KR100939815B1 - Visible light transmissing/receiving apparatus using floodlight - Google Patents

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Abstract

본 발명은 조명등을 이용한 가시광 통신 장치에 관한 것이다. 이러한 가시광 통신 장치는 다수의 사용자별 정보 데이터를 각각 특정 주파수 대역의 반송 주파수에 실어서 다수의 사용자별 신호로 변조하는 변조부; 상기 변조부에서 변조되어 출력되는 상기 다수의 사용자별 신호를 다중화하여 출력하는 다중화부; 조명 기능 수행을 위해 외부로부터 입력되는 조명 신호와 상기 다중화부에서 출력되는 다수의 사용자별 신호 중 하나를 선택하여 출력하는 신호 선택부; 및 전기신호를 가시광 영역의 광신호로 변환하여 송신하는 하나 이상의 가시광 발광다이오드(LED)를 포함하며, 상기 신호 선택부로부터 출력되는 신호에 대응되는 가시광을 외부로 송신하는 가시광 발광다이오드부를 포함한다.The present invention relates to a visible light communication device using a lamp. The visible light communication apparatus includes a modulator configured to load a plurality of user-specific information data into carrier frequencies of a specific frequency band and modulate them into a plurality of user-specific signals; A multiplexer for multiplexing and outputting the plurality of user signals modulated by the modulator; A signal selector configured to select and output one of an illumination signal input from the outside and a plurality of user-specific signals output from the multiplexer to perform an illumination function; And at least one visible light emitting diode (LED) for converting and transmitting an electric signal into an optical signal in a visible light region, and including a visible light emitting diode unit for transmitting visible light corresponding to a signal output from the signal selection unit to the outside.

본 발명에 따르면, 기존의 전파 통신에 서로 간섭을 주지 않는다. 따라서, 전파의 간섭으로 인한 기기의 오작동을 유발할 수 있는 병원, 항공기내에서 본 발명에 따른 가시광 통신 장치를 이용하여 필요한 데이터를 전달할 수 있다.According to the present invention, the existing radio wave communication does not interfere with each other. Therefore, it is possible to transfer necessary data using the visible light communication device according to the present invention in a hospital or an aircraft which may cause malfunction of the device due to interference of radio waves.

지능형 교통 시스템, ITS, 가시광 통신, 조명등, 차량 간 통신, 백색 발광 LED Intelligent transportation system, ITS, visible light communication, lighting, inter-vehicle communication, white light emitting LED

Description

조명등을 이용한 가시광 통신 장치 {VISIBLE LIGHT TRANSMISSING/RECEIVING APPARATUS USING FLOODLIGHT}Visible light communication device using lighting {VISIBLE LIGHT TRANSMISSING / RECEIVING APPARATUS USING FLOODLIGHT}

본 발명은 무선 광통신 시스템에 관한 것으로, 특히 가시광을 발산하는 조명등을 이용한 가시광 통신 장치에 관한 것이다.BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a wireless optical communication system, and more particularly, to a visible light communication device using an illumination lamp that emits visible light.

지능형 교통 시스템은 도로와 차량 등의 하드웨어 중심의 기반시설에 통신, 전자, 제어, 컴퓨팅 기술 등의 소프트웨어 기술을 결합하여 차량 및 기반 교통 시설이 상호보완적으로 작동하여 안전하고, 쾌적하고 효율적인 교통을 실현가능하게 하는 교통 네트워크와 정보통신 네트워크간의 통합 시스템이다.Intelligent transportation systems combine software technologies, such as communications, electronics, control, and computing technologies, with hardware-centric infrastructure, such as roads and vehicles, to enable vehicles and infrastructure to complement each other to ensure safe, comfortable, and efficient traffic. It is an integrated system between a traffic network and an information communication network that makes it feasible.

세계 텔레매틱스 시장의 주요 변화 요인을 살펴보면, 먼저 텔레매틱스가 안전위주의 서비스에서 위치정보를 활용한 LBS(Location Based Service) 기반의 서비스로 개념이 변화하고 있으며, 멀티미디어 데이터 위주의 양방향 통신 서비스가 그 중심이 되고 있다. 기존의 GM OnStar와 같은 콜 센터 중심의 운영자 인터페이스의 비즈니스 모델로는 충분한 수익발생을 기대하기가 어렵기 때문에 최근에는 음성인 식을 활용한 단말기 자체의 기계 인터페이스로 변화하는 특징을 보이고 있다.Looking at the major changes in the global telematics market, the concept of telematics is changing from a safety-oriented service to a location based service (LBS) based service using location information. It is becoming. Since the business model of the call center-oriented operator interface such as GM OnStar is difficult to expect sufficient profit generation, it has recently been changing to the mechanical interface of the terminal itself using voice recognition.

텔레매틱스 통신 인프라는 현재 2세대 셀룰러 망을 주로 활용하고 있으나, 향후 차세대 셀룰러 이동통신 기술(HPi(High-speed Portable internet), 4세대 이동 통신과 DSRC(Dedicated Short Range Communications) 통신, WLAN(Wireless Local Area Network) 통신, WiBro(Wireless Broadband) 통신, DMB(Digital Multimedia Broadcasting) 기술 등을 활용하여 텔레매틱스 통신망이 고도화되어 차량에서 초고속 멀티미디어 서비스를 제공할 수 있을 것으로 전망된다. 특히, 단일 통신 방식보다는 통신 방식별 특성을 유기적으로 결합하여 차량의 고속 이동성과 전방위 네트워킹 기능을 지원하기 위하여 셀룰러와 DSRC, IR(Infra-Red) 방식을 수용하는 CALM(Communication Air interface Long and Medium range) 규격에 대한 표준화가 ISO TC204에서 추진 중에 있다. 또한 영화, 게임과 같은 대량의 멀티미디어 서비스를 지원하기 위한 지상파 및 위성 DMB 기술에 대한 상향 링크와의 연동 프로토콜 표준화도 3GPP(3G Partnership Project)를 중심으로 추진되고 있으며, 무선랜에 보안, 인증, 핸드오버 및 고속 데이터 전송 기능을 추가하는 방향으로 IEEE 802.11을 중심으로 표준화가 진행 중에 있다.The telematics communication infrastructure currently utilizes the second generation cellular network, but the next generation of cellular mobile communication technology (HPi (high-speed portable internet), fourth generation mobile communication and dedicated short range communications (DSRC) communication, and wireless local area (WLAN) It is expected that the telematics communication network will be advanced by utilizing network (WBro) communication, WiBro (Wireless Broadband) communication, and DMB (Digital Multimedia Broadcasting) technology to provide high-speed multimedia services in the vehicle. ISO TC204 standardizes the Communication Air Interface Long and Medium Range (CALM) standard that accommodates cellular, DSRC, and IR (Infra-Red) methods to organically combine features to support high-speed mobility and omnidirectional networking of vehicles. It is also on the ground to support mass multimedia services such as movies and games. Standardization of interworking protocols with uplinks for satellite and satellite DMB technology is also being driven by 3GPP (3G Partnership Project), and is focused on IEEE 802.11 to add security, authentication, handover, and high-speed data transmission to WLAN. Standardization is in progress.

기존의 국내·외의 지능형 교통 시스템의 통신 분야에 대한 연구는 무선 주파수(RF)를 기반으로 하고 있다. 이러한 무선 주파수를 이용하는 각종 서비스로 무선 통신 영역은 점점 포화 상태에 이르고 있고, 무선 주파수를 기반으로 한 통신 시스템을 갖추기 위해서는 각종 단말의 개발과 설치가 요구된다. 따라서, 기존의 통신 방식인 무선 통신 방식을 대체할 수 있는 통신 수단이 요구되며, 이러한 통신 수단을 이용한 지능형 교통 시스템도 요구되고 있다.The existing research on the field of communication of domestic and foreign intelligent transportation system is based on radio frequency (RF). With various services using these radio frequencies, the wireless communication area is gradually reaching a saturation state, and development and installation of various terminals are required to provide a communication system based on the radio frequency. Accordingly, there is a need for a communication means that can replace the existing communication method, a wireless communication method, and an intelligent transportation system using such communication means is also required.

