JP7398335B2 - Method for estimating communication distance in visible light communication - Google Patents
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Description
本発明は、可視光通信における通信可能距離の推定方法に関し、さらに詳しくは、対象環境条件下において送信装置と受信装置との間で可視光通信を行うときの所望の通信速度での通信可能距離を簡便に推定できる方法に関するものである。 The present invention relates to a method for estimating the communicable distance in visible light communication, and more specifically, the communicable distance at a desired communication speed when performing visible light communication between a transmitting device and a receiving device under target environmental conditions. The present invention relates to a method for easily estimating .
気中や水中での通信方法として、可視光を使用してデータの無線通信を行う可視光通信が利用されている(例えば、特許文献1参照)。その中でも発光ダイオードを使用する可視光通信は、人体に安全でありコストも低く抑えられるため、汎用性に優れている。しかしながら、発光ダイオードによって照射する可視光は水や浮遊物質などの影響を受け易いため、所望の通信速度での通信可能距離は可視光通信を行う対象環境条件によってそれぞれ異なる。例えば、気中では、霧の有無や雨の有無、外来光の強さなどの環境条件が異なると通信可能距離が異なる。水中では、水の濁り具合や塩分濃度、外来光の強さなどの環境条件が異なると通信可能距離が異なる。 2. Description of the Related Art Visible light communication, in which data is wirelessly communicated using visible light, is used as a communication method in the air or underwater (for example, see Patent Document 1). Among these, visible light communication that uses light emitting diodes is safe for the human body and has low costs, making it highly versatile. However, since the visible light emitted by the light emitting diode is easily affected by water, suspended substances, etc., the communicable distance at a desired communication speed varies depending on the environmental conditions under which visible light communication is performed. For example, in the air, the communicable distance varies depending on environmental conditions such as the presence or absence of fog, the presence or absence of rain, and the intensity of external light. Underwater, the communication distance varies depending on environmental conditions such as water turbidity, salinity, and intensity of external light.
特許文献1に記載の発明では、水中移動体に設けられた可視光放射装置が複数種類の波長の可視光を放射する。そして、観測装置に設けた可視光受光部が受光した可視光の波長を波長判定部によって判定することで、水中移動体に設けられた可視光通信装置と観測装置に設けられた可視光通信装置との可視光通信に最適な可視光の波長を把握している。しかしながら、この方法では、所望の通信速度での通信可能距離を把握することはできない。
In the invention described in
所望の通信速度での通信可能距離を把握する方法としては、例えば、対象環境条件下において、送信装置と受信装置との離間距離を変えながら可視光通信試験を繰り返し行って、所望の通信速度が得られる送信装置と受信装置との離間距離を探す方法が考えられる。しかしながら、その方法では、送信装置と受信装置とを数十メートル~数百メートル程度離間させた状態で、可視光通信試験を何度も繰り返す必要がある。それ故、送信装置と受信装置との位置合わせや離間距離の計測に非常に多くの手間と時間を要する。 One way to determine the possible communication distance at a desired communication speed is, for example, to repeatedly conduct visible light communication tests while changing the distance between the transmitting device and the receiving device under the target environmental conditions, and to determine the desired communication speed. One possible method is to find the distance between the transmitting device and the receiving device that can be obtained. However, with this method, it is necessary to repeat the visible light communication test many times with the transmitting device and the receiving device separated from each other by several tens of meters to several hundred meters. Therefore, it takes a great deal of effort and time to align the transmitting device and the receiving device and to measure the separation distance between them.
本発明の目的は、対象環境条件下において送信装置と受信装置との間で可視光通信を行うときの所望の通信速度での通信可能距離を簡便に推定できる方法を提供することにある。 An object of the present invention is to provide a method that can easily estimate the communicable distance at a desired communication speed when performing visible light communication between a transmitting device and a receiving device under target environmental conditions.
