KR100810297B1 - 휴대용 무선 단말기의 무선 통신 인터페이스 - Google Patents

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신홍석
이경우
박성범
현유정
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Abstract

본 발명에 따른 자유 공간을 통해 다른 기기와 무선 통신을 수행하는 휴대용 무선 단말기의 무선 통신 인터페이스는, 데이터 변조된 가시광 신호를 생성하고, 상기 가시광 신호를 자유 공간으로 출력하는 광원과; 자유 공간으로부터 입력된 가시광 신호를 광전 변환함으로써 전기 신호를 생성하고, 상기 전기 신호를 출력하는 광검출기와; 상기 광검출기로부터 입력된 전기 신호로부터 데이터 신호를 복조하여 출력하는 복조부를 포함한다.
가시광 통신, 휴대용 무선 단말기, 세기 분포, 발산각

Description

휴대용 무선 단말기의 무선 통신 인터페이스{WIRELESS COMMUNICATION INTERFACE FOR PORTABLE WIRELESS TERMINAL}
도 1은 종래에 따른 적외선 통신 시스템을 나타내는 도면,
도 2는 본 발명의 바람직한 제1 실시예에 따른 휴대용 무선 단말기의 무선 통신 인터페이스를 나타내는 도면,
도 3은 본 발명의 제1 실시예에 따른 무선 통신 시스템을 나타내는 도면,
도 4는 본 발명의 제2 실시예에 따른 무선 통신 시스템을 나타내는 도면,
도 5는 본 발명의 바람직한 제2 실시예에 따른 휴대용 무선 단말기의 무선 통신 인터페이스를 나타내는 도면,
도 6은 본 발명의 제3 실시예에 따른 무선 통신 시스템을 나타내는 도면.
본 발명은 휴대용 무선 단말기(portable wireless terminal)에 관한 것으로서, 자유 공간(free space)을 통해 다른 기기와 무선 통신을 수행하는 휴대용 무선 단말기의 무선 통신 인터페이스(wireless communication interface)에 관한 것이 다.
핸드폰이나 PDA(personal digital assistant)와 같은 휴대용 무선 단말기, 디지털 카메라나 MP3 플레이어와 같은 소형 가전 제품의 경우 적외선을 기반으로 하는 IrDA(infrared data association) 모듈을 장착해서 기기간 통신을 하는 주변 장치 인터페이스(peripheral interface)에 대해서는 이미 많은 연구가 진행되었고, 관련 제품도 개발되어 상용화되어 있다. 블루투스(bluetooth)나 지그비(zigbee) 등의 RF(radio frequency) 통신과 달리, 적외선 통신은 기기간 혼선이 없고, 보안이 확실하며, 저전력으로 구현 가능하다는 장점이 있다.
도 1은 종래에 따른 적외선 통신 시스템을 나타내는 도면이다. 상기 적외선 통신 시스템(100)은 제1 및 제2 휴대용 무선 단말기(110,120)를 포함하며, 상기 각 휴대용 무선 단말기(110;120)는, 적외선 신호를 송신하기 위한 LED와, 적외선 신호를 수신하기 위한 포토다이오드(photodiode: PD)를 포함한다. 상기 제1 및 제2 휴대용 무선 단말기(110,120)간의 통신은 양자간의 정렬(다르게 말하자면, 무선 링크(link))이 이루어진 상태에서 가능하고, 적외선은 눈에 보이지 않으므로, 이러한 무선 링크를 용이하게 하기 위하여, 상기 각 휴대용 무선 단말기(110;120)는 30°를 초과하는 발산각(divergence angle)을 갖는 적외선 신호를 송신한다. 도 1은, 상기 제1 휴대용 무선 단말기(110)가 상기 제2 휴대용 무선 단말기(120)로 적외선 신호(130)를 송신하는 과정을 나타내고 있으며, 상기 제1 휴대용 무선 단말기(110)는 30°를 초과하는 발산각 θ1을 갖는 적외선 신호(130)를 송신한다. 상기 적외선 신호(130)의 진행 방향에 수직한 평면 상에 나타나는 상기 적외선 신호(130)의 세기 분포(intensity distribution, 140)는 중앙부의 세기가 높고 주변부의 세기가 낮은 형태인 가우시안(Gaussian) 분포 형태(다르게 말하자면, 종(bell) 모양)를 나타낸다.