본 발명이 이루고자 하는 하나의 기술적 과제는 가시광을 발산하는 조명등을 이용한 가시광 통신 장치를 차량 대 차량, 차량 대 노변 등의 통신에 이용할 수 있는 가시광 통신 장치를 제공하는 것이다.One technical problem to be achieved by the present invention is to provide a visible light communication device that can use a visible light communication device using a light that emits visible light for communication between a vehicle-to-vehicle, a vehicle-to-roadside, and the like.

상기 과제를 달성하기 위한 본 발명의 하나의 특징에 따른 가시광 통신 장치는,Visible light communication device according to one aspect of the present invention for achieving the above object,

조명등으로 동작 가능한 가시광 통신 장치로서,As visible light communication device which can operate in lighting,

다수의 사용자별 정보 데이터를 각각 특정 주파수 대역의 반송 주파수에 실어서 다수의 사용자별 신호로 변조하는 변조부; 상기 변조부에서 변조되어 출력되는 상기 다수의 사용자별 신호를 다중화하여 출력하는 다중화부; 조명 기능 수행을 위해 외부로부터 입력되는 조명 신호와 상기 다중화부에서 출력되는 다수의 사용자별 신호 중 하나를 선택하여 출력하는 신호 선택부; 및 전기신호를 가시광 영역의 광신호로 변환하여 송신하는 하나 이상의 가시광 발광다이오드(LED)를 포함하며, 상기 신호 선택부로부터 출력되는 신호에 대응되는 가시광을 외부로 송신하는 가시광 발광다이오드부를 포함한다.A modulator for loading a plurality of user-specific information data into carrier frequencies of a specific frequency band and modulating the plurality of user-specific information data into a plurality of user-specific signals; A multiplexer for multiplexing and outputting the plurality of user signals modulated by the modulator; A signal selector configured to select and output one of an illumination signal input from the outside and a plurality of user-specific signals output from the multiplexer to perform an illumination function; And at least one visible light emitting diode (LED) for converting and transmitting an electric signal into an optical signal in a visible light region, and including a visible light emitting diode unit for transmitting visible light corresponding to a signal output from the signal selection unit to the outside.

여기서, 상기 다중화부는 상기 변조부에서 출력되는 다수의 사용자별 신호를 다중화하는 동안 상기 가시광 발광다이오드부가 가시광 통신 기능을 수행하도록 하는 통신 가능 신호를 상기 신호 선택부로 출력하고, 상기 신호 선택부는 상기 다중 화부에서 출력되는 상기 통신 가능 신호에 따라 상기 다중화부에서 출력되는 다수의 사용자별 신호를 선택하여 상기 가시광 발광다이오드부로 출력하여 상기 가시광 발광 다이오드가 가시광 통신 기능을 수행하도록 하는 것을 특징으로 한다.Here, the multiplexer outputs a communicable signal for allowing the visible light emitting diode unit to perform a visible light communication function while multiplexing a plurality of user-specific signals output from the modulator, and the signal selector outputs the signal to the signal selector. The visible light emitting diode performs a visible light communication function by selecting a plurality of user-specific signals output from the multiplexing unit and outputting the signal to the visible light emitting diode unit according to the communicable signal output from the multiplier.

또한, 상기 신호 선택부는 상기 다중화부로부터 출력되는 통신 가능 신호를 통해 상기 다중화부가 다중화를 수행하지 않는 것으로 판단되는 경우, 상기 외부로부터 입력되는 상기 조명 신호를 선택하여 상기 가시광 발광 다이오드로 출력하여 상기 가시광 발광 다이오드가 조명 기능을 수행하도록 하는 것을 특징으로 한다.In addition, when it is determined that the multiplexer does not perform the multiplexing through a communication signal output from the multiplexer, the signal selector selects the illumination signal input from the outside and outputs the illumination signal to the visible light emitting diode to display the visible light. Characterized in that the light emitting diode to perform a lighting function.

상기 가시광 통신 장치는, 가시광을 수신하여 대응되는 전기신호로 출력하는 포토디텍터(Photo-detector); 상기 포토디텍터로부터 출력되는 전기신호에 대해 특정 주파수 대역 성분에 대해 반송파 성분을 제거하여 출력하는 수신 필터부; 상기 수신 필터부에서 출력되는 신호를 보정하여 출력하는 등화기; 상기 등화기에서 출력되는 신호를 상기 다수의 사용자 수만큼 역다중화하여 출력하는 역다중화부; 및 상기 역다중화부에서 출력되는 다수의 사용자별 신호를 각각 복조하여 다수의 사용자별 수신 데이터로써 출력하는 복조부를 더 포함한다.The visible light communication device includes: a photo-detector for receiving visible light and outputting the corresponding electric signal; A reception filter unit which removes and outputs a carrier component with respect to a specific frequency band component with respect to the electrical signal output from the photo detector; An equalizer for correcting and outputting a signal output from the reception filter unit; A demultiplexer configured to demultiplex the signals output from the equalizer by the number of users; And a demodulator for demodulating each of a plurality of user signals output from the demultiplexer and outputting the plurality of user signals as received data.

본 발명의 다른 특징에 따른 지능형 교통 시스템은,Intelligent transportation system according to another feature of the present invention,

교통 정보 등을 수집하여 저장하고, 저장된 교통 정보 등을 가공하여 제공하는 정보 제공 서버; 상기 정보 제공 서버가 외부로부터 교통 정보를 수집하거나 제공할 수 있도록 외부와의 접속 통로를 제공하는 지능형 교통 통신망; 및 상기 지능형 교통 통신망을 통해 상기 정보 제공 서버에 접속되고, 외부 장치와의 가시광 통신이 가능하며 조명등으로도 동작 가능한 가시광 통신 장치를 포함하며, 상기 가시 광 통신 장치를 통해 외부 장치로부터 수집되는 교통 정보 등을 상기 정보 제공 서버로 제공하고, 상기 정보 제공 서버로부터 제공되는 교통 정보 등을 상기 가시광 통신 장치를 통해 상기 외부 장치로 제공하는 신호 단말을 포함한다.An information providing server for collecting and storing traffic information and processing and providing the stored traffic information; An intelligent traffic communication network providing an access passage with the outside such that the information providing server collects or provides traffic information from the outside; And a visible light communication device connected to the information providing server through the intelligent traffic communication network, capable of communicating visible light with an external device, and also operable as a light, and collecting traffic information from the external device through the visible light communication device. And a signal terminal for providing a back light to the information providing server and providing traffic information and the like provided from the information providing server to the external device through the visible light communication device.

여기서, 상기 외부 장치는 자동차이며, 상기 자동차의 전조등과 후미등에 조명등으로 동작 가능하면서 가시광 통신이 가능한 가시광 통신 장치가 설치되어 있는 것을 특징으로 한다.Here, the external device is a vehicle, characterized in that the visible light communication device capable of operating visible light communication while operating as a lighting lamp in the headlight and taillight of the vehicle is installed.

또한, 상기 가시광 통신 장치가, 상기 정보 제공 서버로부터 제공되는 다수의 사용자별 정보 데이터를 가시광 통신을 사용하여 외부 장치로 송신하는 가시광 송신부-여기서 가시광 송신부는 상기 다수의 사용자별 정보 데이터가 입력되지 않는 경우, 조명등으로 동작 가능함-; 및 외부 장치로부터 입력되는 가시광을 수신하여 대응되는 신호로써 변환하고, 상기 변환된 신호를 상기 다수의 사용자별 수신 데이터로 복원하는 가시광 수신부를 포함한다.Further, the visible light communication device transmits a plurality of user-specific information data provided from the information providing server to an external device using visible light communication, wherein the visible light transmitter does not input the plurality of user-specific information data. Can be operated by lighting; And a visible light receiver configured to receive visible light input from an external device, convert the visible light into a corresponding signal, and restore the converted signal to the plurality of user-specific received data.