上記目的を達成するため本発明の可視光通信における通信可能距離の推定方法は、対象環境条件下において送信装置と受信装置との間で可視光通信を行うときの所望の通信速度での通信可能距離の推定方法であって、前記送信装置が照射する可視光の透過率cを予め把握している環境条件下で、互いに離間して配置した前記送信装置から前記受信装置に前記可視光を照射する事前試験を行い、その事前試験における環境条件下の透過率cと、前記送信装置の照射位置から前記受信装置の受光位置までの離間距離Lと、前記受信装置が受光する可視光の放射照度Eとを、下記(1)式に代入して前記送信装置の光源強度Iを算出する事前試験工程と、
E=I・cL/L2 …(1)
前記送信装置と前記受信装置との間で可視光通信を行うときの前記所望の通信速度に対応する前記受信装置が受光する前記可視光の放射照度Eを把握する放射照度把握工程と、前記対象環境条件下、または、前記対象環境条件を再現した環境条件下において、互いに離間して配置した前記送信装置から前記受信装置に前記可視光を照射する現場環境試験を行い、前記現場環境試験での前記送信装置の照射位置から前記受信装置の受光位置までの離間距離Lおよび前記受信装置が受光する前記可視光の放射照度Eと、前記事前試験工程で予め算出した前記送信装置の光源強度Iとを、前記(1)式に代入して、前記対象環境条件下における前記可視光の透過率cを算出する透過率把握工程とを行い、前記透過率把握工程で算出した前記対象環境条件下における前記可視光の透過率cと、前記事前試験工程で算出した前記送信装置の光源強度Iと、前記放射照度把握工程で把握した前記所望の通信速度に対応する前記受信装置が受光する前記可視光の放射照度Eとを、前記(1)式に代入することで前記通信可能距離Lを推定することを特徴する。
In order to achieve the above object, the method of estimating the communication distance in visible light communication of the present invention enables communication at a desired communication speed when performing visible light communication between a transmitting device and a receiving device under target environmental conditions. A distance estimation method, wherein the visible light is emitted from the transmitting devices arranged at a distance from each other to the receiving device under an environmental condition in which the transmittance c of the visible light emitted by the transmitting devices is known in advance. Conduct a preliminary test to determine the transmittance c under the environmental conditions in the preliminary test, the separation distance L from the irradiation position of the transmitter to the light receiving position of the receiver, and the irradiance of visible light received by the receiver. A preliminary test step of calculating the light source intensity I of the transmitting device by substituting E into the following equation (1);
E=I・c L /L 2 …(1)
an irradiance grasping step of grasping the irradiance E of the visible light received by the receiver corresponding to the desired communication speed when performing visible light communication between the transmitter and the receiver, and the target An on-site environmental test is conducted in which the visible light is irradiated from the transmitting devices placed apart from each other to the receiving device under environmental conditions or under environmental conditions that reproduce the target environmental conditions, and the on-site environmental test The separation distance L from the irradiation position of the transmitting device to the light receiving position of the receiving device, the irradiance E of the visible light received by the receiving device, and the light source intensity I of the transmitting device calculated in advance in the preliminary test step. and a transmittance grasping step of calculating the transmittance c of the visible light under the target environmental conditions by substituting the above into equation (1), and calculating the transmittance c under the target environmental conditions calculated in the transmittance grasping step. The transmittance c of the visible light at It is characterized in that the communicable distance L is estimated by substituting the irradiance E of visible light into the equation (1).