그러나, 전술한 바와 같은 적외선 통신 시스템(100)은 눈에 보이지 않는 적외선을 이용하므로, 통신 보안의 직관적인 확인이 어렵고, 무선 링크의 확보가 어렵다는 문제점이 있다. 또한, 상기 적외선 통신 시스템(100)에서 적외선 신호의 발산각이 크므로, 고속 통신 및 저전력 구동이 어렵다는 문제점이 있다.
본 발명은 상술한 종래의 문제점을 해결하기 위하여 도출한 것으로서, 본 발명의 목적은, 통신 보안의 직관적인 확인이 가능하고, 무선 링크의 확보가 용이하며, 고속 통신 및 저전력 구동이 가능한 휴대용 무선 단말기의 무선 통신 인터페이스를 제공함에 있다.
상기한 문제점을 해결하기 위하여, 본 발명의 제1 측면에 따른 자유 공간을 통해 다른 기기와 무선 통신을 수행하는 휴대용 무선 단말기의 무선 통신 인터페이스는, 데이터 변조된 가시광 신호를 생성하고, 상기 가시광 신호를 자유 공간으로 출력하는 광원과; 자유 공간으로부터 입력된 가시광 신호를 광전 변환함으로써 전기 신호를 생성하고, 상기 전기 신호를 출력하는 광검출기와; 상기 광검출기로부터 입력된 전기 신호로부터 데이터 신호를 복조하여 출력하는 복조부를 포함한다.
또한, 본 발명의 제2 측면에 따른 자유 공간을 통해 다른 기기와 무선 통신을 수행하는 휴대용 무선 단말기의 무선 통신 인터페이스는, 데이터 변조된 적외선 신호를 생성하고, 상기 적외선 신호를 자유 공간으로 출력하는 제1 광원과; 상기 적외선 신호보다 큰 발산각을 갖는 가시광 신호를 생성하고, 상기 가시광 신호를 자유 공간으로 출력하는 제2 광원과; 자유 공간으로부터 입력된 적외선 신호를 광전 변환함으로써 전기 신호를 생성하고, 상기 전기 신호를 출력하는 광검출기와; 상기 광검출기로부터 입력된 전기 신호로부터 데이터 신호를 복조하여 출력하는 복조부를 포함한다.
이하에서는 첨부 도면들을 참조하여 본 발명의 실시 예를 상세히 설명하기로 한다. 본 발명을 설명함에 있어서, 관련된 공지 기능이나 구성에 대한 구체적인 설명은 본 발명의 요지를 모호하지 않게 하기 위하여 생략한다.
도 2는 본 발명의 바람직한 제1 실시예에 따른 휴대용 무선 단말기의 무선 통신 인터페이스를 나타내는 도면이다. 상기 무선 통신 인터페이스(200)는 상기 휴대용 무선 단말기가 자유 공간을 통해 다른 기기와 무선 통신을 수행하는 것을 지원한다. 상기 무선 통신 인터페이스(200)는 변조부(modulation part, 210)와, 광원(light source, 220)과, 제1 및 제2 광학계(optical system, 230,240)와, 광검출기(optical detector, 250)와, 복조부(demodulation part, 260)를 포함한다.