본 발명에 따르면, 기존의 전파 통신에 서로 간섭을 주지 않는다. 따라서, 전파의 간섭으로 인한 기기의 오작동을 유발할 수 있는 병원, 항공기내에서 본 발명에 따른 가시광 통신 장치를 이용하여 필요한 데이터를 전달할 수 있다. According to the present invention, the existing radio wave communication does not interfere with each other. Therefore, it is possible to transfer necessary data using the visible light communication device according to the present invention in a hospital or an aircraft which may cause malfunction of the device due to interference of radio waves.

또한, 가시광인 조명등에는 모두 설치될 수 있으므로, 조명등이 설치되는 사무실, 실내외의 생활공간에도 설치하여 사용될 수 있으므로 이들 조명등의 자리를 대체하는 동시에 데이터 통신 기능을 제공함으로써 홈 네트워크, 유비쿼터스 통신 서비스를 제공하는 단말 당치로써 사용될 수 있다.In addition, since all the lights can be installed in the visible light, it can be installed and used in offices, indoor and outdoor living spaces where the lights are installed, thereby providing a home network and ubiquitous communication services by replacing data of these lights and providing data communication functions. Can be used as a terminal equivalent.

본 발명은 기존의 조명등으로 사용하던 조명 장치를 통해서 가시광 통신을 가능하게 하는 것으로써, 특히 본 발명은 자동차의 조명등 부분을 지능형 교통 시스템에서의 데이터 통신을 위한 송수신 장치로 쓰는 동시에 가시거리를 확보하는 조명장치로 사용하는 것을 특징으로 한다. 이러한 특징은 전조등, 후미등과 같은 자동차의 전등장치의 조명등을 대체하여 지능형 교통 시스템에서의 통신 기기로써 사용될 수 있으며, 나아가, 자동차의 조명등 뿐만 아니라 이러한 조명등을 사용하는 장소, 기기는 어느 것이든지 본 발명의 특징에 해당하는 기술이 적용될 수 있다. The present invention is to enable the visible light communication through the lighting device used as a conventional lighting, in particular the present invention is to use the lighting portion of the vehicle as a transmission and reception device for data communication in an intelligent transportation system while ensuring a visible distance Characterized in that used as a lighting device. This feature can be used as a communication device in an intelligent transportation system in place of the lighting of the vehicle's lighting devices, such as headlights, taillights, and furthermore, any place, the device using such lighting as well as the vehicle's lighting, the present invention The technology corresponding to the characteristics of may be applied.

이와 같이, 조명등을 데이터 송수신 장치로 사용하게 됨으로써 현재 무선랜(WLAN)과 CDMA 1x EVDO와 같은 이동통신망에 의존하던 지능형 교통 시스템 분야가 독자적인 통신망을 형성할 수 있다. 본 발명에서 제안된 통신 방식이 vehicle to vehicle(V2V)의 통신 방식에도 새로운 패러다임을 제시하게 될 것이다. As such, by using the lamp as a data transmission / reception apparatus, the field of intelligent transportation systems, which currently relies on mobile communication networks such as WLAN and CDMA 1x EVDO, may form a unique communication network. The proposed communication scheme in the present invention will also present a new paradigm for a vehicle to vehicle (V2V) communication scheme.

지능형 교통 시스템용 가시광 통신 송수신기의 개발은 기존의 전파 통신과 서로 간섭을 주지 않는 장점과 가시광 통신의 복합적인 장점으로 인해 지능형 교통 시스템 통신 영역에서뿐만 아니라 홈 네크워크와 유비쿼터스 등 정보통신 시장의 새로운 패러다임을 제시하고 세계 통신 기술의 우위를 선점하게 될 것이다.The development of visible light communication transceiver for intelligent transportation system presents a new paradigm in the information communication market such as home network and ubiquitous as well as in the area of intelligent transport system communication due to the advantages of not interfering with the existing radio communication and the combined advantages of visible light communication. And dominate the world's communications technology.

본 발명은 자동차에 설치되는 조명등을 이용한 가시광 송수신 장치에 해당하므로, 차량 간 통신뿐만 아니라 지능형 교통 시스템의 기지국과의 통신을 수행하는 것이 가능하다. 이것은 종래 이동통신망과 GPS를 이용하여 서비스되고 있는 텔레 매틱스와 보다 안전적인 운전을 운전자에게 제공하기 위한 지능형 교통 시스템을 제공하기 위한 통신 방식을 병합하여 제공할 수 있는 큰 장점을 가지고 있는 통신 기술을 바탕으로 하므로 텔레매틱스와 지능형 교통 시스템의 통신 시장에서 경쟁력을 가지게 된다. Since the present invention corresponds to a visible light transmitting and receiving device using a lamp installed in an automobile, it is possible not only to communicate between vehicles but also to communicate with a base station of an intelligent transportation system. This is based on the communication technology that has the great advantage of combining the telematics which is serviced using the conventional mobile communication network and GPS and the communication method to provide the intelligent transportation system for providing the driver with safer driving. As a result, the market for telematics and intelligent transportation systems becomes competitive.

아래에서는 첨부한 도면을 참고로 하여 본 발명의 실시예에 대하여 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 상세히 설명한다. 그러나 본 발명은 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으며 여기에서 설명하는 실시예에 한정되지 않는다. 그리고 도면에서 본 발명을 명확하게 설명하기 위해서 설명과 관계없는 부분은 생략하였으며, 명세서 전체를 통하여 유사한 부분에 대해서는 유사한 도면 부호를 붙였다. DETAILED DESCRIPTION Hereinafter, exemplary embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings so that those skilled in the art may easily implement the present invention. As those skilled in the art would realize, the described embodiments may be modified in various different ways, all without departing from the spirit or scope of the present invention. In the drawings, parts irrelevant to the description are omitted in order to clearly describe the present invention, and like reference numerals designate like parts throughout the specification.

명세서 전체에서, 어떤 부분이 어떤 구성요소를 "포함"한다고 할 때, 이는 특별히 반대되는 기재가 없는 한 다른 구성요소를 제외하는 것이 아니라 다른 구성요소를 더 포함할 수 있는 것을 의미한다. 또한, 명세서에 기재된 "…부", "…기", "모듈" 등의 용어는 적어도 하나의 기능이나 동작을 처리하는 단위를 의미하며, 이는 하드웨어나 소프트웨어 또는 하드웨어 및 소프트웨어의 결합으로 구현할 수 있다. Throughout the specification, when a part is said to "include" a certain component, it means that it can further include other components, without excluding other components unless specifically stated otherwise. In addition, the terms “… unit”, “… unit”, “module”, etc. described in the specification mean a unit that processes at least one function or operation, which may be implemented by hardware or software or a combination of hardware and software. .

이하, 본 발명의 실시예에 따른 조명등을 이용한 가시광 통신 장치 및 이를 이용한 지능형 교통 시스템에 대하여 도면을 참고로 하여 상세하게 설명한다.Hereinafter, a visible light communication apparatus using an illumination lamp and an intelligent traffic system using the same according to an embodiment of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.

도 1은 본 발명의 실시예에 따른 지능형 교통 시스템의 개념을 도시한 도면이다.1 is a diagram illustrating the concept of an intelligent transportation system according to an embodiment of the present invention.

도 1에 도시된 바와 같이, 지능형 교통 시스템은 교통 정보 등을 수집하거나 제공하는 정보 제공 서버(10), 정보 제공 서버(10)가 자동차(40-1, 40-2) 등을 통해 교통 정보 등을 수집하거나 제공할 수 있도록 하는 통신망을 제공하는 지능형 교통 통신망(20), 자동차(40-1, 40-2) 등과 직접적인 가시광 통신을 수행하여 교통 정보 등을 송수신하는 신호 단말(30)을 포함한다. As shown in FIG. 1, the intelligent traffic system includes an information providing server 10 that collects or provides traffic information, and the like, by the information providing server 10 through a car 40-1, 40-2, or the like. It includes an intelligent traffic communication network 20 for providing a communication network to collect or provide the information, the signal terminal 30 for transmitting and receiving traffic information, etc. by performing direct visible light communication with the car (40-1, 40-2) .