本発明によれば、事前試験工程を行っておけば、透過率把握工程では、対象環境条件下、または、対象環境条件下を再現した環境条件下において現場環境試験を行い、現場環境試験における送信装置の照射位置から受信装置の受光位置までの離間距離Lおよび受信装置が受光する可視光の放射照度Eと、事前試験工程で予め算出した送信装置の光源強度Iとを、(1)式に代入するだけで、対象環境条件下における可視光の透過率cを簡易に算出できる。そして、透過率把握工程で算出した対象環境条件下における可視光の透過率cと、事前試験工程で算出した送信装置の光源強度Iと、放射照度把握工程で把握した所望の通信速度に対応する受信装置の放射照度Eとを(1)式に代入するだけで、対象環境条件下における所望の通信速度での通信可能距離Lを簡便に推定できる。 According to the present invention, if the preliminary test process is performed, in the transmittance understanding process, an on-site environmental test is performed under the target environmental condition or an environmental condition that reproduces the target environmental condition, and the transmission in the on-site environmental test is performed. The distance L from the irradiation position of the device to the light receiving position of the receiver, the irradiance E of visible light received by the receiver, and the light source intensity I of the transmitter calculated in advance in the preliminary test process are expressed in equation (1). By simply substituting, the visible light transmittance c under the target environmental conditions can be easily calculated. Then, it corresponds to the visible light transmittance c under the target environmental conditions calculated in the transmittance understanding process, the light source intensity I of the transmitting device calculated in the preliminary test process, and the desired communication speed calculated in the irradiance understanding process. By simply substituting the irradiance E of the receiving device into equation (1), the communicable distance L at a desired communication speed under the target environmental conditions can be easily estimated.
事前試験工程と放射照度把握工程は対象環境条件下で行う必要はなく、室内などで簡易に行える。透過率把握工程の現場環境試験では、送信装置の照射位置から受信装置の受光位置までの離間距離Lを数メートル程度に設定すればよく、送信装置から受信装置に可視光を照射する作業も1回行えばよい。それ故、現場環境試験も少ない作業工数で速やかに完了することができる。 The preliminary testing process and the irradiance understanding process do not need to be performed under the target environmental conditions, and can be easily performed indoors. In the on-site environment test in the transmittance understanding process, it is sufficient to set the distance L from the irradiation position of the transmitter to the light receiving position of the receiver to be approximately several meters, and the work of irradiating visible light from the transmitter to the receiver also requires 1. All you have to do is go around. Therefore, on-site environmental tests can be quickly completed with fewer man-hours.
以下、本発明の可視光通信における通信可能距離の推定方法を図に示した実施形態に基づいて説明する。 DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS A method for estimating a communicable distance in visible light communication according to the present invention will be described below based on the embodiment shown in the drawings.
図1に例示するように、本発明は、対象環境条件下において送信装置1と受信装置2との間で可視光通信を行うときの所望の通信速度での通信可能距離を推定する方法である。送信装置1は、可視光Vを照射する送信レンズ3を備えている。受信装置2は、送信装置1から照射された可視光Vを受光する受信レンズ4を備えている。
As illustrated in FIG. 1, the present invention is a method for estimating the communicable distance at a desired communication speed when performing visible light communication between a transmitting
この実施形態では、対象環境条件を海洋の水中とし、送信装置1と受信装置2とをそれぞれ個々の防水ケース5で囲った状態で可視光通信を行う場合を例示する。防水ケース5は例えば、可視光Vの透過率cが高いアクリル樹脂やガラスなどで形成するとよい。対象環境条件とする水深が深い場合には、防水ケース5は例えば、繊維強化プラスチック(FRP)やガラス等を組み合わせて形成するとよい。防水ケース5は送信装置1や受信装置2を収容できる内空部を有しており、対象環境条件での水圧に耐え得る構成であれば材質や寸法などは特に限定されない。防水ケース5は任意に用いることができ、例えば、対象環境条件が水中でない場合には防水ケース5を使用しなくてもよい。対象環境条件は可視光通信が可能な環境条件であれば特に限定されない。対象環境条件としては、例えば、霧や雨、外来光などの影響を受ける気中や、濁りや塩分濃度、外来光などの影響を受ける水中(海や湖等)、水以外の液体中などが挙げられる。
In this embodiment, a case will be exemplified in which the target environmental condition is underwater in the ocean, and visible light communication is performed with the transmitting
本発明では、事前試験工程と放射照度把握工程と透過率把握工程とを行い、その後に前述した所望の通信速度での通信可能距離を算出する。 In the present invention, a preliminary test step, an irradiance understanding step, and a transmittance understanding step are performed, and then the communicable distance at the desired communication speed described above is calculated.
