KR101301021B1 - Transmitter, receiver for visible light communication and method using the same - Google Patents

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Abstract

가시광 무선 통신시 조명의 밝기 변화를 줄일 수 있는 라인 코딩 기법이 개시된다. 본 발명에 따른 가시광 무선 통신 송신기는 소스 비트열을 수신하여 제1 개수의 비트들 단위의 소스 코드들로 인식하는 소스코드 인식부; 상기 소스 코드들 각각을 상기 제1 개수보다 큰 제2 개수의 비트들 단위의 인코딩 코드로 인코딩하는 라인 코딩부를 포함한다. 특히, 상기 인코딩 코드는 1에 해당하는 비트수와 0에 해당하는 비트수가 동일하다. 따라서, 가시광 무선 통신시 조명의 밝기 변화를 최소화할 수 있다.Disclosed is a line coding technique for reducing a change in brightness of illumination in visible light wireless communication. A visible light wireless communication transmitter according to the present invention comprises: a source code recognition unit for receiving a source bit string and recognizing source codes in units of a first number of bits; And a line coding unit for encoding each of the source codes into an encoding code of a unit of a second number of bits larger than the first number. In particular, the encoding code is equal to the number of bits corresponding to one and the number of bits corresponding to zero. Therefore, it is possible to minimize the change in the brightness of the light in the visible light wireless communication.

Description

가시광 무선 통신 송신기, 수신기 및 이를 이용한 통신 방법{Transmitter, receiver for visible light communication and method using the same}Transmitter, receiver for visible light communication and method using the same}

본 발명은 가시광 무선 통신 장치 및 그의 플리커링 제거를 위한 라인 코딩 기술에 관한 것으로, 특히 조명 기기를 이용한 가시광 무선통신 시스템에서 플리커링(flickering)을 줄일 수 있는 가시광 무선 통신 장치 및 플리커링 제거를 위한 라인 코딩 방법에 관한 것이다.BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a visible light wireless communication device and a line coding technology for eliminating flickering thereof. A line coding method.

본 발명은 지식경제부의 IT원천기술개발사업의 일환으로 수행한 연구로부터 도출된 것이다[과제관리번호: 2008-F-009-02, 과제명: IT조명통신융합 380~780 나노미터 가시광 RGB 선별 무선통신 연구].The present invention is derived from a study conducted as part of the IT source technology development project of the Ministry of Knowledge Economy [Task management number: 2008-F-009-02, Title: IT lighting communication convergence 380 ~ 780 nanometer visible light RGB screening wireless Communication research].

가시광선이란 전자기파 중에서 사람의 눈에 보이는 범위의 파장을 가지는 광선으로 파장으로는 380nm~780nm에 해당한다.Visible light is a light ray having a wavelength in the visible range among the electromagnetic waves and corresponds to a wavelength of 380 nm to 780 nm.

가시광선 내에서는 파장이 따른 성질의 변화가 각각 색깔로 나타나며, 빨강색으로부터 보라색으로 갈수록 파장이 짧아진다. 빨강색보다 파장이 긴 빛을 적외선이라 하고, 보라색보다 파장이 짧은 빛을 자외선이라 한다. 단색광인 경우 700~610nm는 빨강, 610~590nm는 주황, 590~570nm는 노랑, 570~500nm는 초록, 500~450nm는 파랑, 450~400nm는 보라로 보인다. 각 파장의 색들의 혼합으로 다양한 색의 표현이 가능하다.In visible light, the change of the properties with the wavelength appears in color, and the wavelength becomes shorter from red to purple. Light with a longer wavelength than red is called infrared, and light with a shorter wavelength than purple is called ultraviolet. For monochromatic light, 700-610nm is red, 610-590nm is orange, 590-570nm is yellow, 570-500nm is green, 500-450nm is blue, and 450-400nm is purple. Various colors can be expressed by mixing colors of each wavelength.

가시광선은 자외선이나 적외선과 달리 사람이 볼 수 있는 빛으로서 이를 발산하는 조명은 정확한 색 표현 등 다양한 요구사항을 만족시켜야 한다. 그 요구사항 중 하나가 깜박임이 적어야 한다는 것이다.Visible light, unlike ultraviolet or infrared light, is visible to humans, and the light emitted must satisfy various requirements such as accurate color representation. One of the requirements is that there should be fewer blinks.

인간은 초당 200회 이상의 깜빡임은 인식할 수 없기 때문에 빠른 점멸 성능을 갖는 LED(Light Emitting Diode)를 이용한 조명은 조명의 수명 연장과 에너지 절약을 위하여 PWM(Pulse Width Modulation)을 이용하여 깜빡임을 제어하고 있다.Since humans cannot recognize more than 200 flashes per second, lighting using LED (Light Emitting Diode), which has fast flashing performance, controls flashing using PWM (Pulse Width Modulation) to prolong the life of the lighting and save energy. have.

통신 기술 중에는 DC 성분을 제거하기 위한 기술로 라인코딩 기술이 알려져 있다. 잘 알려진 라인코딩 기술의 예로는 4B5B, 8B10B, 맨체스터 코드(Manchester code) 등이 있다. 이러한 라인코딩 기술은 0 또는 1이 연속해서 발생하지 않도록 전송하고자 하는 데이터를 임의의 패턴으로 변경시키는 것을 특징으로 한다.Among the communication technologies, a line coding technique is known as a technique for removing DC components. Examples of well-known line coding techniques include 4B5B, 8B10B, Manchester code, and the like. This line coding technique is characterized by changing the data to be transmitted in an arbitrary pattern so that zero or one does not occur continuously.

예를 들어, 4B5B 라인코드는 4비트의 전송 데이터를 5비트로 변경시킨다. 4비트는 16가지 비트 패턴을 가지고 있고, 5비트는 32가지의 비트 패턴을 가지고 있기 때문에 5비트의 32가지 패턴 중 1과 0의 변화가 많은 16가지 패턴만을 선별하여 4비트의 전송 데이터 패턴에 1대 1로 대응시킴으로써 0 또는 1의 연속적인 발생을 줄일 수 있다.For example, the 4B5B linecode converts 4 bits of transmitted data into 5 bits. Since 4 bits have 16 bit patterns and 5 bits have 32 bit patterns, only 16 patterns with a lot of 1s and 0s are selected from the 32 patterns of 5 bits and the 4 bit transmission data pattern is selected. By one-to-one correspondence, zero or one consecutive occurrences can be reduced.

가시광 무선 통신은 데이터가 1일 때 LED가 켜지고, 0일 때 꺼지는 형태의 OOK(On Off Keying)을 주로 사용한다. 이 경우, 단위 시간당 1과 0의 비율이 일정하지 않으면 밝기가 변화하여 사용자가 깜빡임을 느끼게 되는 문제가 있다. 즉, 1초 동안은 1만 반복되고 다시 1초 동안은 0만 반복되는 데이터를 전송하는 경우, LED 조명은 1초 단위로 깜빡이게 되는 것이다. 이러한 문제점 때문에 1과 0이 연속해서 발생하지 않도록 하는 라인코딩 기술이 사용된다.Visible light wireless communication mainly uses OOK (On Off Keying) in which the LED turns on when data is 1 and turns off when 0. In this case, if the ratio of 1 and 0 per unit time is not constant, there is a problem that the brightness is changed and the user feels flickering. In other words, when transmitting only 1 repeat for 1 second and only 0 repeat for 1 second, the LED light blinks in units of 1 second. Because of this problem, line coding techniques are used to ensure that 1 and 0 do not occur consecutively.