여기서, 신호 단말(30)은 자동차나 보행자 등의 교통 조건을 신호로써 나타내는 신호등이나 가로등 등이다. 이러한 신호 단말(30)은 본 발명의 실시예에 따라 자신의 기본 기능인 조명등을 이용하여 교통 신호를 발생하거나 가로 교통의 안전을 위하여 조명등을 이용하여 가로를 조명하는 동시에 외부, 특히 자동차(40-1, 40-2)와의 가시광 통신이 가능하다. Here, the signal terminal 30 is a traffic light or a street lamp indicating a traffic condition such as a car or a pedestrian as a signal. The signal terminal 30 generates a traffic signal by using a lamp which is its basic function according to an embodiment of the present invention, or illuminates the street using a lamp for safety of the road traffic, and in particular, the vehicle 40-1. , Visible light communication with 40-2).

마찬가지로, 자동차(40-1, 40-2)도 조명등을 이용하여 자동차의 앞을 조명하는 전조등 및 조명등을 이용하여 자동차의 진행 방향을 나타내거나 차폭 등을 나타내는 후미등이 외부, 특히 신호 단말(30)이나 다른 자동차와 가시광 통신이 가능하다.Similarly, the automobiles 40-1 and 40-2 also use headlamps for illuminating the front of the vehicle by using a lamp and a tail lamp indicating the direction of travel of the vehicle or a taillight indicating the vehicle width, etc., particularly the signal terminal 30. Visible light communication with other cars is possible.

도 1을 참조하면, 자동차(40-1)는 전조등을 이용하여 신호 단말(30)과 가시광 통신을 수행하여 교통 정보 등의 데이터를 송수신하고, 후미등을 이용하여 다른 자동차(40-1)의 전조등과 가시광 통신을 수행하여 데이터를 송수신하고 있다.Referring to FIG. 1, the vehicle 40-1 performs visible light communication with the signal terminal 30 using a headlamp to transmit / receive data such as traffic information, and uses the taillights of the headlight of another vehicle 40-1. It performs the visible light communication with and transmits and receives data.

이하, 도 1에 도시된 신호 단말(30) 및 자동차(40-1, 40-2)가 조명등을 이용하여 조명을 수행하는 동시에 가시광 통신을 수행할 수 있도록 하는 가시광 통신 장치에 대해 설명한다. 이러한 가시광 통신 장치는 신호 단말(30)인 신호등이나 가로등의 기존의 조명등을 대체하고, 또한 자동차(40-1, 40-2)의 전조등이나 후미등의 기존의 조명등을 대체한다.Hereinafter, a visible light communication apparatus for allowing the signal terminal 30 and the automobiles 40-1 and 40-2 shown in FIG. 1 to perform visible light communication while performing illumination using a lamp may be described. This visible light communication device replaces the existing lights such as traffic lights and street lights that are signal terminals 30, and also replaces existing lights such as headlights and tail lights of automobiles 40-1 and 40-2.

도 2는 본 발명의 실시예에 따른 가시광 통신 장치를 개략적으로 도시한 블록도이다.2 is a block diagram schematically illustrating a visible light communication apparatus according to an exemplary embodiment of the present invention.

도 2에 도시된 바와 같이, 본 발명의 실시예에 따른 가시광 통신 장치는 다수의 사용자별 정보 데이터를 가시광을 통하여 송신하는 송신부(100)와 송신부(100)에서 가시광을 통해 송신되는 데이터를 수신하여 다수의 사용자별 수신 데이터로 복조하는 수신부(200)를 포함한다. 본 발명의 실시예에서 송신부(100)로는 LED 조명 장치가 해당할 것이고, 수신부(200)로는 소정의 수신 장치가 해당할 것이다. 여기서, 도 2에서는 송신부(100)와 수신부(200)가 서로 가시광 통신을 수행하는 것으로 도시하여, 송신부(100)와 수신부(200)가 서로 다른 조명등에 설치되어 있는 것으로 가정하여 설명한다. 예를 들어, 송신부(100)가 신호등(30)의 조명등이고, 수신부(200)가 자동차(40-1)의 전조등이라고 할 수 있다.As shown in FIG. 2, a visible light communication apparatus according to an exemplary embodiment of the present invention receives data transmitted through visible light from a transmitter 100 and a transmitter 100 that transmit a plurality of user-specific information data through visible light. And a receiver 200 that demodulates a plurality of user-specific received data. In the exemplary embodiment of the present invention, the LED lighting apparatus will correspond to the transmitter 100, and the predetermined receiver will correspond to the receiver 200. Here, FIG. 2 illustrates that the transmitter 100 and the receiver 200 perform visible light communication with each other, assuming that the transmitter 100 and the receiver 200 are installed in different lamps. For example, the transmitter 100 may be an illumination lamp of the traffic light 30, and the receiver 200 may be a headlight of the vehicle 40-1.

이러한 송신부(100)는 변조부(110), 다중화부(120), 신호 선택부(130) 및 가시광 LED(Visible LED)부(140)를 포함한다.The transmitter 100 includes a modulator 110, a multiplexer 120, a signal selector 130, and a visible LED unit 140.

변조부(110)는 여러 가지의 변조 방식에 따라 다수의 사용자별 정보 데이터들을 각각의 변조 방식의 신호로 변조하면서 해당 신호들을 특정 주파수 대역인 반송 주파수에 실어서 변조한다. 여기서, 변조부(110)는 예를 들어 OOK(On Off Keying), PWM(Pulse Width Modulation), PPM(Pulse Position Mudulation), PAM(Pulse Amplitude Modulation), ASK(Amplitude Shift Keying), M-PSK(M-ary Phase Shift Keying), M-QAM(M-ary Quadrature Amplitude Modulation) 등의 변조 방식 중 어느 하나의 변조 방식에 따라 변조를 수행한다.The modulator 110 modulates a plurality of user-specific information data into signals of respective modulation schemes according to various modulation schemes, and modulates the signals on a carrier frequency that is a specific frequency band. Here, the modulator 110 may include, for example, OOK (On Off Keying), PWM (Pulse Width Modulation), PPM (Pulse Position Mudulation), PAM (Pulse Amplitude Modulation), ASK (Amplitude Shift Keying), M-PSK ( Modulation is performed according to any one of modulation methods such as M-ary Phase Shift Keying (M-ary Phase Shift Keying) and M-ary Quadrature Amplitude Modulation (M-QAM).

상기와 같은 변조부(110)의 동작에 따라, 수신부(200)에서는 비동기 검파도 용이하게 구현할 수 있다. According to the operation of the modulator 110 as described above, the receiver 200 may easily implement asynchronous detection.

이와 같이, 다수의 사용자별 정보 데이터는 변조부(110)를 통하여 각각 다수의 사용자별 신호로 변조되어 출력된다.As such, the plurality of user-specific information data are modulated into a plurality of user-specific signals through the modulator 110 and output.

다중화부(120)는 변조부(110)에서 출력되는 다수의 사용자별 신호를 다중화하여 출력한다. The multiplexer 120 multiplexes and outputs a plurality of user-specific signals output from the modulator 110.

한편, 본 발명의 실시예에 따른 가시광 통신 장치는 신호등(30)이나 자동차(40-1, 40-2) 등에서의 조명등에 해당하므로, 기본적으로 조명 기능을 수행해야 한다. 즉, 조명 기능을 수행해야 하는 경우에는 외부로부터의 조명 신호에 따라 가시광 통신 장치가 조명광을 외부로 출력한다.On the other hand, since the visible light communication apparatus according to the embodiment of the present invention corresponds to the lights in the traffic light 30, the automobile 40-1, 40-2, etc., basically, the lighting function should be performed. That is, when the lighting function is to be performed, the visible light communication device outputs the illumination light to the outside according to the illumination signal from the outside.