상기 변조부(210)는 상기 휴대용 무선 단말기 내부의 다른 구성 소자(예를 들어, 제어부)로부터 입력된 데이터 신호(S1)를 가시광 통신에 적합한 전기 신호(S2)로 변조하여 출력한다. 상기 데이터 신호(S1)는 상기 구성 소자가 데이터 처리하기에 적합한 파워 및/또는 파형(예를 들어, 이진(binary) 신호)을 갖고 있다. 상기 변조부(210)는 상기 데이터 신호(S1)를 가시광 통신에 적합한 파워 및/또는 파형을 갖는 전기 신호(S2)로 변조하고, 상기 변조된 전기 신호(S2)를 상기 광원(220)으로 출력한다. 예를 들자면, 상기 변조부(210)는 상기 데이터 신호(S1)에 바이어스(bias) 전압을 인가할 수 있다.
상기 광원(220)은 상기 변조부(210)로부터 입력된 상기 변조된 전기 신호(S2)를 전광 변환함으로써 가시광 신호(S3)를 생성하고, 상기 가시광 신호(S3)를 자유 공간으로 출력한다. 상기 가시광 신호(S3)는 350~700㎚의 파장을 갖는다. 상기 광원(220)으로는 가시광을 출력하는 레이저 다이오드(laser diode: LD), LED, 또는 LD/LED 어레이(array)를 사용할 수 있다. 가시광 LED 중 백색 LED의 발광 효율은 이미 백열등을 추월하였으며, 형광등보다도 우수한 제품들이 출현하고 있다.
상기 제1 광학계(230)는 상기 광원(220)으로부터 가시광 신호(S3)를 입력받고, 상기 가시광 신호(S3)의 발산각을 조절하여 출력한다. 추가적으로, 상기 제1 광학계(230)는 상기 가시광 신호(S3)의 세기 분포를 조절할 수 있으며, 상기 제1 광학계(230)로부터 출력된 가시광 신호(S4)는 중앙부의 세기가 높고 주변부의 세기가 낮 은 형태인 가우시안 분포 형태(다르게 말하자면, 종 모양), 또는 중앙부의 세기가 낮고 주변부의 세기가 높은 형태인 쌍봉(bimodal) 분포 형태를 나타낼 수 있다. 상기 제1 광학계(230)는 하나 이상의 렌즈(볼록, 오목 또는 비구면)로 구성될 수 있으며, 발산각 또는 세기 분포를 조절하는 렌즈계는 종래에 다수 공지되어 있으므로, 이에 대한 상세한 설명은 생략한다.
상기 가시광 신호(S4)가 가우시안 세기 분포를 갖는 경우에는 0.1° 이상, 30°미만의 발산각을 갖는 것이 바람직하다. 가시광 통신의 경우에 사용자가 가시광 신호의 진행 경로를 눈으로 확인할 수 있으므로, 통신 보안의 확인 및 무선 링크의 확보가 용이하다. 따라서, 가시광 통신의 경우에 무선 링크의 확보를 위해 가시광 신호의 발산각을 크게 할 필요가 없다. 또한, 고속 통신을 위해서는 수신측 휴대용 무선 단말기의 수신 파워가 커야 한다. 상기 가시광 신호(S4)가 이러한 작은 발산각을 가져서 발산 손실이 감소하므로, 수신측 휴대용 무선 단말기의 수신 파워를 증가시킬 수 있고, 이로 인해 고속 통신이 가능하게 된다. 또한, 저속 통신인 경우에는, 송신측 휴대용 무선 단말기의 송신 파워를 크게 할 필요가 없으므로, 상기 광원(220) 및 광검출기(250) 각각의 저전력 구동이 가능하다.
상기 가시광 신호(S4)가 쌍봉 세기 분포를 갖는 경우에는 1° 이상, 40°미만의 발산각을 갖는 것이 바람직하다. 가시광 신호가 가우시안 세기 분포를 갖는 경우에는 상기 가시광 신호의 가장자리(다르게 말하자면, 통신 커버리지(coverage))를 눈으로 확인하기가 상대적으로 쉽지 않고, 상기 가시광 신호의 발 산각이 클 수록 상기 가시광 신호의 주변부의 세기가 점점 작아지기 때문에 무선 링크를 잃을 가능성이 있다. 또한, 상기 가우시안 세기 분포의 가시광 신호의 발산각이 작은 경우에는 사용자의 손떨림 등에 의해 무선 링크를 잃을 가능성이 있다. 상기 가시광 신호(S4)가 쌍봉 세기 분포를 가지므로 상기 가시광 신호의 가장자리를 눈으로 쉽게 확인할 수 있고, 상기 가시광 신호(S4)의 발산각이 크므로 사용자의 손떨림 등이 발생하더라도 무선 링크를 잃을 가능성이 작다.