그러나, 종래의 라인코딩 기술을 포함한 가시광 무선통신 기술을 LED를 이용한 조명에 적용할 경우, 인간이 인식 가능한 깜빡임이 발생할 가능성이 크다는 문제점이 있다. 예를 들어, 4B5B에는 전송되는 5비트 패턴에 1이 4개, 0이 1개인 패턴과 1이 3개, 0이 2개인 패턴, 1이 2개, 0이 3개인 패턴 등이 혼재해 있다. 따라서, 1이 4개, 0이 1개인 패턴이 연속해서 나올 경우 밝기는 80%이지만, 1이 2개, 0이 3개인 패턴이 연속될 경우 밝기는 40%로 줄어들게 된다. 이와 같은 패턴이 반복될 경우 LED 조명은 깜빡이게 되고 이러한 깜빡임은 LED 조명을 이용한 가시광 무선 통신에서 심각한 문제가 된다.However, when the visible light wireless communication technology including the conventional line coding technology is applied to the lighting using the LED, there is a problem that the human-like flicker is likely to occur. For example, 4B5B contains four one-bit, one zero-one pattern, three ones, two zeros, two ones, three zeros, and the like in a 5-bit pattern. Therefore, if the pattern of four 1s and the number 0 is consecutive, the brightness is 80%, but if the pattern of two 1s and three is 0, the brightness is reduced to 40%. When such a pattern is repeated, the LED light blinks, which is a serious problem in visible light wireless communication using the LED light.

상기한 과제를 해결하기 위한 본 발명의 목적은, LED 조명을 이용한 가시광 무선 통신 중에도 조명의 밝기를 일정하게 유지하여, 가시광 무선통신에서 데이터 전송시 발생 가능한 조명의 깜빡임 현상을 제거하는 것을 목적으로 한다.An object of the present invention for solving the above problems is to maintain a constant brightness of the light even during the visible light wireless communication using the LED light, to eliminate the flicker of light that can occur when transmitting data in the visible light wireless communication. .

또한, 본 발명의 목적은 조명이 켜지는 비율과 꺼지는 비율을 1:1로 동일하게 할 수 있는 새로운 라인 코딩 기법을 제공하는 것을 목적으로 한다.It is also an object of the present invention to provide a new line coding technique that can make the lighting on and off ratio equal to 1: 1.

또한, 본 발명의 목적은 데이터 패턴의 런랭스(run length)를 4까지 줄여 DC 성분을 제거할 수 있는 4B6B 라인코딩 기법을 제공하는 것을 목적으로 한다. It is also an object of the present invention to provide a 4B6B line coding technique capable of removing a DC component by reducing the run length of a data pattern to four.

상기한 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 가시광 무선 통신 송신기는, 소스 비트열을 수신하여 제1 개수의 비트들 단위의 소스 코드들로 인식하는 소스코드 인식부; 및 상기 소스 코드들 각각을 상기 제1 개수보다 큰 제2 개수의 비트들 단위의 인코딩 코드로 인코딩하는 라인 코딩부를 포함한다. 특히, 상기 인코딩 코드는 1에 해당하는 비트수와 0에 해당하는 비트수가 동일하다.According to an aspect of the present invention, there is provided a visible light wireless communication transmitter comprising: a source code recognition unit configured to receive a source bit string and recognize source codes in units of a first number of bits; And a line coding unit encoding each of the source codes into an encoding code of a unit of a second number of bits larger than the first number. In particular, the encoding code is equal to the number of bits corresponding to one and the number of bits corresponding to zero.

이 때, 상기 제1 개수는 4개이고, 상기 제2 개수는 6개일 수 있다. 즉, 본 발명에서 제안하는 라인 코딩 기법은 소위 4B6B일 수 있다.In this case, the first number may be four, and the second number may be six. That is, the line coding scheme proposed by the present invention may be so-called 4B6B.

이 때, 가시광 무선 통신 송신기는 상기 소스 코드들 각각에 대응하는 인코딩 코드들에 근거하여 생성된 가시광 신호를 출력하는 광 신호 출력부를 더 포함할 수 있다.In this case, the visible light wireless communication transmitter may further include an optical signal output unit configured to output a visible light signal generated based on encoding codes corresponding to each of the source codes.

이 때, 상기 가시광 무선 통신 송신기는 1에 해당하는 비트수와 0에 해당하는 비트수가 동일한 20개의 6비트 패턴들 중 "111000" 및 "000111" 중 어느 하나 이상을 데이터 전송이 이루어지지 않는 구간에서 사용되는 아이들 패턴(idle pattern)으로 사용할 수 있다.In this case, the visible light wireless communication transmitter transmits one or more of “111000” and “000111” among 20 6-bit patterns having the same number of bits as 1 and number of bits corresponding to 0 in a period in which no data is transmitted. It can be used as an idle pattern used.

이 때, 가시광 무선 통신 송신기는 1에 해당하는 비트수와 0에 해당하는 비트수가 동일한 20개의 6비트 패턴들 중 "110100" 및 "001011" 중 어느 하나 이상을 데이터 프레임의 시작을 알리는 프리앰블 패턴(preamble pattern)으로 사용할 수 있다.At this time, the visible light wireless communication transmitter transmits one or more of "110100" and "001011" among 20 six-bit patterns having the same number of bits as 1 and the number of bits corresponding to 0, indicating a start of a data frame. preamble pattern).

이 때, 라인 코딩부는 상기 소스 코드 "0000", "0001", "0010", "0011", "0100", "0101", "0110", "0111", "1000", "1001", "1010", "1011", "1100", "1101", "1110", "1111"을 각각 상기 인코딩 코드 "001110", "001101", "010011", "010110", "010101", "100011", "100110", "100101", "011001", "011010", "011100", "110001", "110010", "101001", "101010", "101100" 중 어느 하나로 인코딩할 수 있다.In this case, the line coding unit may include the source codes “0000”, “0001”, “0010”, “0011”, “0100”, “0101”, “0110”, “0111”, “1000”, “1001”, “ 1010 "," 1011 "," 1100 "," 1101 "," 1110 ", and" 1111 "are the encoding codes" 001110 "," 001101 "," 010011 "," 010110 "," 010101 "," 100011 ", respectively. , "100110", "100101", "011001", "011010", "011100", "110001", "110010", "101001", "101010", and "101100".

또한, 본 발명의 일실시예에 따른 가시광 무선 통신 수신기는, 가시광 신호를 수신하여 제1 개수의 비트들 단위의 수신 코드들로 인식하는 수신 코드 인식부; 및 상기 수신 코드들 각각을 상기 제1 개수보다 작은 제2 개수의 비트들 단위의 디코딩 코드로 디코딩하는 라인 디코딩부를 포함한다. 이 때, 상기 수신 코드들 각각은 1에 해당하는 비트수와 0에 해당하는 비트수가 동일하다.In addition, the visible light wireless communication receiver according to an embodiment of the present invention, a reception code recognition unit for receiving a visible light signal and recognizes the received code in the unit of the first number of bits; And a line decoding unit to decode each of the received codes into a decoding code of a unit of a second number of bits smaller than the first number. In this case, each of the reception codes has the same number of bits corresponding to 1 and number of bits corresponding to 0.

또한, 본 발명의 일실시예에 따른 가시광 무선 통신 방법은, 소스 비트열을 수신하여 제1 개수의 비트들 단위의 소스 코드들로 인식하는 단계; 및 상기 소스 코드들 각각을 상기 제1 개수보다 큰 제2 개수의 비트들 단위의 인코딩 코드로 인코딩하는 단계를 포함한다. 이 때, 상기 인코딩 코드는 1에 해당하는 비트수와 0에 해당하는 비트수가 동일하다.In addition, the visible light wireless communication method according to an embodiment of the present invention includes the steps of receiving a source bit string and recognizing the source code of the unit of the first number of bits; And encoding each of the source codes into an encoding code of a unit of a second number of bits larger than the first number. In this case, the encoding code is the same as the number of bits corresponding to 1 and the number of bits corresponding to 0.