따라서, 신호 선택부(130)는 조명 기능을 수행하기 위한 조명 신호와 가시광 통신 기능을 수행하기 위한 다수의 사용자별 신호 중 어느 하나를 선택하여 출력한다. 즉, 신호 선택부(130)는 외부로부터 입력되는 조명 신호와 다중화부(120)에서 다중화되어 출력되는 다수의 사용자별 신호 중 하나가 출력되도록 제어한다. 그리고, 신호 선택부(130)를 제어하기 위한 제어 신호는 다중화부(120)에서 통신 가능 신호로써 신호 선택부(130)로 출력되며, 이 통신 가능 신호는 다중화부(120)에서 다중화되는 신호가 존재하는 구간동안에 턴온 신호로써 출력된다. 따라서, 신호 선택부(130)는 다중화부(120)에서 출력되는 통신 가능 신호가 턴온되는 경우 본 발 명의 실시예에 따른 가시광 통신 장치가 가시광 통신 기능을 수행하는 때이므로, 다중화부(120)에서 다중화되어 출력되는 다수의 사용자별 신호가 출력되도록 선택한다. 그러나, 통신 가능 신호가 턴오프되는 경우에는 본 발명의 실시예에 따른 가시광 통신 장치가 조명 기능을 수행하는 때이므로 신호 선택부(130)는 외부에서 입력되는 조명 신호를 선택하여 출력한다. Accordingly, the signal selector 130 selects and outputs any one of an illumination signal for performing an illumination function and a plurality of user-specific signals for performing a visible light communication function. That is, the signal selector 130 controls to output one of the illumination signal input from the outside and a plurality of user-specific signals multiplexed and output by the multiplexer 120. The control signal for controlling the signal selector 130 is output from the multiplexer 120 to the signal selector 130 as a communicable signal, and the signal capable of being multiplexed by the multiplexer 120 is output to the signal selector 130. It is output as a turn-on signal during the existing period. Therefore, the signal selector 130 is when the visible light communication device according to the embodiment of the present invention performs the visible light communication function when the communication enable signal output from the multiplexer 120 is turned on. Select to output multiple user-specific signals multiplexed and output. However, when the communicable signal is turned off, since the visible light communication apparatus according to the exemplary embodiment of the present invention performs an illumination function, the signal selector 130 selects and outputs an illumination signal input from the outside.

가시광 LED부(140)는 전기신호를 광신호, 특히 가시광 영역의 광신호로 변환하여 송신하는 LED(이하 "가시광 LED"라고 함)를 하나 이상 포함하여, 신호 선택부(130)로부터 출력되는 신호에 대응되는 가시광으로써 외부로 송신한다. 따라서, 신호 선택부(130)에서 조명 기능을 수행하기 위한 조명 신호가 선택되어 출력되는 경우에는 가시광 LED부(140)는 조명등으로써만 동작하지만, 신호 선택부(130)에서 가시광 통신 기능을 수행하기 위한 다수의 사용자별 신호가 선택되어 출력되는 경우에는 가시광 LED부(140)는 가시광 통신을 수행하는 조명등으로써 동작한다. The visible light LED unit 140 includes one or more LEDs (hereinafter, referred to as "visible light LEDs") for converting an electric signal into an optical signal, in particular, an optical signal in the visible light region, and outputting the signal from the signal selector 130. It transmits to the outside as visible light corresponding to. Therefore, when an illumination signal for performing an illumination function is selected and output from the signal selector 130, the visible light LED unit 140 operates only as an illumination lamp, but performs a visible light communication function in the signal selector 130. When a plurality of user-specific signals are selected and output, the visible light LED unit 140 operates as a lamp for performing visible light communication.

상기한 가시광 LED부(140)는 White-LED, Red-LED, Green-LED, Blue-LED, Yellow-LED 중 어느 하나의 LED로 이루어질 수 있고, 또는 멀티-칩 가시광 LED(Red, Green, Blue 칩을 사용하는 LED), 단일-칩 가시광 LED(Red, Green, Blue, Yellow 칩을 사용하는 LED) 등으로 이루어질 수 있다. 이 중에서도, 조명등으로써 사용될 수 있는 White-LED가 본 발명의 실시예에 따른 가시광 LED로써 주로 이용된다.The visible light LED unit 140 may be made of any one of white-LED, red-LED, green-LED, blue-LED, yellow-LED, or multi-chip visible light LEDs (red, green, blue). LEDs using chips), single-chip visible LEDs (LEDs using red, green, blue, and yellow chips), and the like. Among these, White-LED which can be used as a lamp is mainly used as the visible light LED according to the embodiment of the present invention.

한편, 수신부(200)는 포토디텍터(Photo-detector, 210), 수신 필터부(220), 등화기(230), 역다중화부(240) 및 복조부(250)를 포함한다. 여기서, 수신부(200) 는 가시광 통신 기능 수행시에만 사용되고, 조명 기능 수행시에는 사용되지 않는다.Meanwhile, the receiver 200 includes a photo detector 210, a reception filter 220, an equalizer 230, a demultiplexer 240, and a demodulator 250. Here, the receiver 200 is used only when performing the visible light communication function and is not used when performing the lighting function.

포토디텍터(210)는 송신부(100)의 가시광 LED부(140)로부터 송신되는 광신호를 수신하여 전기신호로 변환하여 출력한다. 포토디텍터(210)는 반도체 다이오드의 하나로서, 수신되는 광신호에 대응되는 전류를 발생함으로써 광신호 검출에 주로 사용되는 포토다이오드(Photo-diode) 등과 같은 광전변환 소자로 구성된다. The photo detector 210 receives an optical signal transmitted from the visible light LED unit 140 of the transmitter 100, converts the optical signal into an electrical signal, and outputs the converted electrical signal. The photodetector 210 is a semiconductor diode and is composed of a photoelectric conversion element such as a photodiode mainly used for detecting an optical signal by generating a current corresponding to a received optical signal.

수신 필터부(220)는 포토디텍터(210)에서 출력되는 전기신호에 대해 특정 주파수 대역 성분에 대해 반송파 성분을 모두 제거하고 참고 코드(reference code)를 이용하여 상관 처리하여 대응되는 신호로써 출력한다.The reception filter unit 220 removes all carrier components of a specific frequency band component with respect to the electrical signal output from the photodetector 210 and performs a correlation process using a reference code and outputs the corresponding signal.

등화기(Equalizer, 230)는 수신 필터부(220)에서 출력되는 신호를 보정하여 출력한다. 이러한 등화기(230)는 이미 각종의 무선 통신 시스템에서 사용되고 있는 것으로, 그 기능과 동작이 동일하거나 유사하므로, 여기에서는 상세한 설명을 생략한다.The equalizer 230 corrects and outputs a signal output from the reception filter unit 220. The equalizer 230 is already used in various wireless communication systems, and since its function and operation are the same or similar, detailed description thereof will be omitted.

역다중화부(240)는 등화기(230)에서 출력되는 신호를 역다중화하여 출력한다. 이 때, 역다중화 수는 사용자의 수에 대응된다. 즉, 역다중화부(240)는 등화기(230)에서 출력되는 신호를 사용자의 수에 해당하도록 복사하여 출력한다.The demultiplexer 240 demultiplexes a signal output from the equalizer 230 and outputs the demultiplexed signal. At this time, the demultiplexing number corresponds to the number of users. That is, the demultiplexer 240 copies and outputs the signal output from the equalizer 230 to correspond to the number of users.

복조부(250)는 역다중화부(240)에서 역다중화되어 출력되는 다수의 사용자별 신호들을 여러 가지의 복조 방식에 따라 각각 복조하여 다수의 사용자별 수신 데이터로써 출력한다. 여기서, 복조부(250)가 수행하는 복조 방식은 송신부(100)의 변조부(110)에서 수행되는 변조 방식과 동일한 방식을 채택하므로, 복조부(250)는 예 를 들어 OOK, PWM, PPM, PAM, ASK, M-PSK, M-QAM 등의 복조 방식 중 어느 하나의 복조 방식에 따라 변조를 수행한다.The demodulator 250 demodulates a plurality of user signals, which are demultiplexed and output from the demultiplexer 240, according to various demodulation methods, and outputs the received data for each user. Here, since the demodulation method performed by the demodulator 250 adopts the same method as the modulation method performed by the modulator 110 of the transmitter 100, the demodulator 250 includes, for example, OOK, PWM, PPM, Modulation is performed according to any one of demodulation schemes such as PAM, ASK, M-PSK, and M-QAM.