상기 제2 광학계(240)는 자유 공간으로부터 가시광 신호(S5)를 입력받고, 상기 가시광 신호(S5)를 집광하여 출력한다. 상기 제2 광학계(240)에 입력되는 가시광 신호(S5)의 발산각에 비해 상기 광검출기(250)의 수광면의 면적이 매우 작으므로, 상기 광검출기(250)의 수신 파워를 증가시키기 위해, 상기 제2 광학계(240)는 입력된 가시광 신호(S5)를 상기 광검출기(250)의 수광면에 집광시킨다. 상기 제2 광학계(240)는 하나 이상의 렌즈(볼록, 오목 또는 비구면)로 구성될 수 있으며, 집광 렌즈계는 종래에 다수 공지되어 있으므로, 이에 대한 상세한 설명은 생략한다.
상기 광검출기(250)는 상기 제2 광학계(240)로부터 입력된 가시광 신호(S6)를 광전 변환함으로써 전기 신호(S7)를 생성하고, 상기 전기 신호(S7)를 상기 복조부(260)로 출력한다. 상기 광검출기(250)로는 PD를 사용할 수 있다.
상기 복조부(260)는 상기 광검출기(250)로부터 상기 전기 신호(S7)를 입력받 고, 상기 전기 신호(S7)로부터 데이터 신호(S8)를 복조하여 출력한다. 상기 복조부(260)로부터 출력된 데이터 신호(S8)는 상기 휴대용 무선 단말기 내부의 다른 구성 소자(예를 들어, 제어부)로 입력된다. 상기 복조부(260)는 가시광 통신에 적합한 파워 및/또는 파형을 갖는 상기 전기 신호(S7)를 상기 구성 소자가 데이터 처리하기에 적합한 파워 및/또는 파형(예를 들어, 이진 신호)을 갖는 데이터 신호(S8)로 복조한다. 예를 들자면, 상기 복조부(260)는 상기 전기 신호(S7)에 인가되어 있는 바이어스 전압을 제거할 수 있다.
도 3은 본 발명의 제1 실시예에 따른 무선 통신 시스템을 나타내는 도면이다. 상기 무선 통신 시스템(300)은 제1 및 제2 휴대용 무선 단말기(310,320)를 포함하며, 상기 각 휴대용 무선 단말기(310;320)는, 도 2에 도시된 무선 통신 인터페이스(200)를 포함한다. 상기 제1 및 제2 휴대용 무선 단말기(310,320)간의 통신은 무선 링크가 이루어진 상태에서 가능하고, 사용자가 가시광 신호의 진행 경로를 눈으로 확인할 수 있으므로, 상기 가시광 신호의 발산각을 작게 할 수 있다. 도 3은, 상기 제1 휴대용 무선 단말기(310)가 상기 제2 휴대용 무선 단말기(320)로 가시광 신호(330)를 송신하는 과정을 나타내고 있으며, 상기 제1 휴대용 무선 단말기(310)는 0.1° 이상, 30°미만의 발산각 θ2을 갖는 가시광 신호(330)를 송신한다. 상기 가시광 신호(330)의 진행 방향에 수직한 평면 상에 나타나는 상기 가시광 신호(330)의 세기 분포(340)는 중앙부의 세기가 높고 주변부의 세기가 낮은 형태인 가우시안 분포 형태를 나타낸다.