또한, 본 발명의 다른 실시예에 따른 가시광 무선 통신 방법은, 1에 해당하는 비트수와 0에 해당하는 비트수가 동일한 6비트 패턴들 중 어느 하나 이상을 기본 프리앰블 패턴으로 전송하는 단계; 상기 6비트 패턴들 중 상기 프리앰블 패턴 이외의 패턴을 단말마다 고유하게 할당되는 추가 프리앰블 패턴으로 전송하는 단계; 및 전송하고자 하는 4비트 소스 코드들을 상기 6비트 패턴들 중 상기 기본 프리앰블 패턴을 제외한 어느 하나로 라인 인코딩하여 송신하는 단계를 포함한다.In addition, the visible light wireless communication method according to another embodiment of the present invention, the step of transmitting any one or more of the six-bit pattern having the same number of bits corresponding to 1 and the number of bits corresponding to 0 as a basic preamble pattern; Transmitting a pattern other than the preamble pattern among the 6 bit patterns as an additional preamble pattern uniquely allocated to each terminal; And transmitting 4-bit source codes to be transmitted by encoding the 4-bit source codes to any one of the 6-bit patterns except for the basic preamble pattern.

이 때, 상기 추가 프리앰블 패턴은 수신 단말 또는 송신 단말을 구분하는데 사용되며, 가변 길이를 가질 수 있다.In this case, the additional preamble pattern is used to distinguish a receiving terminal or a transmitting terminal, and may have a variable length.

이 때, 상기 소스 코드들은 프레임 헤더 및 프레임 바디에 상응하는 것일 수 있다.In this case, the source codes may correspond to a frame header and a frame body.

이 때, 상기 기본 프리앰블 패턴은 "110100" 및 "001011" 중 어느 하나 이상일 수 있다.In this case, the basic preamble pattern may be at least one of “110100” and “001011”.

본 발명에 따르면, LED 조명을 이용한 가시광 무선 통신 중에 조명의 밝기를 일정하게 유지하여, 가시광 무선통신에서 데이터 전송시 발생 가능한 조명의 깜빡거림 현상을 제거할 수 있다.According to the present invention, the brightness of the illumination is kept constant during the visible light wireless communication using the LED light, it is possible to eliminate the flicker of light that can occur when transmitting data in the visible light wireless communication.

또한, 본 발명은 조명이 켜지는 비율과 꺼지는 비율을 1:1로 동일하게 할 수 있는 새로운 라인 코딩 기법을 제공할 수 있다.In addition, the present invention can provide a new line coding technique that can equally turn on and off the lighting ratio 1: 1.

또한, 본 발명은 데이터 패턴의 런랭스(run length)를 4까지 줄여 DC 성분을 제거할 수 있는 새로운 4B6B 라인코딩 기법을 제공할 수 있다.In addition, the present invention can provide a new 4B6B line coding technique that can remove the DC component by reducing the run length of the data pattern to 4.

도 1은 본 발명에 따른 가시광 무선 통신 장치가 적용된 시스템 구성을 나타낸 것이다.
도 2는 1과 0의 개수가 각각 3개씩인 6비트 데이터 패턴을 나타낸 도면이다.
도 3은 본 발명의 일실시예에 따른 4B6B 라인코드를 나타낸 도면이다.
도 4는 4비트 소스 코드를 그대로 전송하는 경우의 가시광 무선 통신 조명의 밝기 변화를 나타낸 도면이다.
도 5는 4B5B 라인코딩이 적용되는 경우의 가시광 무선 통신 조명의 밝기 변화를 나타낸 도면이다.
도 6은 본 발명의 일실시예에 따른 4B6B 라인코딩이 적용되는 경우의 가시광 무선 통신의 밝기 변화를 나타낸 도면이다.
도 7은 본 발명의 일실시예에 따른 가시광 무선 통신 물리 구조를 나타낸 도면이다.
도 8은 본 발명의 일실시예에 따른 가시광 무선 통신 방법을 나타낸 동작 흐름도이다.
도 9는 본 발명의 일실시예에 따른 가시광 무선 통신 송신기를 나타낸 블록도이다.
도 10은 본 발명의 일실시예에 따른 가시광 무선 통신 수신기를 나타낸 블록도이다.
도 11은 본 발명의 다른 실시예에 따른 가시광 무선 통신 방법을 나타낸 동작 흐름도이다.1 illustrates a system configuration to which a visible light wireless communication device according to the present invention is applied.
FIG. 2 is a diagram illustrating a 6-bit data pattern having three numbers of 1's and 0's respectively.
3 illustrates a 4B6B line code according to an embodiment of the present invention.
4 is a view showing a change in brightness of the visible light wireless communication lighting when the 4-bit source code is transmitted as it is.
5 is a view showing a change in the brightness of the visible light wireless communication lighting when 4B5B line coding is applied.
FIG. 6 is a diagram illustrating a change in brightness of visible light wireless communication when 4B6B line coding is applied according to an embodiment of the present invention.
7 illustrates a visible light wireless communication physical structure according to an embodiment of the present invention.
8 is a flowchart illustrating a visible light wireless communication method according to an embodiment of the present invention.
9 is a block diagram showing a visible light wireless communication transmitter according to an embodiment of the present invention.
10 is a block diagram illustrating a visible light wireless communication receiver according to an embodiment of the present invention.
11 is a flowchart illustrating a visible light wireless communication method according to another embodiment of the present invention.

본 발명을 첨부된 도면을 참조하여 상세히 설명하면 다음과 같다. 여기서, 반복되는 설명, 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있는 공지 기능, 및 구성에 대한 상세한 설명은 생략한다. 본 발명의 실시형태는 당 업계에서 평균적인 지식을 가진 자에게 본 발명을 보다 완전하게 설명하기 위해서 제공되는 것이다. 따라서, 도면에서의 요소들의 형상 및 크기 등은 보다 명확한 설명을 위해 과장될 수 있다.
The present invention will now be described in detail with reference to the accompanying drawings. Hereinafter, a repeated description, a known function that may obscure the gist of the present invention, and a detailed description of the configuration will be omitted. Embodiments of the present invention are provided to more fully describe the present invention to those skilled in the art. Accordingly, the shapes and sizes of the elements in the drawings and the like can be exaggerated for clarity.

이하, 본 발명에 따른 바람직한 실시예를 첨부된 도면을 참조하여 상세하게 설명한다.
Hereinafter, preferred embodiments according to the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.

도 1은 본 발명에 따른 가시광 무선 통신 장치가 적용된 시스템 구성을 나타낸 것이다.1 illustrates a system configuration to which a visible light wireless communication device according to the present invention is applied.

도 1을 참조하면, 가시광 무선 통신 장치는 조명 장치를 구비하고, 가시광 신호를 출력하는 가시광 무선 통신 송신기(110)와, 가시광 신호를 수신하는 가시광 무선 통신 수신기(120)로 구성된다.Referring to FIG. 1, a visible light wireless communication device includes a visible light wireless communication transmitter 110 that includes an illumination device and outputs a visible light signal, and a visible light wireless communication receiver 120 that receives the visible light signal.

도 1에 도시된 가시광 무선 통신 송신기(110)와 가시광 무선 통신 수신기(120)의 구성은 이후 상세히 설명하도록 한다.The configuration of the visible light wireless communication transmitter 110 and the visible light wireless communication receiver 120 shown in FIG. 1 will be described in detail later.

가시광 무선 통신 송신기(110)의 조명의 깜빡임을 원천적으로 제거하기 위해서는 조명이 켜지는 비율과 꺼지는 비율이 1:1로 동일하여야 한다. 즉, LED 등의 조명을 이용한 가시광 무선통신에서 전송되는 데이터의 1과 0의 비율이 1:1로 동일하면 깜빡임이 발생하지 않는다.In order to remove the flicker of the illumination of the visible light wireless communication transmitter 110, the ratio of the lighting on and off should be equal to 1: 1. That is, flicker does not occur when a ratio of 1 and 0 of data transmitted in visible light wireless communication using an LED light is equal to 1: 1.

