエミッタンスを変更するように構成される発光制御ユニットとを含み、
前記可視光の使用可能な波長スペクトルが複数のキャリアに分けられ、各キャリアのフレーム構造が複数のタイムスロットに分けられ、
前記各タイムスロットは、基地局と端末が送信と受信操作を行うことに提供されることができ、且つ、各タイムスロットが切り替え、保留または設定されることができる、前記装置。 A visible light communication device,
A modulation unit configured to modulate light of different wavelengths when utilizing visible light communication;
Look including a constructed light emission control unit to change the emittance of light of different wavelengths modulated according to the signal waveform of information to be transmitted,
The usable wavelength spectrum of the visible light is divided into a plurality of carriers, and the frame structure of each carrier is divided into a plurality of time slots,
The apparatus, wherein each time slot can be provided when a base station and a terminal perform transmission and reception operations, and each time slot can be switched, held or set .
請求項１０に記載の装置。 When the modulation unit performs modulation, N data streams generated in each carrier corresponding to the light of the different wavelength in a predetermined number of dimensions to generate N transmission signals used for visible light communication. The apparatus of claim 10, wherein the apparatus is configured to modulate a signal.
請求項１０または１１に記載の装置。 12. The apparatus according to claim 10 or 11, further comprising an encoding unit configured to encode a data stream from an information source prior to performing the modulation.
請求項１０に記載の装置。 The apparatus according to claim 10, wherein the light emission control unit is further configured to perform spatial multiplexing on the emitted visible light when using visible light communication.
前記異なる波長の光に対応する各キャリアの通信条件に対してモニタリングを行うように構成されることを特徴とする
請求項１０に記載の装置。 The light emission control unit further includes:
The apparatus according to claim 10, wherein the apparatus is configured to perform monitoring on communication conditions of each carrier corresponding to the light of the different wavelength.
受信された、通信に用いられる可視光に対して、強度と頻度で周波数検出を行うように構成されるフィルタ整形回路と、
情報ソースからの通信内容を復元するために、受信された光信号から抽出した変調信号に対して復調を行うように構成される復調ユニットとを含み、
前記可視光の使用可能な波長スペクトルが複数のキャリアに分けられ、各キャリアのフレーム構造が複数のタイムスロットに分けられ、
前記各タイムスロットは、基地局と端末が送信と受信操作を行うことに提供されることができ、且つ、各タイムスロットが切り替え、保留または設定されることができる、前記装置。 A visible light communication device,
A filter shaping circuit configured to perform frequency detection with intensity and frequency for received visible light used for communication;
To restore the communication content from the information source, seen including a configured demodulation unit configured to demodulate the modulated signals extracted from the received optical signal,
The usable wavelength spectrum of the visible light is divided into a plurality of carriers, and the frame structure of each carrier is divided into a plurality of time slots,
The apparatus, wherein each time slot can be provided when a base station and a terminal perform transmission and reception operations, and each time slot can be switched, held or set .
請求項１５に記載の装置。 16. The decoding unit according to claim 15, further comprising a decoding unit configured to decode the obtained demodulated signal after performing the demodulation and before restoring the communication content from the information source. The device described.
可視光通信を利用する際、異なる波長の光を変調し、伝送すべき情報の信号波形に応じて変調後の異なる波長の光のエミッタンスを変更するように構成される送信装置と、
受信された、通信に用いられる可視光に対して、強度と頻度で周波数検出を行い、かつ情報ソースからの通信内容を復元するために、受信された光信号から抽出した変調信号に対して復調を行うように構成される受信装置とを含み、
前記可視光の使用可能な波長スペクトルが複数のキャリアに分けられ、各キャリアのフレーム構造が複数のタイムスロットに分けられ、
前記各タイムスロットは、基地局と端末が送信と受信操作を行うことに提供されることができ、且つ、各タイムスロットが切り替え、保留または設定されることができる、前記システム。 A visible light communication system,
A transmitter configured to modulate light of different wavelengths when using visible light communication and to change the emittance of light of different wavelengths after modulation according to the signal waveform of information to be transmitted;
For received visible light used for communication, frequency detection is performed with intensity and frequency, and demodulation is performed on the modulated signal extracted from the received optical signal in order to restore the communication content from the information source. look including a configured receiving device so as to perform,
The usable wavelength spectrum of the visible light is divided into a plurality of carriers, the frame structure of each carrier is divided into a plurality of time slots,
The system, wherein each time slot can be provided when a base station and a terminal perform transmission and reception operations, and each time slot can be switched, held or set .
前記変調ユニットは、可視光通信を利用する際、異なる波長の光を変調するように構成され、
前記発光制御ユニットは、伝送すべき情報の信号波形に応じて変調後の異なる波長の光のエミッタンスを変更するように構成されることを特徴とする
請求項１７に記載のシステム。 The transmission device includes a modulation unit and a light emission control unit,
The modulation unit is configured to modulate light of different wavelengths when using visible light communication;
The system according to claim 17, wherein the light emission control unit is configured to change the emittance of light having different wavelengths after modulation in accordance with a signal waveform of information to be transmitted.
前記フィルタ整形回路は、受信された、通信に用いられる可視光に対して、強度と頻度で周波数検出を行うように構成され、
前記復調ユニットは、情報ソースからの通信内容を復元するために、受信された光信号から抽出した変調信号に対して復調を行うように構成されることを特徴とする
請求項１７または１８に記載のシステム。 The receiver includes a filter shaping circuit and a demodulation unit,
The filter shaping circuit is configured to perform frequency detection with intensity and frequency for the received visible light used for communication,
19. The demodulation unit is configured to demodulate a modulated signal extracted from a received optical signal in order to restore communication contents from an information source. System .
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