도 4는 본 발명의 제2 실시예에 따른 무선 통신 시스템을 나타내는 도면이다. 상기 무선 통신 시스템(400)은 제1 및 제2 휴대용 무선 단말기(410,420)를 포함하며, 상기 각 휴대용 무선 단말기(410;420)는, 도 2에 도시된 무선 통신 인터페이스(200)를 포함한다. 상기 제1 및 제2 휴대용 무선 단말기(410,420)간의 통신은 무선 링크가 이루어진 상태에서 가능하고, 제1 및 제2 휴대용 무선 단말기(410,420)간에 송수신되는 가시광 신호는 쌍봉 세기 분포를 가지므로, 사용자가 가시광 신호의 가장자리를 눈으로 용이하게 확인할 수 있으므로, 상기 가시광 신호의 발산각을 크게 할 수 있다. 도 4는, 상기 제1 휴대용 무선 단말기(410)가 상기 제2 휴대용 무선 단말기(420)로 가시광 신호(430)를 송신하는 과정을 나타내고 있으며, 상기 제1 휴대용 무선 단말기(410)는 1° 이상, 40°미만의 발산각 θ3을 갖는 가시광 신호(430)를 송신한다. 상기 가시광 신호(430)의 진행 방향에 수직한 평면 상에 나타나는 상기 가시광 신호(430)의 세기 분포(440)는 중앙부의 세기가 낮고 주변부의 세기가 높은 형태인 쌍봉 분포 형태를 나타낸다.
도 5는 본 발명의 바람직한 제2 실시예에 따른 휴대용 무선 단말기의 무선 통신 인터페이스를 나타내는 도면이다. 상기 무선 통신 인터페이스(500)는 상기 휴대용 무선 단말기가 자유 공간을 통해 다른 기기와 무선 통신을 수행하는 것을 지원한다. 상기 무선 통신 인터페이스(500)는 변조부(510)와, 제1 및 제2 광원(520,540)과, 제1 내지 제3 광학계(530,550,560)와, 광검출기(570)와, 복조 부(580)를 포함한다.
상기 변조부(510)는 상기 휴대용 무선 단말기 내부의 다른 구성 소자(예를 들어, 제어부)로부터 입력된 데이터 신호(S1)를 적외선 통신에 적합한 전기 신호(S2)로 변조하여 출력한다. 상기 데이터 신호(S1)는 상기 구성 소자가 데이터 처리하기에 적합한 파워 및/또는 파형(예를 들어, 이진(binary) 신호)을 갖고 있다. 상기 변조부(510)는 상기 데이터 신호(S1)를 적외선 통신에 적합한 파워 및/또는 파형을 갖는 전기 신호(S2)로 변조하고, 상기 변조된 전기 신호(S2)를 상기 제1 광원(520)으로 출력한다. 예를 들자면, 상기 변조부(510)는 상기 데이터 신호(S1)에 바이어스(bias) 전압을 인가할 수 있다.
상기 제1 광원(520)은 상기 변조부(510)로부터 입력된 상기 변조된 전기 신호(S2)를 전광 변환함으로써 적외선 신호(S3)를 생성하고, 상기 적외선 신호(S3)를 자유 공간으로 출력한다. 상기 제1 광원(520)으로는 적외선을 출력하는 LED를 사용할 수 있다.
상기 제1 광학계(530)는 상기 제1 광원(520)으로부터 적외선 신호(S3)를 입력받고, 상기 적외선 신호(S3)의 발산각을 조절하여 출력한다. 추가적으로, 상기 제1 광학계(530)는 상기 적외선 신호(S3)의 세기 분포를 조절할 수 있으며, 상기 제1 광학계(230)로부터 출력된 적외선 신호(S4)는 중앙부의 세기가 높고 주변부의 세기 가 낮은 형태인 가우시안 분포 형태(다르게 말하자면, 종 모양)를 나타낸다. 상기 적외선 신호(S4)는 0.1° 이상, 30°미만의 발산각을 갖는 것이 바람직하다.