종래의 4B5B 라인 코딩 기법은 4비트를 5비트로 표현함에 있어서 표현 가능한 5비트의 수가 충분하지 않고, 5비트 코드의 비트수가 홀수이기 때문에 1과 0의 비율이 동일할 수가 없다.In the conventional 4B5B line coding scheme, the number of 5 bits that can be expressed in representing 4 bits in 5 bits is not sufficient, and the ratio of 1 and 0 cannot be equal because the number of bits of the 5 bit code is odd.

본 발명에서는 전송되는 데이터 패턴을 6비트로 확장함으로써 1과 0의 비율이 각각 3개씩이 되도록 할 수 있다. 6비트의 데이터 패턴중에 1과 0의 개수가 각각 3개인 패턴은 모두 20개가 존재한다.
In the present invention, by extending the transmitted data pattern to 6 bits, it is possible to have three ratios of 1 and 0, respectively. There are 20 patterns in which the number of 1's and 0's is 3 in the 6-bit data pattern.

도 2는 1과 0의 개수가 각각 3개씩인 6비트 데이터 패턴을 나타낸 도면이다.FIG. 2 is a diagram illustrating a 6-bit data pattern having three numbers of 1's and 0's respectively.

도 2를 참조하면, 20개의 데이터 패턴이 모두 3개의 1과 3개의 0을 포함하고 있는 것을 알 수 있다.Referring to FIG. 2, it can be seen that all 20 data patterns include three 1s and three zeros.

본 발명이 제안하는 4B6B 라인코딩 기법은 도 2에 도시된 20개의 데이터 패턴 중 16개를 데이터(4비트 데이터) 전송을 위해 사용한다. 20개의 데이터 패턴 중 데이터 전송을 위해 사용되는 16개를 제외한 4개는 프리앰블 패턴(preamble pattern)이나 아이들 패턴(idle pattern)으로 사용될 수 있다.The 4B6B line coding scheme proposed by the present invention uses 16 of the 20 data patterns shown in FIG. 2 for data (4 bit data) transmission. Four of the 20 data patterns except 16 used for data transmission may be used as a preamble pattern or an idle pattern.

예를 들어, 4B6B 라인코드는 도 2에 도시된 20개의 패턴들 중 16개를 데이터 전송에 사용하고, 2개는 데이터 프레임의 시작을 알리는 패턴인 프리앰블 패턴으로 사용하고, 나머지 2개는 데이터 전송이 이루어지지 않는 구간(idle time)에서 사용되는 아이들 패턴으로 사용할 수 있다.
For example, the 4B6B line code uses 16 of the 20 patterns shown in FIG. 2 for data transmission, two for the preamble pattern that indicates the start of the data frame, and the other two for data transmission. This may be used as an idle pattern used in an idle time.

도 3은 본 발명의 일실시예에 따른 4B6B 라인코드를 나타낸 도면이다.3 illustrates a 4B6B line code according to an embodiment of the present invention.

도 3을 참조하면, 16개의 4비트 데이터가 16개의 6비트 패턴들 중 하나에 대응되고, 두 개의 6비트 패턴들 "110100" 및 "001011"은 프리앰블 패턴으로 설정되고, 두 개의 6비트 패턴들 "111000" 및 "000111"은 아이들 패턴으로 설정되는 것을 알 수 있다.Referring to FIG. 3, sixteen four-bit data corresponds to one of sixteen six-bit patterns, two six-bit patterns “110100” and “001011” are set as preamble patterns, and two six-bit patterns It can be seen that "111000" and "000111" are set to an idle pattern.

라인코드에서 패턴을 선정하는 기준에는 선정된 패턴이 사용될 경우 연속된 1 또는 0의 개수가 몇 개까지 가능한지 여부가 중요하다. 연속된 1 또는 0의 개수를 통상 런랭스(run length)라 한다.The criterion for selecting patterns in the line code is whether the number of consecutive 1s or 0s is possible when the selected pattern is used. The number of consecutive ones or zeros is commonly referred to as run length.

기존의 4B5B는 7(0111) 다음에 0(0000)이 나올 경우, 인코딩 코드 "01111" 다음에 인코딩 코드 "11110"이 나오게 되므로 런랭스가 8이 된다. 이와 같이 긴 런랭스는 기존의 4B5B가 데이터 및 클럭 복원 등에 활용되는데 심각한 장애 요소였다.In the conventional 4B5B, when 7 (0111) is followed by 0 (0000), the encoding code "01111" comes after the encoding code "11110", so the run length is 8. This long run length was a serious obstacle for the existing 4B5B to be used for data and clock recovery.

본 발명에 따른 4B6B 라인코딩은 런랭스를 4까지 줄일 수 있다.4B6B line coding according to the present invention can reduce run length to 4.

이를 위해, 20개의 1과 0의 개수가 같은 6비트 패턴들 중 "111000" 및 "000111"을 아이들 패턴으로 사용할 수 있다. 즉, "111000" 및 "000111"을 데이터 송/수신에 사용하지 않으면 런랭스 6이 발생하는 경우를 제거할 수 있다.To this end, “111000” and “000111” among six 6-bit patterns having the same number of twenty ones and zeros may be used as idle patterns. That is, if "111000" and "000111" are not used for data transmission / reception, the occurrence of run length 6 can be eliminated.

"111000" 및 "000111"을 데이터 패턴으로 사용하지 않고 나머지 18개의 6비트 패턴들 중에서 16개를 선택해서 데이터 송/수신에 사용하면 런랭스는 4로 줄어들게 된다.If "111000" and "000111" are not used as the data pattern and 16 are selected from the remaining 18 6-bit patterns and used for data transmission / reception, the run length is reduced to 4.

가시광 무선통신에는 데이터가 1일 때 LED가 켜지고 0일 때 LED가 꺼지는 OOK(On Off Keying)이 주로 사용된다. 이 때, 데이터 1과 데이터 0은 각각 서로 상이한 전압이나 전류 레벨에 상응하는 것으로 데이터 1에 상응하는 전압/전류 레벨이 데이터 0에 상응하는 전압/전류 레벨보다 높을 수도 있고, 낮을 수도 있다.
In visible light communication, OOK (On Off Keying) is mainly used in which LED is turned on when data is 1 and LED is turned off when 0. In this case, the data 1 and the data 0 correspond to different voltage or current levels, respectively, and the voltage / current level corresponding to the data 1 may be higher or lower than the voltage / current level corresponding to the data 0.

도 4는 4비트 소스 코드를 그대로 전송하는 경우의 가시광 무선 통신 조명의 밝기 변화를 나타낸 도면이다.4 is a view showing a change in brightness of the visible light wireless communication lighting when the 4-bit source code is transmitted as it is.

도 4를 참조하면, 4비트 소스 코드 "0000"이 전송되는 경우에는 조명이 계속 꺼져있고, 4비트 소스 코드 "1111"이 전송되는 경우에는 조명이 계속 켜져 있는 것을 알 수 있다.Referring to FIG. 4, when the 4-bit source code "0000" is transmitted, the illumination is continuously turned off, and when the 4-bit source code "1111" is transmitted, the illumination is continuously turned on.

따라서, 전송하고자 하는 소스 코드 "0000" 이후에 바로 소스 코드 "1111"이 라인코딩 없이 전송되는 경우 밝기는 0%에서 100%로 변하게 된다.Therefore, when source code “1111” is transmitted without line coding immediately after source code “0000” to be transmitted, the brightness is changed from 0% to 100%.

즉, 라인 코딩 없이 소스코드를 그대로 전송하게 되면 전송되는 데이터에 포함되는 1의 개수(또는 0의 개수)가 시간에 따라 크게 변하게 되므로 조명의 깜빡임이 발생할 수 밖에 없다.
In other words, if the source code is transmitted without line coding, the number of 1s (or 0s) included in the transmitted data is greatly changed according to time, so that flickering of light may occur.