図2は、送信装置1および受信装置2の機種は同じであるが、送信装置1に異なる送信レンズ3を取り付けて送信装置1の光源強度I(W/m2)を異ならせた2つのパターン(A、B)について、可視光Vの透過率cが約1.0である大気中において可視光通信を行った場合の、送信装置1の照射位置(送信レンズ3の先端)から受信装置2の受光位置(受信レンズ4の先端)までの離間距離L(m)と、受信装置2が受光する可視光Vの照度(lux)との関係をグラフ化したデータである。図2に示すように、送信装置1に取り付ける送信レンズ3が異なると、送信装置1の光源強度Iが異なる。また、送信装置1の機種が異なる場合にも、送信装置1の光源強度Iは異なる。そのため、事前試験工程を行うことで、対象環境条件下で使用する送信装置1(送信レンズ3を含む)の光源強度Iを把握する。
FIG. 2 shows two patterns in which the transmitting
事前試験工程では、送信装置1が照射する可視光Vの透過率cを予め把握している環境条件下で、互いに離間して配置した送信装置1から受信装置2に可視光Vを照射する事前試験を行い、その際に受信装置2が受光する可視光Vの放射照度E(W/m2)を把握する。事前試験を行う場所は、可視光Vの透過率cを予め把握している環境条件下であれば特に限定されない。霧や雨、ガスなどの影響がない通常の大気中における可視光Vの透過率cは約1.0であるので、事前試験は室内などの大気中で行うとよい。例えば、可視光Vの透過率cが既知の液体(純水など)を入れた水槽等の中で事前試験を行ってもよい。
In the preliminary test process, under environmental conditions in which the transmittance c of the visible light V emitted by the transmitting
この実施形態のように、対象環境条件下において防水ケース5を用いて可視光通信を行うことを想定している場合には、同様に送信装置1と受信装置2とをそれぞれ防水ケース5で囲った状態で事前試験を行うことが好ましい。受信装置2が受光する可視光Vの放射照度Eは、パワーメータなどを用いて計測できる。
As in this embodiment, when it is assumed that visible light communication is performed using the
図3は、送信装置1および受信装置2の機種は同じであるが、送信装置1に異なる送信レンズ3を取り付けて送信装置1の光源強度Iを異ならせた2つのパターン(A、B)について、受信装置2が受光する可視光Vの放射照度Eと照度との関係をグラフ化したデータである。図3に示すように、送信装置1の光源強度Iの違いによらず、受信装置2が受光する可視光Vの放射照度Eと照度とは線形関係にある。そのため、受信装置2が受光する可視光Vの放射照度Eを把握する際には、受信装置2が受光する可視光Vの照度を計測し、その計測した照度を放射照度Eに換算することもできる。受信装置2が受光する可視光Vの照度は、照度計などを用いて計測できる。
FIG. 3 shows two patterns (A, B) in which the transmitting
事前試験を行うときの送信装置1の照射位置から受信装置2の受光位置までの離間距離Lは事前試験を行う環境条件に応じて適宜設定できるが、離間距離Lが過度に短い場合には、受信装置2が受光する可視光Vの放射照度Eや照度が非常に高くなるため、放射照度Eや照度を精度よく計測することが難しい。また、事前試験で設定する離間距離Lは、受信装置2が受光する可視光Vの放射照度Eまたは照度を計測できる範囲内であればよいので、離間距離Lを過度に長く設定する必要はない。そのため、事前試験における送信装置1の照射位置から受信装置2の受光位置までの離間距離Lは、例えば、1m以上10m以下の範囲内で設定するとよい。
The separation distance L from the irradiation position of the transmitting
事前試験工程では、次に、事前試験における環境条件下の透過率cと、送信装置1の照射位置から受信装置2の受光位置までの離間距離Lと、受信装置2が受光する可視光Vの放射照度Eとを下記(1)式に代入することで、送信装置1の光源強度Iを算出する。(1)式は、光の減衰に関する逆2乗の法則に基づいた公知の理論式である。
E=I・cL/L2 …(1)
In the preliminary test process, next, the transmittance c under the environmental conditions in the preliminary test, the separation distance L from the irradiation position of the
E=I・c L /L 2 …(1)
図4は、送信装置1および受信装置2の機種は同じであるが、送信装置1に異なる送信レンズ3を取り付けて送信装置1の光源強度Iを異ならせた2つのパターン(A、B)について、それぞれ異なる環境条件下で可視光通信を行った場合の、受信装置2が受光した可視光Vの照度と、送信装置1と受信装置2との間で行われる通信速度(Mbps)との関係をグラフ化したデータである。図4に示すように、送信装置1や受信装置2の仕様が異なると、所望の通信速度に対応する受信装置2が受光する可視光Vの照度や放射照度Eも異なる。
FIG. 4 shows two patterns (A, B) in which the
そのため、放射照度把握工程では、対象環境条件下で使用する送信装置1および受信装置2について、送信装置1と受信装置2との間で可視光通信を行うときの所望の通信速度に対応する受信装置2が受光する可視光Vの放射照度Eを把握する。
Therefore, in the irradiance understanding process, for the transmitting