상기 제2 광원(540)은 데이터 변조되지 않은 가시광 신호(S5)를 생성하고, 상기 가시광 신호(S5)를 자유 공간으로 출력한다. 예를 들어, 상기 제2 광원(540)으로는 연속파(continuous wave: CW) LD, 연속파 LED 등을 사용할 수 있다.
상기 제2 광학계(550)는 상기 제2 광원(540)으로부터 가시광 신호(S5)를 입력받고, 상기 가시광 신호(S5)의 발산각을 조절하여 출력한다. 추가적으로, 상기 제2 광학계(550)는 상기 가시광 신호(S5)의 세기 분포를 조절할 수 있으며, 상기 제2 광학계(550)로부터 출력된 가시광 신호(S6)는 중앙부의 세기가 낮고 주변부의 세기가 높은 형태인 쌍봉 분포 형태를 나타낸다. 상기 가시광 신호(S6)는 상기 적외선 신호(S4)보다 큰 발산각을 가지며, 1° 이상, 40°미만의 발산각을 갖는 것이 바람직하다.
상기 적외선 신호(S4)는 상기 가시광 신호(S6)의 발산 범위 내에서 발산하며, 상기 가시광 신호(S6)는 상기 적외선 신호(S4)의 가장자리(다르게 말하자면, 통신 커버리지)를 육안으로 용이하게 확인시키는 기능을 한다. 이를 위해, 상기 제1 및 제2 광학계(530,550)는 서로 근접하도록 배치된다.
상기 제3 광학계(560)는 자유 공간으로부터 적외선 신호(S7)를 입력받고, 상기 적외선 신호(S7)를 집광하여 출력한다. 상기 제3 광학계(560)에 입력되는 적외선 신호(S7)의 발산각에 비해 상기 광검출기(570)의 수광면의 면적이 매우 작으므로, 상기 광검출기(570)의 수신 파워를 증가시키기 위해, 상기 제3 광학계(560)는 입력된 적외선 신호(S7)를 상기 광검출기(570)의 수광면에 집광시킨다.
상기 광검출기(570)는 상기 제3 광학계(560)로부터 입력된 적외선 신호(S8)를 광전 변환함으로써 전기 신호(S9)를 생성하고, 상기 전기 신호(S9)를 상기 복조부(580)로 출력한다.
상기 복조부(580)는 상기 광검출기(570)로부터 상기 전기 신호(S9)를 입력받고, 상기 전기 신호(S8)로부터 데이터 신호(S10)를 복조하여 출력한다. 상기 복조부(580)로부터 출력된 데이터 신호(S10)는 상기 휴대용 무선 단말기 내부의 다른 구성 소자(예를 들어, 제어부)로 입력된다. 상기 복조부(580)는 적외선 통신에 적합한 파워 및/또는 파형을 갖는 상기 전기 신호(S7)를 상기 구성 소자가 데이터 처리하기에 적합한 파워 및/또는 파형(예를 들어, 이진 신호)을 갖는 데이터 신호(S10)로 복조한다. 예를 들자면, 상기 복조부(580)는 상기 전기 신호(S9)에 인가되어 있는 바이어스 전압을 제거할 수 있다.