도 5는 4B5B 라인코딩이 적용되는 경우의 가시광 무선 통신 조명의 밝기 변화를 나타낸 도면이다.5 is a view showing a change in the brightness of the visible light wireless communication lighting when 4B5B line coding is applied.

도 5를 참조하면, 소스 코드 "0000"이 5비트 인코딩 코드 "11110"으로 인코딩되고, 소스 코드 "0001"이 5비트 인코딩 코드 "01001"로 인코딩되는 것을 알 있다. 인코딩 코드 "11110"는 단위 시간의 80% 동안 켜져 있는 조명에 해당하고, 인코딩 코드 "01001"은 단위 시간의 40% 동안 켜져 있는 조명에 해당한다.Referring to FIG. 5, it is understood that the source code "0000" is encoded with the 5-bit encoding code "11110", and the source code "0001" is encoded with the 5-bit encoding code "01001". Encoding code " 11110 " corresponds to lighting that is on for 80% of the unit time, and encoding code " 01001 " corresponds to lighting that is on for 40% of the unit time.

따라서, 전송하고자 하는 소스 코드 "0000" 이후에 바로 소스 코드 "0001"이 4B5B 라인코딩 되어 전송되는 경우 밝기는 80%에서 40%로 변화하게 된다.Therefore, when the source code "0001" is 4B5B line coded and transmitted immediately after the source code "0000" to be transmitted, the brightness is changed from 80% to 40%.

즉, 4B5B 라인코딩이 사용되는 경우 소스코드를 그대로 전송하는 것보다는 데이터 송/수신에 따른 조명의 밝기 변화가 덜하지만 여전히 전송되는 데이터에 따라 밝기 변화가 커서 깜빡임이 발생한다.
In other words, when 4B5B line coding is used, the brightness change of the lighting according to data transmission / reception is less than the transmission of the source code as it is, but the brightness change is large and flickering occurs according to the transmitted data.

도 6은 본 발명의 일실시예에 따른 4B6B 라인코딩이 적용되는 경우의 가시광 무선 통신의 밝기 변화를 나타낸 도면이다.FIG. 6 is a diagram illustrating a change in brightness of visible light wireless communication when 4B6B line coding is applied according to an embodiment of the present invention.

도 6을 참조하면, 소스 코드 "0000"이 6비트 인코딩 코드 "001110"으로 인코딩되고, 소스 코드 "0001"이 6비트 인코딩 코드 "001101"로 인코딩되는 것을 알 있다. 인코딩 코드 "001110" 및 인코딩 코드 "001101"은 모두 단위 시간의 50% 동안 켜져 있는 조명에 해당한다.Referring to FIG. 6, it can be seen that the source code "0000" is encoded with the 6-bit encoding code "001110", and the source code "0001" is encoded with the 6-bit encoding code "001101". Encoding code "001110" and encoding code "001101" both correspond to illumination that has been on for 50% of the unit time.

따라서, 전송하고자 하는 소스 코드 "0000" 이후에 바로 소스 코드 "0001"이 4B6B 라인코딩 되어 전송되는 경우 밝기는 50%로 계속 유지된다.Therefore, when the source code "0001" is 4B6B line coded and transmitted immediately after the source code "0000" to be transmitted, the brightness is maintained at 50%.

즉, 4B6B 라인코딩이 사용되는 경우 어떤 소스코드가 전송되든지 밝기는 50%로 일정하게 유지되므로 데이터 송/수신에 따른 조명의 밝기 변화가 없고, 조명의 깜빡임이 발생하지 않는다.
That is, when 4B6B line coding is used, no matter what source code is transmitted, the brightness remains constant at 50%, so there is no change in the brightness of the light due to data transmission / reception and no flickering of the light.

가시광을 통하여 데이터를 전송/수신하는 가시광 무선통신 단말이 복수개 구비되어 있는 경우, 프리앰블을 이용하여 송/수신자를 구분할 수 있다.When a plurality of visible light wireless communication terminals for transmitting / receiving data through visible light are provided, the transmitter / receiver may be distinguished using a preamble.

즉, 1의 개수와 0의 개수가 동일한 두 개의 6비트 패턴들 중 하나 이상을 기본 프리앰블 패턴으로 하고, 기본 프리앰블 패턴에 송신자 또는 수신자를 구분하는 6비트 패턴인 추가 프리앰블 패턴을 순차적으로 연결하여 전체적인 프리앰블 패턴을 구성할 수 있다.That is, one or more of two 6-bit patterns having the same number of 1s and 0s as the basic preamble patterns are used, and an additional preamble pattern that is a 6-bit pattern for distinguishing a sender or a receiver is sequentially connected to the basic preamble pattern. The preamble pattern can be configured.

이와 같이, 기본 프리앰블 패턴 및 단말 구분이 가능한 추가 프리앰블 패턴의 조합에 해당하는 프리앰블 패턴을 사용함으로써 송신 단말 또는 수신 단말이 복수개인 경우에도 깜빡임 없이 가시광 무선 통신을 수행할 수 있다. 이 때, 기본 프리앰블 패턴에 해당하는 6비트 패턴은 데이터 송/수신에 사용되지 아니하고, 추가 프리앰블 패턴은 데이터 송/수신에 사용될 수 있다.As such, by using a preamble pattern corresponding to a combination of a basic preamble pattern and an additional preamble pattern capable of distinguishing terminals, visible light wireless communication may be performed without flickering even when there are a plurality of transmitting terminals or receiving terminals. In this case, the 6-bit pattern corresponding to the basic preamble pattern is not used for data transmission / reception, and the additional preamble pattern may be used for data transmission / reception.

예를 들어, 액세스 포인트(Access Point; AP)로 동작하는 LED 조명에 3개의 단말들이 연결된 경우를 생각해 볼 수 있다. 이 때, 첫 번째 단말을 위한 프리앰블은 기본 프리앰블 패턴인 "110100", "001011"과 "0000"의 6비트 표현인 "001110"의 순차적인 연결로 생성될 수 있다. 이 때, 두 번째 단말을 위한 프리앰블은 기본 프리앰블 패턴인 "110100", "001011"과 "0001"의 6비트 표현인 "001101"의 순차적인 연결로 생성될 수 있다. 이 때, 세 번째 단말을 위한 프리앰블은 기본 프리앰블 패턴인 "110100", "001011"과 "0010"의 6비트 표현인 "010011"의 순차적인 연결로 생성될 수 있다.For example, consider a case in which three terminals are connected to an LED light operating as an access point (AP). At this time, the preamble for the first terminal may be generated by the sequential connection of the basic preamble patterns "110100", "001011" and "001110" which is a 6-bit representation of "0000". In this case, the preamble for the second terminal may be generated by a sequential connection of the basic preamble patterns "110100", "001011" and "001101" which are 6-bit representations of "0001". In this case, the preamble for the third terminal may be generated by a sequential connection of the basic preamble patterns "110100", "001011" and "010011" which are 6-bit representations of "0010".

즉, 기본 프리앰블 패턴은 프레임의 시작을 알리고, 추가 프리앰블 패턴은 단말을 구분하는 역할을 수행할 수 있다. 또한, 추가 프리앰블 패턴은 동시에 연결되는 단말들의 개수에 따라 추가가 가능하다.
That is, the basic preamble pattern may inform the start of the frame, and the additional preamble pattern may serve to distinguish the terminal. In addition, the additional preamble pattern may be added according to the number of terminals connected at the same time.

도 7은 본 발명의 일실시예에 따른 가시광 무선 통신 물리 구조를 나타낸 도면이다.7 illustrates a visible light wireless communication physical structure according to an embodiment of the present invention.