放射照度把握工程では、送信装置1と受信装置2とを互いに離間して配置し、送信装置1と受信装置2との通信速度の設定を、通信可能距離を推定する所望の通信速度に設定する。そして、送信装置1と受信装置2との間で可視光通信を行い、その際に受信装置2が受光する可視光Vの放射照度Eを把握する。放射照度把握工程を行うときの送信装置1の照射位置から受信装置2の受光位置までの離間距離Lは、放射照度把握工程を行う環境条件に応じて適宜設定できる。
In the irradiance understanding step, the transmitting
図4に示すように、同じ仕様の送信装置1および受信装置2を使用する場合には、可視光通信を行う環境条件が異なっても、受信装置2が受光する可視光Vの照度と通信速度との関係は概ね変わらない。それ故、放射照度把握工程も事前試験工程と同様に、対象環境条件下で行う必要はなく、室内などで行うことができる。
As shown in FIG. 4, when using a
このように、事前試験工程を行うことで、対象環境条件下で使用する送信装置1の光源強度Iを把握でき、放射照度把握工程を行うことで、所望の通信速度に対応する受信装置2が受光する可視光Vの放射照度Eを把握できる。
In this way, by performing the preliminary test process, it is possible to understand the light source intensity I of the transmitting
透過率把握工程では、現場環境試験を行う。現場環境試験は、通信可能距離を推定する対象環境条件下、または、対象環境条件を再現した環境条件下において、互いに離間して配置した送信装置1から受信装置2に可視光Vを照射し、その際に受信装置2が受光する可視光Vの放射照度Eを把握する。即ち、現場環境試験は実際に対象環境条件下の現場で行うこともできるし、現場以外の対象環境条件を再現した室内や屋外で行うこともできる。
In the transmittance understanding process, on-site environmental tests are conducted. In the on-site environmental test, visible light V is irradiated from the transmitting
例えば、この実施形態のように、対象環境条件が海洋の水中である場合には、水槽や照明機器などを使用して、対象環境条件の水質(塩分濃度や濁り具合など)や明るさ(外来光の照度など)に近い環境条件を再現する。現場環境試験を行う前準備として、対象環境条件の水を採取し、対象環境条件の照度を計測しておけば、室内や屋外において対象環境条件を精度よく再現することが可能である。現場環境試験で使用する水槽には、送信装置1と受信装置2との離間距離Lを把握しやすいように目印や目盛りなどを設けておくとよい。
For example, if the target environmental condition is underwater in the ocean, as in this embodiment, an aquarium, lighting equipment, etc. can be used to adjust the water quality (salt concentration, turbidity, etc.) and brightness (external water) of the target environmental condition. Reproduce environmental conditions close to (e.g., light illuminance). As a preparation before conducting an on-site environmental test, by collecting water under the target environmental conditions and measuring the illuminance under the target environmental conditions, it is possible to accurately reproduce the target environmental conditions indoors or outdoors. It is preferable that the water tank used in the field environment test be provided with marks, scales, etc. so that the separation distance L between the transmitting
現場環境試験を行うときの送信装置1の照射位置から受信装置2の受光位置までの離間距離Lは対象環境条件に応じて適宜設定できるが、離間距離Lが過度に短い場合には、受信装置2が受光する可視光Vの放射照度Eや照度が非常に高くなるため、放射照度Eや照度を精度よく計測することが難しい。また、現場環境試験で設定する離間距離Lは、受信装置2が受光する可視光Vの放射照度Eまたは照度を計測できる範囲内であればよいので、離間距離Lを過度に長く設定する必要はない。そのため、現場環境試験における送信装置1の照射位置から受信装置2の受光位置までの離間距離Lは例えば、1m以上10m以下の範囲内で設定するとよい。
The separation distance L from the irradiation position of the
次に、現場環境試験における送信装置1の照射位置から受信装置2の受光位置までの離間距離Lおよび受信装置2が受光した可視光Vの放射照度Eと、事前試験工程で予め算出しておいた送信装置1の光源強度Iとを上述した(1)式に代入することで、対象環境条件下における可視光Vの透過率cを算出する。以上により、透過率把握工程が完了する。