한편, 상기에서는 본 발명의 실시예에 다른 가시광 통신 장치를 설명하기 위하여 서로 다른 조명등에 설치되는 송신부(100)와 수신부(200)에 대해 설명하였으나, 하나의 조명등에는 송신부(100)와 수신부(200')가 모두 설치되어 있는 것이 기본적인 구성이다. 따라서, 첨부한 도 3에 도시한 바와 같이, 하나의 조명등 내에 송신부(100)와 수신부(200')가 모두 설치되어 있으며, 수신부(200')는 도 2에서 설명한 수신부(200)와 그 구성 및 기능이 동일하지만 설치되는 곳이 송신부(100)를 기준으로 서로 다른 곳에 위치하므로, 이를 구별하여 설명하기 위해 동일한 도면부호에 "'"를 표시하여 나타내었다. 수신부(200')의 구성에 대해서는 수신부(200)와 동일하므로 구체적인 설명을 생략한다. On the other hand, in order to explain the visible light communication device according to an embodiment of the present invention, the transmitter 100 and the receiver 200 are installed in different lamps, but the transmitter 100 and the receiver 200 are provided in one lamp. The basic configuration is that all ') is installed. Accordingly, as shown in FIG. 3, both the transmitter 100 and the receiver 200 ′ are installed in one lamp, and the receiver 200 ′ includes the receiver 200 and the configuration thereof described with reference to FIG. 2. Since the functions are the same, but are installed in different places with respect to the transmitter 100, the same reference numerals are indicated by "'" in order to distinguish them. Since the configuration of the receiver 200 ′ is the same as the receiver 200, a detailed description thereof will be omitted.

도 4는 도 2에 도시된 송신부(100)의 구체적인 예를 도시한 도면이다.4 is a diagram illustrating a specific example of the transmitter 100 illustrated in FIG. 2.

도 4에 도시된 바와 같이, 송신부(100)가 변조부(110), 다중화부(120), 신호 선택부(130) 및 가시광 LED부(140)를 포함하는 것은 이미 도 2를 참조하여 설명하였다.As shown in FIG. 4, it has already been described with reference to FIG. 2 that the transmitter 100 includes a modulator 110, a multiplexer 120, a signal selector 130, and a visible light LED unit 140. .

이러한 송신부(100)가 다수의 사용자별 정보 데이터를 신호처리한 후 다중화하여 가시광 LED부(140)를 통해 수신부(200)로 송신하기 위해서 변조부(110), 다중화부(120) 및 신호 선택부(130)가 도 4에 도시된 바와 같이 구성되는 것이 바람직하다.The transmitter 100 processes a plurality of user-specific information data and then multiplexes the modulator 110, the multiplexer 120, and the signal selector to transmit the multiplexed information to the receiver 200 through the visible light LED unit 140. Preferably, 130 is configured as shown in FIG.

여기서는 송신부(100)가 N명(N은 1이상의 자연수임)의 사용자에 대해 정보 데이터를 처리하여 송신하는 것으로 가정하여 설명한다.In the following description, it is assumed that the transmitting unit 100 processes and transmits information data to N users (N is one or more natural numbers).

변조부(110)는 입력되는 다수의 사용자별 정보 데이터, 즉 사용자1 정보 데이터, 사용자2 정보 데이터, …, 사용자N 정보 데이터에 대해 미리 설정되어 있는 변조 방식으로 변조를 수행하는 N개의 변조기(111-1, 111-2, …, 111-N)를 포함한다. 즉, 변조기(111-1)는 사용자1 정보 데이터를 변조하여 출력하고, 변조기(111-2)는 사용자2 정보 데이터를 변조하여 출력하며, 변조기N(111-N)은 사용자N 정보 데이터를 변조하여 각각 출력한다.The modulator 110 includes a plurality of input user information data, that is, user 1 information data, user 2 information data,. And N modulators 111-1, 111-2, ..., 111-N for performing modulation in a modulation scheme preset for the user N information data. That is, the modulator 111-1 modulates and outputs the user1 information data, the modulator 111-2 modulates and outputs the user2 information data, and the modulator N111-N modulates the userN information data. Output each.

따라서, 변조부(110)는 입력되는 N개의 사용자별 정보 데이터에 대해 N개의 변조기(111-1, 111-2, …, 111-N)를 각각 사용하여 변조하여 N개의 신호로써 다중화부(120)로 출력한다.Accordingly, the modulator 110 modulates the input N user information data using N modulators 111-1, 111-2, ..., 111-N, respectively, and multiplexes 120 as N signals. )

다음, 다중화부(120)는 변조부(110)에서 변조되어 출력되는 N개의 신호를 다중화하여 출력하고, 신호 선택부(130)는 다중화부(120)에서 출력되는 통신 가능 신호의 턴온 여부에 따라서 외부로부터 입력되는 조명 신호와 다중화부(120)에서 다중화되어 출력되는 N개의 신호 중 어느 하나를 선택하여 가시광 LED부(140)로 출력한다.Next, the multiplexer 120 multiplexes and outputs N signals modulated by the modulator 110 and the signal selector 130 is turned on according to whether the communicable signal output from the multiplexer 120 is turned on. Any one of an illumination signal input from the outside and N signals multiplexed and output by the multiplexing unit 120 is selected and output to the visible light LED unit 140.

가시광 LED부(140)는 신호 선택부(130)로부터 출력되는 N명의 사용자에 해당하는 신호가 다중화된 신호를 대응되는 가시광으로써 무선 광 채널을 통해 수신부(200)로 송신하며, 이에 대해서는 이미 도 2를 참조하여 설명한 바와 같다.The visible light LED unit 140 transmits a signal multiplexed by the signals corresponding to N users output from the signal selector 130 to the receiver 200 through the wireless optical channel as corresponding visible light, which is already described with reference to FIG. 2. As described with reference to.

이와 같이하여, 송신부(100)는 조명등으로써의 조명 기능을 수행하는 동시에 다수의 사용자에 대해 다중화하여 가시광 통신을 통해 송신할 수 있다.In this manner, the transmitter 100 may perform an illumination function as a lamp or the like and multiplex the plurality of users and transmit the same through visible light communication.

도 5는 도 2에 도시된 수신부(200)의 구체적인 예를 도시한 도면이다.5 is a diagram illustrating a specific example of the receiver 200 illustrated in FIG. 2.

도 5에 도시된 바와 같이, 수신부(200)가 포토디텍터(210), 수신 필터부(220), 등화기(230), 역다중화부(240) 및 복조부(250)를 포함하는 것은 이미 도 2를 참조하여 설명하였다.As shown in FIG. 5, the receiver 200 includes a photodetector 210, a receiver filter 220, an equalizer 230, a demultiplexer 240, and a demodulator 250. It described with reference to 2.

이러한 수신부(200)가 송신부(100)에 의해 다수의 사용자별 정보 데이터가 다중화되어 가시광 통신을 통해 송신되는 신호를 수신하여 역다중화하고 다수의 사용자별 수신 데이터로 복조하기 위해서 역다중화부(240) 및 복조부(250)가 도 5에 도시된 바와 같이 구성되는 것이 바람직하다.The receiver 200 demultiplexes the multiplexer-specific information data by the transmitter 100 to receive and demultiplex signals transmitted through visible light communication, and to demodulate the received data for each user. And demodulator 250 is preferably configured as shown in FIG. 5.

여기서도 송신부(100)가 N명의 사용자에 대해 정보 데이터를 처리하여 송신하는 것에 대응되어 설명하기 위해 수신 신호를 N명의 사용자에 대해 처리하여 복조하는 것으로 가정하여 설명한다.In this case, it is assumed that the transmitter 100 processes and demodulates the received signal to the N users in order to correspond to the transmission and processing of the information data for the N users.