도 7을 참조하면, 가시광 무선 통신 물리(PHY) 구조는 기본 프리앰블 패턴(710), 추가 프리앰블 패턴(720), 프레임 헤더(730) 및 프레임 바디(740)를 포함한다.Referring to FIG. 7, the visible light wireless communication physical (PHY) structure includes a basic preamble pattern 710, an additional preamble pattern 720, a frame header 730, and a frame body 740.

예를 들어, 기본 프리앰블 패턴(710)은 순차적으로 연결된 6비트 코드들 "110100" 및 "001011"일 수 있다.For example, the basic preamble pattern 710 may be 6 bit codes “110100” and “001011” sequentially connected.

추가 프리앰블 패턴은 데이터 송/수신에 사용되는 6비트 코드들 중 단말을 식별하기 위한 것일 수 있고, 동시에 연결되는 단말의 개수가 많은 경우 둘 이상의 6비트 코드가 순차적으로 연결된 것일 수 있다. 즉, 추가 프리앰블 패턴의 길이는 동시에 연결되는 단말의 개수에 따라 가변적일 수 있다.The additional preamble pattern may be for identifying a terminal among 6-bit codes used for data transmission / reception, or two or more 6-bit codes may be sequentially connected when a large number of terminals are simultaneously connected. That is, the length of the additional preamble pattern may vary depending on the number of terminals connected at the same time.

프레임 헤더(730)는 프레임의 속성 등을 포함하는 헤더에 해당하고, 프레임 바디(740)는 전송하고자 하는 데이터를 포함하는 프레임의 바디에 해당한다.
The frame header 730 corresponds to a header including a property of the frame, and the frame body 740 corresponds to a body of a frame including data to be transmitted.

도 8은 본 발명의 일실시예에 따른 가시광 무선 통신 방법을 나타낸 동작 흐름도이다.8 is a flowchart illustrating a visible light wireless communication method according to an embodiment of the present invention.

도 8을 참조하면, 본 발명의 일실시예에 따른 가시광 무선 통신 방법은 가시광 무선 통신 시작을 위해 조명이 동작되도록 한다(S810).Referring to FIG. 8, in the visible light wireless communication method according to an embodiment of the present invention, lighting is operated to start visible light wireless communication (S810).

또한, 본 발명의 일실시예에 따른 가시광 무선 통신 방법은 아이들 타임에 전송되는 아이들 패턴을 전송한다(S820).In addition, the visible light wireless communication method according to an embodiment of the present invention transmits an idle pattern transmitted at idle time (S820).

이 때, 아이들 패턴은 1과 0의 개수가 동일한 20개의 6비트 패턴들 중 "111000" 및 "000111" 중 어느 하나 이상일 수 있다.In this case, the idle pattern may be any one or more of “111000” and “000111” among 20 6-bit patterns having the same number of 1s and 0s.

또한, 가시광 무선 통신 방법은 전송하고자 하는 데이터가 있는지 여부를 판단한다(S830).In addition, the visible light wireless communication method determines whether there is data to be transmitted (S830).

단계(S830)의 판단 결과, 전송하고자 하는 데이터가 없는 경우 가시광 무선통신 방법은 계속해서 아이들 패턴을 전송한다(S820).As a result of the determination in step S830, if there is no data to be transmitted, the visible light wireless communication method continuously transmits an idle pattern (S820).

단계(S830)의 판단 결과, 전송하고자 하는 데이터가 있는 경우 가시광 무선통신 방법은 기본 프리앰블 패턴을 전송한다(S840).As a result of the determination in step S830, when there is data to be transmitted, the visible light wireless communication method transmits a basic preamble pattern (S840).

이 때, 기본 프리앰블 패턴은 1과 0의 개수가 동일한 20개의 6비트 패턴들 중 "110100" 및 "001011" 중 어느 하나 이상일 수 있다. 예를 들어, 기본 프리앰블 패턴은 두 개의 6비트 패턴이 순차적으로 연결된 12비트 패턴 "110100001011"일 수 있다.In this case, the basic preamble pattern may be any one or more of “110100” and “001011” among 20 6-bit patterns having the same number of 1s and 0s. For example, the basic preamble pattern may be a 12-bit pattern “110100001011” in which two 6-bit patterns are sequentially connected.

또한, 가시광 무선 통신 방법은 수신 단말이 둘 이상인지 여부를 판단한다(S850).In addition, the visible light wireless communication method determines whether more than one receiving terminal (S850).

단계(S850)의 판단 결과, 수신 단말이 두 개 이상인 경우 가시광 무선 통신 방법은 추가 프리앰블 패턴을 전송한다(S850).As a result of the determination in step S850, when there are two or more receiving terminals, the visible light wireless communication method transmits an additional preamble pattern (S850).

추가 프리앰블 패턴은 데이터 송/수신에 사용되는 16개의 6비트 패턴들 중 한 개일 수 있다.The additional preamble pattern may be one of sixteen six-bit patterns used for data transmission / reception.

단계(S850)의 판단 결과 수신 단말이 한 개이거나, 추가 프리앰블 패턴이 전송된 경우, 가시광 무선 통신 방법은 프레임 헤더를 전송하고(S870), 프레임 바디를 전송한다(S880). 이 때, 프레임 헤더 및 프레임 바디는 4비트 소스 코드들에 상응하는 것일 수 있다.As a result of the determination in step S850, when there is one receiving terminal or an additional preamble pattern is transmitted, the visible light wireless communication method transmits a frame header (S870) and transmits a frame body (S880). In this case, the frame header and the frame body may correspond to 4-bit source codes.

프레임 헤더 및 프레임 바디의 전송이 끝나면, 가시광 무선 통신 방법은 통신을 종료할 것인지 여부를 판단한다(S890).After the transmission of the frame header and the frame body, the visible light wireless communication method determines whether or not to terminate the communication (S890).

단계(S890)의 판단 결과, 통신을 종료하지 않는다고 판단되면 가시광 무선 통신 방법은 아이들 패턴을 전송한다(S820).If it is determined in step S890 that communication is not terminated, the visible light wireless communication method transmits an idle pattern (S820).

단계(S890)의 판단 결과, 통신을 종료한다고 판단되면 가시광 무선 통신 방법은 LED 조명을 소등하고 통신을 종료한다(S895).As a result of the determination in step S890, when it is determined that the communication is terminated, the visible light wireless communication method turns off the LED lighting and terminates the communication (S895).

도 8에 도시된 단계들은 모두 가시광 무선 통신 송신기에서 수행되는 것일 수 있다.
All of the steps shown in FIG. 8 may be performed in a visible light wireless communication transmitter.

도 9는 본 발명의 일실시예에 따른 가시광 무선 통신 송신기를 나타낸 블록도이다.9 is a block diagram showing a visible light wireless communication transmitter according to an embodiment of the present invention.

도 9를 참조하면, 가시광 무선 통신 송신기는 소스코드 인식부(910), 라인 코딩부(920) 및 광 신호 출력부(930)를 포함한다.Referring to FIG. 9, the visible light wireless transmitter includes a source code recognition unit 910, a line coding unit 920, and an optical signal output unit 930.

소스코드 인식부(910)는 소스 비트열을 수신하여 제1 개수의 비트들 단위의 소스 코드들로 인식한다.The source code recognition unit 910 receives the source bit string and recognizes the source codes in units of a first number of bits.

이 때, 제1 개수는 4개일 수 있다.In this case, the first number may be four.

라인 코딩부(920)는 상기 소스 코드들 각각을 상기 제1 개수보다 큰 제2 개수의 비트들 단위의 인코딩 코드로 인코딩한다.The line coding unit 920 encodes each of the source codes into an encoding code of a unit of a second number of bits larger than the first number.

이 때, 제2 개수는 6개일 수 있다. 즉, 본 발명의 라인 코딩은 4B6B 코딩일 수 있다.In this case, the second number may be six. That is, the line coding of the present invention may be 4B6B coding.