도 6은 본 발명의 제3 실시예에 따른 무선 통신 시스템을 나타내는 도면이다. 상기 무선 통신 시스템(600)은 제1 및 제2 휴대용 무선 단말기(610,620)를 포함하며, 상기 각 휴대용 무선 단말기(610;620)는, 도 5에 도시된 무선 통신 인터페이스(500)를 포함한다. 상기 제1 및 제2 휴대용 무선 단말기(610,620)간의 통신은 무선 링크가 이루어진 상태에서 가능하고, 제1 및 제2 휴대용 무선 단말기(610,620)간에 송수신되는 적외선 신호는 가우시안 세기 분포를 갖는다. 상기 적외선 신호는 육안으로 확인할 수 없고, 사용자는 상기 각 휴대용 무선 단말기(610;620)로부터 출력되는 가시광 신호로부터 상기 적외선 신호의 가장자리를 가늠할 수 있다. 도 6은, 상기 제1 휴대용 무선 단말기(610)가 상기 제2 휴대용 무선 단말기(620)로 적외선 신호(640)를 송신하는 과정을 나타내고 있으며, 상기 제1 휴대용 무선 단말기(610)는 0.1° 이상, 30°미만의 발산각 θ5을 갖는 적외선 신호(640)를 송신한다. 상기 적외선 신호(640)의 진행 방향에 수직한 평면 상에 나타나는 상기 적외선 신호(640)의 세기 분포(645)는 중앙부의 세기가 높고 주변부의 세기가 낮은 형태인 가우시안 분포 형태를 나타낸다. 또한, 상기 제1 휴대용 무선 단말기(610)는 상기 적외선 신호(640)와 함께 1° 이상, 40°미만의 발산각 θ4을 갖는 가시광 신호(630)를 송신한다. 상기 가시광 신호(630)의 진행 방향에 수직한 평면 상에 나타나는 상기 가시광 신호(630)의 세기 분포(635)는 중앙부의 세기가 낮고 주변부의 세기가 높은 형태인 쌍봉 분포 형태를 나타낸다.
상기 적외선 신호(640)는 상기 가시광 신호(630)의 발산 범위 내에서 발산하 며, 상기 가시광 신호(630)는 상기 적외선 신호(640)의 가장자리를 육안으로 용이하게 확인시키는 기능을 한다.
상술한 바와 같이, 본 발명에 따른 휴대용 무선 단말기의 무선 통신 인터페이스는 아래와 같은 이점들 중 적어도 하나를 갖는다.
첫째, 사용자가 가시광 신호의 진행 경로를 눈으로 확인할 수 있어서 통신 보안의 확인 및 무선 링크의 확보가 용이하다.
둘째, 무선 링크의 확보를 위해 가시광 또는 적외선 신호의 발산각을 크게 할 필요가 없으므로, 수신측 휴대용 무선 단말기의 수신 파워를 증가시킬 수 있고, 이로 인해 고속 통신이 가능하다.
셋째, 송신측 휴대용 무선 단말기의 송신 파워를 크게 할 필요가 없으므로, 상기 광원 및 광검출기 각각의 저전력 구동이 가능하다.
넷째, 최근에 RF(radio frequency) 대역의 주파수 고갈, 여러 무선 통신 기술 간의 혼선 가능성, 통신의 보안성 요구 증대, 4G 무선 기술의 초고속 유비쿼터스(ubiquitous) 통신 환경의 도래 등으로 인하여 곤란을 겪고 있는 RF 통신 기술과 상호 보완적인 관계를 가질 수 있는 무선 통신 기술을 제공한다.
다섯째, 적외선 신호를 이용하여 통신하고, 가시광 신호를 이용하여 상기 적외선 신호의 통신 커버리지를 확인할 수 있으므로, 기존의 적외선 통신 시스템과의 호환성을 보장할 수 있다.

Claims (16)

  1. 자유 공간을 통해 다른 기기와 무선 통신을 수행하는 휴대용 무선 단말기의 무선 통신 인터페이스에 있어서,
    데이터 변조된 가시광 신호를 생성하고, 상기 가시광 신호를 자유 공간으로 출력하는 광원과;
    자유 공간으로부터 입력된 가시광 신호를 광전 변환함으로써 전기 신호를 생성하고, 상기 전기 신호를 출력하는 광검출기와;
    상기 광검출기로부터 입력된 전기 신호로부터 데이터 신호를 복조하여 출력하는 복조부와;
    상기 광원으로부터 가시광 신호를 입력받고, 상기 광원으로부터 입력받은 가시광 신호의 발산각을 조절하여 자유 공간으로 출력하는 제1 광학계를 포함하고,
    상기 제1 광학계로부터 출력되는 가시광 신호는 중앙부의 세기가 낮고 주변부의 세기가 높은 쌍봉 세기 분포를 가짐을 특징으로 하는 휴대용 무선 단말기의 무선 통신 인터페이스.