Next, the distance L from the irradiation position of the transmitting
次いで、透過率把握工程で算出した対象環境条件下における可視光Vの透過率cと、事前試験工程で算出した送信装置1の光源強度Iと、放射照度把握工程で把握した所望の通信速度に対応する受信装置2の放射照度Eとを(1)式に代入することで、対象環境条件下における所望の通信速度での通信可能距離Lを推定する。
Next, the transmittance c of visible light V under the target environmental conditions calculated in the transmittance understanding process, the light source intensity I of the transmitting
このように、本発明では、事前試験工程を行っておけば、透過率把握工程では、対象環境条件下、または、対象環境条件下を再現した環境条件下において現場環境試験を行い、現場環境試験における送信装置1の照射位置から受信装置2の受光位置までの離間距離Lおよび受信装置2が受光した可視光の放射照度Eと、事前試験工程で予め算出した送信装置1の光源強度Iとを、(1)式に代入するだけで、対象環境条件下における可視光Vの透過率cを簡易に算出できる。そして、透過率把握工程で算出した対象環境条件下における可視光Vの透過率cと、事前試験工程で算出した送信装置1の光源強度Iと、放射照度把握工程で把握した所望の通信速度に対応する受信装置2の放射照度Eとを(1)式に代入するだけで、対象環境条件下における所望の通信速度での通信可能距離Lを簡便に推定できる。
In this way, in the present invention, if the preliminary test process is performed, the on-site environmental test is performed under the target environmental conditions or under the environmental conditions that reproduce the target environmental conditions, and the on-site environmental test is performed in the transmittance understanding process. The distance L from the irradiation position of the transmitting
事前試験工程と放射照度把握工程は対象環境条件下で行う必要はなく、室内などで簡易に行える。透過率把握工程の現場環境試験では、送信装置1の照射位置から受信装置2の受光位置までの離間距離Lを数メートル程度に設定すればよく、送信装置1から受信装置2へ可視光Vを照射する作業も1回行えばよい。即ち、対象環境条件下において、送信装置1と受信装置2とを数十メートル~数百メートル程度離間させる必要はなく、送信装置1と受信装置2との離間距離Lを変えて可視光Vを照射する作業を何度も繰り返し行う必要がない。そのため、現場環境試験も、少ない作業工数で速やかに完了することができる。また、(1)式は簡易な数式であり、通信可能距離Lを算出するための計算量も少ないため、現場においても関数電卓などの簡素な計算機で容易に通信可能距離Lを算出できる。それ故、本発明は非常に利便性が高い。
The preliminary testing process and the irradiance understanding process do not need to be performed under the target environmental conditions, and can be easily performed indoors. In the field environment test of the transmittance understanding process, the distance L from the irradiation position of the
この実施形態のように、対象環境条件が海洋などの水中である場合には、対象環境条件下を再現した環境条件下において現場環境試験を行えば、対象環境条件下において送信装置1から受信装置2へ可視光Vを照射する作業を行う必要がなく、対象環境条件下では水を採取する作業や照度を計測する作業を行うだけでよい。それ故、対象環境条件下を再現した環境条件下において現場環境試験を行う構成にすると、対象環境条件下で現場環境試験を行う場合に比して、対象環境条件における作業時間の短縮や作業者の軽労化を図るにはより有利である。
As in this embodiment, when the target environmental condition is underwater such as the ocean, if an on-site environmental test is performed under environmental conditions that reproduce the target environmental condition, it is possible to connect the
前述したように、透過率把握工程の現場環境試験では、送信装置1から受信装置2へ可視光Vを照射する作業を1回行えばよいが、送信装置1の照射位置から受信装置2の受光位置までの離間距離Lを変えて可視光Vを照射する作業を複数回行うと、対象環境条件下における可視光Vの透過率cをより精度よく把握することができ、通信可能距離Lの推定精度を高めるには有利になる。
As mentioned above, in the on-site environment test in the transmittance understanding process, it is only necessary to irradiate the visible light V from the