먼저, 포토디텍터(210)가 수신되는 광신호를 전기신호로 변환하여 출력하고, 수신 필터부(220)가 포토디텍터(210)에서 출력되는 전기신호에 대해 반송파 성분이 포함된 특정 주파수 대역 성분을 모두 제거하고 참고 코드를 이용하여 상관 처리하여 대응되는 신호로써 출력하며, 등화기(230)가 수신 필터부(220)에서 출력되는 신호를 보정하여 출력하는 것에 대해서는 이미 도 2를 참조하여 설명한 바와 같다.First, the photo detector 210 converts the received optical signal into an electrical signal and outputs the electrical signal, and the reception filter unit 220 outputs a specific frequency band component including a carrier component to the electrical signal output from the photo detector 210. All the signals are removed and correlated using a reference code to be output as corresponding signals. The equalizer 230 corrects and outputs the signal output from the reception filter unit 220 as described above with reference to FIG. 2. .

다음, 역다중화부(240)는 등화기(230)에서 출력되는 신호를 역다중화하여 N명의 사용자별로 추후의 신호 처리를 수행하기 위해 N개의 신호로써 복사하여 복조부(250)로 출력한다.Next, the demultiplexer 240 demultiplexes the signal output from the equalizer 230 and copies the signal as N signals to the demodulator 250 to perform subsequent signal processing for each N users.

다음, 복조부(250)는 역다중화부(240)로부터 출력되는 N개의 신호에 대해 각 각 미리 설정된 복조 방식으로 복조를 수행하는 N개의 복조기(251-1, 251-2, …, 251-N)를 포함한다. Next, the demodulator 250 performs N demodulators 251-1, 251-2,..., 251-N for demodulating each of the N signals output from the demultiplexer 240 in a predetermined demodulation scheme. ).

따라서, 복조부(250)는 역다중화부(240)에서 출력되는 N개의 신호에 대해 N개의 복조기(251-1, 251-2, …, 251-N)를 각각 사용하여 복조하여 N개의 사용자별 수신 데이터로써 출력한다.Therefore, the demodulator 250 demodulates the N signals output from the demultiplexer 240 by using N demodulators 251-1, 251-2,. Output as received data.

이와 같이하여, 송신부(100)에서 다수의 사용자에 대해 다중화하여 가시광 통신을 통해 송신되는 신호를 수신부(200)가 수신하여 다수의 사용자별로 역다중화한 후 각각 복조하여 다수의 사용자별 수신 데이터로써 복조할 수 있다.In this way, the receiver 100 receives a signal multiplexed to a plurality of users in the transmitter 100 and transmits the signals through the visible light communication, demultiplexes the signals by a plurality of users, demodulates each of them, and demodulates the received data for each user. can do.

한편, 도 2 및 도 5에 도시된 수신 필터부(220)는 첨부한 도 6과 같이 구성될 수 있다.Meanwhile, the reception filter unit 220 illustrated in FIGS. 2 and 5 may be configured as shown in FIG. 6.

도 6은 도 2 및 도 5에 도시된 수신 필터부(220)의 구체적인 구성 블록도이다. 6 is a detailed block diagram of the reception filter unit 220 shown in FIGS. 2 and 5.

도 6에 도시된 바와 같이, 수신 필터부(220)는 밴드패스 필터(221), 포락선 검파기(223) 및 정합 필터(225)를 포함한다.As shown in FIG. 6, the reception filter unit 220 includes a bandpass filter 221, an envelope detector 223, and a matched filter 225.

밴드패스 필터(221)는 포토디텍터(210)로부터 출력되는 신호에 대하여 특정 주파수 대역만 통과시킨다.The bandpass filter 221 passes only a specific frequency band with respect to the signal output from the photodetector 210.

포락선 검파기(223)는 밴드패스 필터(221)를 통과한 특정 주파수 대역의 신호에서 반송파 성분을 모두 제거하여 특정 패턴만을 출력한다. The envelope detector 223 removes all carrier components from a signal of a specific frequency band passing through the bandpass filter 221 and outputs only a specific pattern.

정합 필터(225)는 포락선 검파기(223)에서 출력되는 특정 패턴에 대하여 사전에 정해져 있는 참고 코드(reference code)를 이용하여 상관(correlation) 처리 를 수행하여 자기 상관피크값을 출력한다.The matched filter 225 performs a correlation process on a specific pattern output from the envelope detector 223 using a predetermined reference code and outputs an autocorrelation peak value.

정합 필터(225)에서 출력되는 자기 상관피크값은 복조부(250)에서 임계값과 비교되고, 자기 상관피크값이 임계값 이상인 경우에는 해당 사용자의 수신 데이터를 "1"로 판정하여 출력하고, 만약 자기 상관피크값이 임계값보다 적은 경우에는 해당 사용자의 수신 데이터를 "0"으로 판정하여 출력한다.The autocorrelation peak value output from the matching filter 225 is compared with the threshold value in the demodulator 250. When the autocorrelation peak value is greater than or equal to the threshold value, the received data of the corresponding user is determined as "1" and output. If the autocorrelation peak value is less than the threshold value, the received data of the corresponding user is determined as "0" and output.

정합 필터(225)로부터 출력되는 자기 상관피크값은 등화기(230)로 입력되며, 등화기(230)에서는 자기 상관피크값을 입력받아서 ISI(Inter-Symbol Interference)의 영향을 최대한 줄여 왜곡되지 않은 신호로 복구하여 역다중화부(240)로 출력한다.The autocorrelation peak value output from the matched filter 225 is input to the equalizer 230, and the equalizer 230 receives the autocorrelation peak value to minimize the influence of the inter-symbol interference (ISI) so as not to be distorted. The signal is recovered to the demultiplexer 240 and output.

한편, 상기에서는 다수의 사용자가 본 발명의 실시예에 따른 가시광 통신 장치를 사용하는 것에 대해 설명하였으나, 본 발명의 기술적 범위는 여기에 한정되지 않고, 한 명의 사용자, 즉 한 대의 자동차에서 사용되는 가시광 통신 장치의 경우에는 송신부(100)에서의 다중화부(120)와 수신부(200)에서의 역다중화부(240)가 사용되지 않을 수 있다. 즉, 한 명의 사용자 데이터를 송신하고 수신하기 위해서는 다수의 사용자 데이터를 다중화하여 송신하기 위한 다중화부(120)와 다수의 사용자 데이터가 다중화되어 수신되는 것을 역다중화하여 복원하기 위한 역다중화부(240)가 사용될 필요가 없으므로, 그 구성이 보다 더 단순해질 수 있다.On the other hand, in the above described a number of users using the visible light communication apparatus according to an embodiment of the present invention, the technical scope of the present invention is not limited to this, visible light used in one user, that is, one car In the case of a communication device, the multiplexer 120 in the transmitter 100 and the demultiplexer 240 in the receiver 200 may not be used. That is, in order to transmit and receive one user data, a multiplexer 120 for multiplexing and transmitting a plurality of user data and a demultiplexer 240 for demultiplexing and restoring a plurality of user data multiplexed and received. Does not have to be used, so the configuration can be simpler.

이상에서 본 발명의 실시예에 대하여 상세하게 설명하였지만 본 발명의 권리범위는 이에 한정되는 것은 아니고 다음의 청구범위에서 정의하고 있는 본 발명의 기본 개념을 이용한 당업자의 여러 변형 및 개량 형태 또한 본 발명의 권리범위에 속하는 것이다.Although the embodiments of the present invention have been described in detail above, the scope of the present invention is not limited thereto, and various modifications and improvements of those skilled in the art using the basic concepts of the present invention defined in the following claims are also provided. It belongs to the scope of rights.

도 1은 본 발명의 실시예에 따른 지능형 교통 시스템의 개념을 도시한 도면이다.1 is a diagram illustrating the concept of an intelligent transportation system according to an embodiment of the present invention.

도 2는 본 발명의 실시예에 따른 가시광 통신이 수행되는 개념을 도시한 블록도이다.2 is a block diagram illustrating a concept of performing visible light communication according to an embodiment of the present invention.

도 3은 본 발명의 실시예에 따른 가시광 통신 장치를 개략적으로 도시한 블록도이다.3 is a block diagram schematically illustrating a visible light communication apparatus according to an exemplary embodiment of the present invention.

도 4는 도 2에 도시된 송신부의 구체적인 예를 도시한 도면이다.4 is a diagram illustrating a specific example of the transmitter illustrated in FIG. 2.