이 때, 인코딩 코드는 1에 해당하는 비트수와 0에 해당하는 비트수가 동일하다.In this case, the encoding code has the same number of bits as 1 and the number of bits corresponding to 0.

광 신호 출력부(930)는 상기 소스 코드들 각각에 대응하는 인코딩 코드들에 근거하여 생성된 가시광 신호를 출력한다.The optical signal output unit 930 outputs a visible light signal generated based on encoding codes corresponding to each of the source codes.

이 때, 가시광 무선 통신 송신기는 1에 해당하는 비트수와 0에 해당하는 비트수가 동일한 20개의 6비트 패턴들 중 "111000" 및 "000111" 중 어느 하나 이상을 데이터 전송이 이루어지지 않는 구간에서 사용되는 아이들 패턴(idle pattern)으로 사용할 수 있다.In this case, the visible light wireless transmitter uses one or more of “111000” and “000111” among 20 6-bit patterns having the same number of bits as 1 and the number of bits corresponding to 0 in a period where data transmission is not performed. It can be used as an idle pattern.

이 때, 가시광 무선 통신 송신기는 1에 해당하는 비트수와 0에 해당하는 비트수가 동일한 20개의 6비트 패턴들 중 "110100" 및 "001011" 중 어느 하나 이상을 데이터 프레임의 시작을 알리는 프리앰블 패턴(preamble pattern)으로 사용할 수 있다. 이 때, 프리앰블 패턴은 이 두 개의 6비트 코드들이 순차적으로 연결된 12비트 코드 "110100001011"일 수 있다.At this time, the visible light wireless communication transmitter transmits one or more of "110100" and "001011" among 20 six-bit patterns having the same number of bits as 1 and the number of bits corresponding to 0, indicating a start of a data frame. preamble pattern). In this case, the preamble pattern may be a 12-bit code "110100001011" in which these two 6-bit codes are sequentially connected.

이 때, 라인 코딩부(920)는 상기 소스 코드 "0000", "0001", "0010", "0011", "0100", "0101", "0110", "0111", "1000", "1001", "1010", "1011", "1100", "1101", "1110", "1111"을 각각 상기 인코딩 코드 "001110", "001101", "010011", "010110", "010101", "100011", "100110", "100101", "011001", "011010", "011100", "110001", "110010", "101001", "101010", "101100" 중 어느 하나로 인코딩할 수 있다.
At this time, the line coding unit 920 is the source code "0000", "0001", "0010", "0011", "0100", "0101", "0110", "0111", "1000", " 1001 "," 1010 "," 1011 "," 1100 "," 1101 "," 1110 ", and" 1111 "are the encoding codes" 001110 "," 001101 "," 010011 "," 010110 ", and" 010101 "respectively. , "100011", "100110", "100101", "011001", "011010", "011100", "110001", "110010", "101001", "101010", "101100" have.

도 10은 본 발명의 일실시예에 따른 가시광 무선 통신 수신기를 나타낸 블록도이다.10 is a block diagram illustrating a visible light wireless communication receiver according to an embodiment of the present invention.

도 10을 참조하면, 본 발명의 일실시예에 따른 가시광 무선 통신 수신기는 신호 수신부(1010), 수신 코드 인식부(1020) 및 라인 디코딩부(1030)를 포함한다.Referring to FIG. 10, a visible light wireless communication receiver according to an embodiment of the present invention includes a signal receiver 1010, a reception code recognition unit 1020, and a line decoding unit 1030.

신호 수신부(1010)는 가시광 신호를 수신한다.The signal receiver 1010 receives a visible light signal.

수신 코드 인식부(1020)는 수신된 상기 가시광 신호를 제1 개수의 비트들 단위의 수신 코드들로 인식한다. 이 때, 수신 코드들 각각은 1에 해당하는 비트수와 0에 해당하는 비트수가 동일하다.The reception code recognition unit 1020 recognizes the received visible light signal as reception codes of a first number of bits. In this case, each of the reception codes has the same number of bits corresponding to 1 and number of bits corresponding to 0.

이 때, 제1 개수는 6개일 수 있다.In this case, the first number may be six.

이 때, 상기 수신 코드들 각각은 1에 해당하는 비트수와 0에 해당하는 비트수가 3으로 동일한 20개의 6비트 패턴들 중 하나일 수 있다.In this case, each of the reception codes may be one of 20 six-bit patterns in which the number of bits corresponding to 1 and the number of bits corresponding to 0 are equal to three.

라인 디코딩부(1030)는 상기 수신 신호들 각각을 상기 제1 개수보다 작은 제2 개수의 비트들 단위의 디코딩 코드로 디코딩한다.The line decoding unit 1030 decodes each of the received signals into a decoding code in units of a second number of bits smaller than the first number.

이 때, 제2 개수는 4개일 수 있다.In this case, the second number may be four.

이 때, 가시광 무선 통신 수신기는 상기 수신 코드들 중 "111000" 및 "000111" 중 어느 하나 이상을 아이들 패턴으로 인식할 수 있다.In this case, the visible light wireless communication receiver may recognize any one or more of “111000” and “000111” among the reception codes as an idle pattern.

이 때, 가시광 무선 통신 수신기는 상기 수신 코드들 중 "110100" 및 "001011" 중 어느 하나 이상을 프리앰블 패턴으로 인식할 수 있다. 이 때, 가시광 무선 통신 수신기는 이 두 개의 6비트 패턴들이 순차적으로 연결된 12비트 패턴 "110100001011"을 프리앰블 패턴으로 인식할 수 있다.At this time, the visible light wireless communication receiver may recognize any one or more of "110100" and "001011" of the reception codes as a preamble pattern. At this time, the visible light wireless communication receiver may recognize the 12-bit pattern “110100001011” in which the two 6-bit patterns are sequentially connected as the preamble pattern.

이 때, 라인 디코딩부(1030)는 상기 수신 코드 "001110", "001101", "010011", "010110", "010101", "100011", "100110", "100101", "011001", "011010", "011100", "110001", "110010", "101001", "101010", "101100"를 각각 상기 디코딩 코드 "0000", "0001", "0010", "0011", "0100", "0101", "0110", "0111", "1000", "1001", "1010", "1011", "1100", "1101", "1110", "1111" 중 어느 하나로 디코딩할 수 있다.
At this time, the line decoding unit 1030 is the reception code "001110", "001101", "010011", "010110", "010101", "100011", "100110", "100101", "011001", " 011010 "," 011100 "," 110001 "," 110010 "," 101001 "," 101010 ", and" 101100 "respectively represent the decoding codes" 0000 "," 0001 "," 0010 "," 0011 ", and" 0100 ". , "0101", "0110", "0111", "1000", "1001", "1010", "1011", "1100", "1101", "1110", and "1111". have.

도 11은 본 발명의 다른 실시예에 따른 가시광 무선 통신 방법을 나타낸 동작 흐름도이다.11 is a flowchart illustrating a visible light wireless communication method according to another embodiment of the present invention.

도 11을 참조하면, 가시광 무선 통신 방법은 소스 비트열을 수신한다(S1110). 이 때, 수신은 통신 채널 등을 통하여 수신되는 것뿐만 아니라 기기 내에서의 신호 전송을 포괄하는 개념이다.Referring to FIG. 11, in the visible light wireless communication method, a source bit string is received (S1110). At this time, the reception is not only received through a communication channel or the like but also a concept encompassing signal transmission in the device.

또한, 가시광 무선 통신 방법은 수신된 소스 비트열을 4비트 단위의 소스 코드들로 인식한다(S1120).In addition, the visible light wireless communication method recognizes the received source bit string as source codes in units of 4 bits (S1120).

또한, 가시광 무선 통신 방법은 상기 소스 코드들 각각을 1에 해당하는 비트의 개수와 0에 해당하는 비트의 개수가 동일한 6비트 인코딩 코드로 인코딩한다(S1130).In addition, the visible light wireless communication method encodes each of the source codes into a 6-bit encoding code in which the number of bits corresponding to 1 and the number of bits corresponding to 0 are the same (S1130).