照度を計測する照度計などの計測機器は、太陽光などの外来光の影響を比較的受けやすい。それ故、対象環境条件が水深の浅い水中や濃霧中などの外来光の影響が大きい環境条件である場合には、受信装置2が受光した可視光Vの放射照度Eを直接計測すると、放射照度Eを精度よく把握するには有利になる。一方で、放射照度Eを直接計測するパワーメータなどの精密な計測機器に比べて照度を計測する照度計などの計測機器は比較的安価であり、照度は放射照度Eよりも比較的簡易に計測できる。それ故、対象環境条件が水深の深い水中などの外来光の影響が小さい環境条件である場合には、受信装置2が受光する可視光Vの照度を計測し、その計測した照度を放射照度Eに換算するとよい。
Measuring devices such as illuminance meters that measure illuminance are relatively susceptible to external light such as sunlight. Therefore, when the target environmental condition is one in which the influence of external light is large, such as in shallow water or in dense fog, when the irradiance E of the visible light V received by the receiving
本発明は、送信レンズ3と受信レンズ4を兼ね備えた可視光通信装置どうしの間で可視光通信を行う場合にも適用することができる。その場合には、送信側の可視光通信装置が送信装置1となり、受信側の可視光通信装置が受信装置2となる。既述した実施形態では、送信装置1の照射位置を送信レンズ3の先端とし、受信装置2の受光位置を受信レンズ4の先端としたが、送信装置1の照射位置と受信装置2の受光位置は、送信装置1と受信装置2の仕様に応じて適宜設定できる。
The present invention can also be applied to the case where visible light communication is performed between visible light communication devices having both a transmitting
上記で例示した実施形態では、事前試験工程、放射照度把握工程、透過率把握工程の順で実施する場合を例示したが、透過率把握工程の前に事前試験工程を行う条件を満たしていれば、事前試験工程、放射照度把握工程および透過率把握工程を実施する順は特に限定されない。即ち、例えば、放射照度把握工程、事前試験工程、透過率把握工程の順で実施することもできるし、事前試験工程、透過率把握工程、放射照度把握工程の順で実施することもできる。また、例えば、事前試験工程および放射照度把握工程を並行して行うこともできるし、放射照度把握工程および透過率把握工程を並行して行うこともできる。また、放射照度把握工程は、透過率把握工程と同様に、対象環境条件を再現した環境条件下や対象環境条件下で行うこともできる。 In the embodiment illustrated above, the pre-test process, the irradiance understanding process, and the transmittance understanding process are carried out in this order, but if the conditions for performing the pre-test process before the transmittance understanding process are met, , the pre-test step, the irradiance understanding step, and the transmittance understanding step are not particularly limited in the order of implementation. That is, for example, the irradiance grasping step, the preliminary test step, and the transmittance grasping step can be carried out in this order, or the pretesting step, the transmittance grasping step, and the irradiance grasping step can be carried out in this order. Further, for example, the preliminary test step and the irradiance understanding step can be performed in parallel, and the irradiance understanding step and the transmittance understanding step can also be performed in parallel. Further, the irradiance understanding step, like the transmittance understanding step, can also be performed under environmental conditions that reproduce the target environmental conditions or under target environmental conditions.