도 5는 도 2에 도시된 수신부의 구체적인 예를 도시한 도면이다.5 is a diagram illustrating a specific example of the receiver illustrated in FIG. 2.

도 6은 도 2 및 도 5에 도시된 수신 필터부의 구체적인 구성 블록도이다. 6 is a detailed block diagram illustrating the reception filter unit illustrated in FIGS. 2 and 5.

Claims (12)

삭제delete 조명등으로 동작 가능한 가시광 통신 장치에 있어서,In the visible light communication device that can operate as a lamp, 다수의 사용자별 정보 데이터를 각각 특정 주파수 대역의 반송 주파수에 실어서 다수의 사용자별 신호로 변조하는 변조부;A modulator for loading a plurality of user-specific information data into carrier frequencies of a specific frequency band and modulating the plurality of user-specific information data into a plurality of user-specific signals; 상기 변조부에서 변조되어 출력되는 상기 다수의 사용자별 신호를 다중화하여 출력하는 다중화부; A multiplexer for multiplexing and outputting the plurality of user signals modulated by the modulator; 조명 기능 수행을 위해 외부로부터 입력되는 조명 신호와 상기 다중화부에서 출력되는 다수의 사용자별 신호 중 하나를 선택하여 출력하는 신호 선택부; 및A signal selector configured to select and output one of an illumination signal input from the outside and a plurality of user-specific signals output from the multiplexer to perform an illumination function; And 전기신호를 가시광 영역의 광신호로 변환하여 송신하는 하나 이상의 가시광 발광다이오드(LED)를 포함하며, 상기 신호 선택부로부터 출력되는 신호에 대응되는 가시광을 외부로 송신하는 가시광 발광다이오드부At least one visible light emitting diode (LED) for converting an electrical signal into an optical signal in the visible light region and transmitting the visible light emitting diode unit for transmitting visible light corresponding to the signal output from the signal selector to the outside 를 포함하며,Including; 상기 다중화부는 상기 변조부에서 출력되는 다수의 사용자별 신호를 다중화하는 동안 상기 가시광 발광다이오드부가 가시광 통신 기능을 수행하도록 하는 통신 가능 신호를 상기 신호 선택부로 출력하고,The multiplexer outputs a communication enabled signal to the signal selector to allow the visible light emitting diode to perform a visible light communication function while multiplexing a plurality of user-specific signals output from the modulator, 상기 신호 선택부는 상기 다중화부에서 출력되는 상기 통신 가능 신호에 따라 상기 다중화부에서 출력되는 다수의 사용자별 신호를 선택하여 상기 가시광 발광다이오드부로 출력하여 상기 가시광 발광 다이오드가 가시광 통신 기능을 수행하도록 하는 The signal selector selects a plurality of user-specific signals output from the multiplexer according to the communicable signal output from the multiplexer and outputs the signals to the visible light emitting diode unit so that the visible light emitting diode performs a visible light communication function. 것을 특징으로 하는 가시광 통신 장치.Visible light communication device, characterized in that. 제2항에 있어서,The method of claim 2, 상기 신호 선택부는 상기 다중화부로부터 출력되는 통신 가능 신호를 통해 상기 다중화부가 다중화를 수행하지 않는 것으로 판단되는 경우, 상기 외부로부터 입력되는 상기 조명 신호를 선택하여 상기 가시광 발광 다이오드로 출력하여 상기 가시광 발광 다이오드가 조명 기능을 수행하도록 하는 것을 특징으로 하는 가시광 통신 장치.If it is determined that the multiplexer does not perform multiplexing through a communication signal output from the multiplexer, the signal selector selects the illumination signal input from the outside and outputs the illumination signal to the visible light emitting diode to display the visible light emitting diode. Visible light communication device, characterized in that to perform a lighting function. 제2항에 있어서,The method of claim 2, 상기 가시광 발광다이오드는 White-LED, Red-LED, Green-LED, Blue-LED, Yellow-LED 중 어느 하나의 LED이며, 상기 가시광 발광다이오드부는 멀티-칩 가시광 LED(Red, Green, Blue 칩을 사용하는 LED) 또는 단일-칩 가시광 LED(Red, Green, Blue, Yellow 칩을 사용하는 LED)을 포함하는 가시광 통신 장치.The visible light emitting diode is any one of White-LED, Red-LED, Green-LED, Blue-LED, Yellow-LED, and the visible light emitting diode part uses a multi-chip visible LED (Red, Green, Blue chip) Visible light communication device) or a single-chip visible light LED (LED using red, green, blue, and yellow chips). 제2항에 있어서,The method of claim 2, 가시광을 수신하여 대응되는 전기신호로 출력하는 포토디텍터(Photo-detector);A photo-detector for receiving visible light and outputting it as a corresponding electric signal; 상기 포토디텍터로부터 출력되는 전기신호에 대해 특정 주파수 대역 성분에 대해 반송파 성분을 제거하여 출력하는 수신 필터부;A reception filter unit which removes and outputs a carrier component with respect to a specific frequency band component with respect to the electrical signal output from the photo detector; 상기 수신 필터부에서 출력되는 신호를 보정하여 출력하는 등화기;An equalizer for correcting and outputting a signal output from the reception filter unit; 상기 등화기에서 출력되는 신호를 상기 다수의 사용자 수만큼 역다중화하여 출력하는 역다중화부; 및A demultiplexer configured to demultiplex the signals output from the equalizer by the number of users; And 상기 역다중화부에서 출력되는 다수의 사용자별 신호를 각각 복조하여 다수의 사용자별 수신 데이터로써 출력하는 복조부A demodulator for demodulating a plurality of user signals output from the demultiplexer and outputting the received data for each user; 를 더 포함하는 가시광 통신 장치.Visible light communication device further comprising. 제5항에 있어서,The method of claim 5, 상기 수신 필터부가,The receiving filter unit, 상기 포토디텍터로부터 출력되는 전기신호에 대하여 특정 주파수 대역만 통과시켜 출력하는 밴드패스 필터;A band pass filter configured to pass only a specific frequency band and output the electric signal output from the photo detector; 상기 밴드패스 필터로부터 출력되는 신호에서 반송파 성분을 제거하고 남은 신호를 출력하는 포락선 검파기; 및An envelope detector for removing a carrier component from a signal output from the band pass filter and outputting a remaining signal; And 상기 포락선 검파기로부터 출력되는 신호에 대하여 사전에 정해져 있는 참고 코드(reference code)를 이용하여 상관 처리를 수행하여 자기 상관 피크값을 출력하는 정합 필터A matched filter for performing a correlation process on a signal output from the envelope detector using a predetermined reference code to output an autocorrelation peak value 를 포함하는 가시광 통신 장치.Visible light communication device comprising a. 제6항에 있어서,The method of claim 6, 상기 복조부는 상기 정합 필터에서 출력되는 자기 상관 피크값을 임계값과 비교하여, 상기 자기 상관 피크값이 상기 임계값 이상인 경우에는 해당 사용자의 수신 데이터를 "1"로 판정하여 출력하고, 상기 자기 상관 피크값이 상기 임계값보다 적은 경우에는 해당 사용자의 수신 데이터를 "0"으로 판정하여 출력하는 것을 특징으로 하는 가시광 통신 장치.The demodulator compares the autocorrelation peak value output from the matching filter with a threshold value, and when the autocorrelation peak value is greater than or equal to the threshold value, determines that the received data of the corresponding user is "1" and outputs the autocorrelation value. And when the peak value is less than the threshold value, the received data of the corresponding user is determined as "0" and outputted. 삭제delete 제2항에 있어서,The method of claim 2, 자동차의 전조등과 후미등에 조명등으로 동작 가능하면서 가시광 통신이 가능한 상기 가시광 통신 장치가 설치되어 있는 것을 특징으로 하는 가시광 통신 장치.A visible light communication device, characterized in that the visible light communication device capable of operating visible light communication while operating as a lighting lamp is installed in a headlight and a tail light of an automobile. 삭제delete 삭제delete 삭제delete
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