  2. 삭제
  3. 제1항에 있어서,
    자유 공간으로부터 가시광 신호를 입력받고, 자유 공간으로부터 입력받은 상기 가시광 신호를 집광하여 상기 광검출기로 출력하는 제2 광학계를 더 포함함을 특징으로 하는 휴대용 무선 단말기의 무선 통신 인터페이스.
  4. 삭제
  5. 삭제
  6. 삭제
  7. 제1항에 있어서,
    상기 제1 광학계로부터 출력되는 가시광 신호는 1° 이상, 40°미만의 발산각을 가짐을 특징으로 하는 휴대용 무선 단말기의 무선 통신 인터페이스.
  8. 자유 공간을 통해 다른 기기와 무선 통신을 수행하는 휴대용 무선 단말기의 무선 통신 인터페이스에 있어서,
    데이터 변조된 적외선 신호를 생성하고, 상기 적외선 신호를 자유 공간으로 출력하는 제1 광원과;
    상기 적외선 신호보다 큰 발산각을 갖는 가시광 신호를 생성하고, 상기 가시광 신호를 자유 공간으로 출력하는 제2 광원과;
    자유 공간으로부터 입력된 적외선 신호를 광전 변환함으로써 전기 신호를 생성하고, 상기 전기 신호를 출력하는 광검출기와;
    상기 광검출기로부터 입력된 전기 신호로부터 데이터 신호를 복조하여 출력하는 복조부를 포함함을 특징으로 하는 휴대용 무선 단말기의 무선 통신 인터페이스.
  9. 제8항에 있어서,
    상기 제1 광원으로부터 출력된 적외선 신호는 상기 가시광 신호의 발산 범위 내에서 발산함을 특징으로 하는 휴대용 무선 단말기의 무선 통신 인터페이스.
  10. 제8항에 있어서,
    상기 제1 광원으로부터 적외선 신호를 입력받고, 상기 제1 광원으로부터 입력받은 적외선 신호의 발산각을 조절하여 자유 공간으로 출력하는 제1 광학계를 더 포함함을 특징으로 하는 휴대용 무선 단말기의 무선 통신 인터페이스.
  11. 제8항에 있어서,
    상기 제2 광원으로부터 가시광 신호를 입력받고, 상기 제2 광원으로부터 입력받은 가시광 신호의 발산각을 조절하여 자유 공간으로 출력하는 제2 광학계를 더 포함함을 특징으로 하는 휴대용 무선 단말기의 무선 통신 인터페이스.
  12. 제8항에 있어서,
    자유 공간으로부터 적외선 신호를 입력받고, 자유 공간으로부터 입력받은 상기 적외선 신호를 집광하여 상기 광검출기로 출력하는 제3 광학계를 더 포함함을 특징으로 하는 휴대용 무선 단말기의 무선 통신 인터페이스.
  13. 제10항에 있어서,
    상기 제1 광학계로부터 출력되는 적외선 신호는 중앙부의 세기가 높고 주변부의 세기가 낮은 가우시안 세기 분포를 가짐을 특징으로 하는 휴대용 무선 단말기의 무선 통신 인터페이스.
  14. 제13항에 있어서,
    상기 제1 광학계로부터 출력되는 적외선 신호는 0.1° 이상, 30°미만의 발산각을 가짐을 특징으로 하는 휴대용 무선 단말기의 무선 통신 인터페이스.
  15. 제11항에 있어서,
    상기 제2 광학계로부터 출력되는 가시광 신호는 중앙부의 세기가 낮고 주변부의 세기가 높은 쌍봉 세기 분포를 가짐을 특징으로 하는 휴대용 무선 단말기의 무선 통신 인터페이스.
  16. 제15항에 있어서,
    상기 제2 광학계로부터 출력되는 가시광 신호는 1° 이상, 40°미만의 발산각을 가짐을 특징으로 하는 휴대용 무선 단말기의 무선 통신 인터페이스.
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