1 送信装置
2 受信装置
3 送信レンズ
4 受信レンズ
5 防水ケース
V 可視光
L (送信装置の照射位置から受信装置の受光位置までの)離間距離
1 Transmitting
Claims (5)
前記送信装置が照射する可視光の透過率cを予め把握している環境条件下で、互いに離間して配置した前記送信装置から前記受信装置に前記可視光を照射する事前試験を行い、その事前試験における環境条件下の透過率cと、前記送信装置の照射位置から前記受信装置の受光位置までの離間距離Lと、前記受信装置が受光する可視光の放射照度Eとを、下記(1)式に代入して前記送信装置の光源強度Iを算出する事前試験工程と、
E=I・cL/L2 …(1)
前記送信装置と前記受信装置との間で可視光通信を行うときの前記所望の通信速度に対応する前記受信装置が受光する前記可視光の放射照度Eを把握する放射照度把握工程と、
前記対象環境条件下、または、前記対象環境条件を再現した環境条件下において、互いに離間して配置した前記送信装置から前記受信装置に前記可視光を照射する現場環境試験を行い、前記現場環境試験での前記送信装置の照射位置から前記受信装置の受光位置までの離間距離Lおよび前記受信装置が受光する前記可視光の放射照度Eと、前記事前試験工程で予め算出した前記送信装置の光源強度Iとを、前記(1)式に代入して、前記対象環境条件下における前記可視光の透過率cを算出する透過率把握工程とを行い、
前記透過率把握工程で算出した前記対象環境条件下における前記可視光の透過率cと、前記事前試験工程で算出した前記送信装置の光源強度Iと、前記放射照度把握工程で把握した前記所望の通信速度に対応する前記受信装置が受光する前記可視光の放射照度Eとを、前記(1)式に代入することで前記通信可能距離Lを推定することを特徴する可視光通信における通信可能距離の推定方法。 A method for estimating a communicable distance at a desired communication speed when performing visible light communication between a transmitting device and a receiving device under target environmental conditions, the method comprising:
Under environmental conditions in which the transmittance c of the visible light emitted by the transmitting devices is known in advance, a preliminary test is conducted in which the transmitting devices arranged at a distance from each other irradiate the receiving device with the visible light; The transmittance c under the environmental conditions in the test, the separation distance L from the irradiation position of the transmitting device to the light receiving position of the receiving device, and the irradiance E of visible light received by the receiving device are determined by the following (1). a preliminary test step of calculating the light source intensity I of the transmitting device by substituting it into a formula;
E=I・c L /L 2 …(1)
an irradiance determining step of determining the irradiance E of the visible light received by the receiving device corresponding to the desired communication speed when performing visible light communication between the transmitting device and the receiving device;
Conducting an on-site environmental test in which the visible light is irradiated from the transmitting devices spaced apart from each other to the receiving device under the target environmental conditions or under environmental conditions reproducing the target environmental conditions, and performing the on-site environmental test. The separation distance L from the irradiation position of the transmitting device to the light receiving position of the receiving device, the irradiance E of the visible light received by the receiving device, and the light source of the transmitting device calculated in advance in the preliminary test step. and a transmittance understanding step of calculating the transmittance c of the visible light under the target environmental conditions by substituting the intensity I into the equation (1),
The transmittance c of the visible light under the target environmental conditions calculated in the transmittance understanding step, the light source intensity I of the transmitting device calculated in the preliminary test step, and the desired desired value ascertained in the irradiance understanding step. The communicable distance L is estimated by substituting the irradiance E of the visible light received by the receiving device corresponding to the communication speed into the equation (1). How to estimate distance.
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