또한, 가시광 무선 통신 방법은 상기 소스 코드들 각각에 대응하는 인코딩 코드들에 근거하여 생성된 가시광 신호를 출력한다(S1140).In addition, the visible light wireless communication method outputs a visible light signal generated based on encoding codes corresponding to each of the source codes (S1140).

이 때, 가시광 무선 통신 방법은 1에 해당하는 비트수와 0에 해당하는 비트수가 동일한 20개의 6비트 패턴들 중 "111000" 및 "000111" 중 어느 하나 이상을 아이들 패턴(idle pattern)으로 사용할 수 있다. 이와 같이 "111000" 및 "000111"을 데이터 송/수신에 사용하지 않음으로써 데이터 송/수신의 최대 런랭스를 4로 할 수 있다.In this case, the visible light wireless communication method may use any one or more of "111000" and "000111" among 20 six-bit patterns having the same number of bits as 1 and the number of bits corresponding to 0 as an idle pattern. have. Thus, by not using "111000" and "000111" for data transmission / reception, the maximum run length of data transmission / reception can be set to four.

이 때, 가시광 무선 통신 방법은 상기 20개의 6비트 패턴들 중 "110100" 및 "001011" 중 어느 하나 이상을 프리앰블 패턴(preamble pattern)으로 사용할 수 있다. 이 때, 이 두 개의 6비트 패턴들이 순차적으로 연결된 12비트 패턴 "110100001011"이 프리앰블 패턴으로 사용될 수 있다.
In this case, the visible light wireless communication method may use any one or more of "110100" and "001011" of the 20 six-bit pattern as a preamble pattern. At this time, the 12-bit pattern “110100001011” in which the two 6-bit patterns are sequentially connected may be used as the preamble pattern.

이상에서와 같이 본 발명에 따른 가시광 무선 통신 송/수신기 및 가시광 무선 통신 방법은 상기한 바와 같이 설명된 실시예들의 구성과 방법이 한정되게 적용될 수 있는 것이 아니라, 상기 실시예들은 다양한 변형이 이루어질 수 있도록 각 실시예들의 전부 또는 일부가 선택적으로 조합되어 구성될 수도 있다.As described above, the visible light wireless communication transmitter / receiver and the visible light wireless communication method according to the present invention are not limited to the configuration and method of the embodiments described as described above, and the above embodiments may be variously modified. All or part of each of the embodiments may be configured to be selectively combined so that.

910: 소스코드 인식부 920: 라인 코딩부
930: 광 신호 출력부 1010: 신호 수신부
1020: 수신 코드 인식부 1030: 라인 디코딩부910: source code recognition unit 920: line coding unit
930: optical signal output unit 1010: signal receiving unit
1020: reception code recognition unit 1030: line decoding unit

Claims (20)

소스 비트열을 수신하여 제1 개수의 비트들 단위의 소스 코드들로 인식하는 소스코드 인식부;
상기 소스 코드들 각각을 상기 제1 개수보다 큰 제2 개수의 비트들 단위의 인코딩 코드로 인코딩하는 라인 코딩부를 포함하고,
상기 인코딩 코드는 1에 해당하는 비트수와 0에 해당하는 비트수가 동일한 것을 특징으로 하는 가시광 무선 통신 송신기.A source code recognizing unit receiving the source bit string and recognizing the source codes in units of a first number of bits;
A line coding unit encoding each of the source codes into an encoding code of a unit of a second number of bits greater than the first number,
The encoding code is a visible light wireless communication transmitter, characterized in that the number of bits corresponding to one and the number of bits corresponding to zero. 청구항 1에 있어서,
상기 제1 개수는 4개이고, 상기 제2 개수는 6개인 것을 특징으로 하는 가시광 무선 통신 송신기.The method according to claim 1,
Wherein said first number is four and said second number is six. 청구항 2에 있어서,
상기 가시광 무선 통신 송신기는
상기 소스 코드들 각각에 대응하는 인코딩 코드들에 근거하여 생성된 가시광 신호를 출력하는 광 신호 출력부를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 가시광 무선 통신 송신기.The method according to claim 2,
The visible light wireless communication transmitter
And a light signal output unit configured to output a visible light signal generated based on encoding codes corresponding to each of the source codes. 청구항 2에 있어서,
상기 가시광 무선 통신 송신기는
1에 해당하는 비트수와 0에 해당하는 비트수가 동일한 20개의 6비트 패턴들 중 "111000" 및 "000111" 중 어느 하나 이상을 데이터 전송이 이루어지지 않는 구간에서 사용되는 아이들 패턴(idle pattern)으로 사용하는 것을 특징으로 하는 가시광 무선 통신 송신기.The method according to claim 2,
The visible light wireless communication transmitter
Any one or more of "111000" and "000111" among 20 6-bit patterns having the same number of bits as 1 and the number of bits corresponding to 0 as an idle pattern used in a section in which data is not transmitted. And a visible light wireless communication transmitter. 청구항 4에 있어서,
상기 가시광 무선 통신 송신기는
상기 20개의 6비트 패턴들 중 "110100" 및 "001011" 중 어느 하나 이상을 데이터 프레임의 시작을 알리는 프리앰블 패턴(preamble pattern)으로 사용하는 것을 특징으로 하는 가시광 무선 통신 송신기.The method of claim 4,
The visible light wireless communication transmitter
And any one or more of "110100" and "001011" of the twenty six-bit patterns is used as a preamble pattern indicating a start of a data frame. 청구항 2에 있어서,
상기 라인 코딩부는
상기 소스 코드 "0000", "0001", "0010", "0011", "0100", "0101", "0110", "0111", "1000", "1001", "1010", "1011", "1100", "1101", "1110", "1111"을 각각 상기 인코딩 코드 "001110", "001101", "010011", "010110", "010101", "100011", "100110", "100101", "011001", "011010", "011100", "110001", "110010", "101001", "101010", "101100" 중 어느 하나로 인코딩하는 것을 특징으로 하는 가시광 무선 통신 송신기.The method according to claim 2,
The line coding unit
The source code "0000", "0001", "0010", "0011", "0100", "0101", "0110", "0111", "1000", "1001", "1010", "1011" , "1100", "1101", "1110", and "1111" respectively represent the encoding codes "001110", "001101", "010011", "010110", "010101", "100011", "100110", " 100101 "," 011001 "," 011010 "," 011100 "," 110001 "," 110010 "," 101001 "," 101010 "," 101100 ", characterized in that the visible light wireless communication transmitter. 가시광 신호를 수신하여 제1 개수의 비트들 단위의 수신 코드들로 인식하는 수신 코드 인식부; 및
상기 수신 코드들 각각을 상기 제1 개수보다 작은 제2 개수의 비트들 단위의 디코딩 코드로 디코딩하는 라인 디코딩부를 포함하고,
상기 수신 코드들 각각은 1에 해당하는 비트수와 0에 해당하는 비트수가 동일한 것을 특징으로 하는 가시광 무선 통신 수신기.A reception code recognition unit which receives a visible light signal and recognizes the reception codes in units of a first number of bits; And
A line decoding unit decoding each of the received codes into a decoding code of a unit of a second number of bits smaller than the first number,
And each of the received codes is equal to the number of bits corresponding to one and the number of bits corresponding to zero. 청구항 7에 있어서,
상기 제1 개수는 6개이고, 상기 제2 개수는 4개이고, 상기 수신 코드들 각각은 1에 해당하는 비트수와 0에 해당하는 비트수가 3으로 동일한 16개의 6비트 패턴들 중 하나인 것을 특징으로 하는 가시광 무선 통신 수신기.The method of claim 7,
The first number is six, the second number is four, and each of the reception codes is one of sixteen six-bit patterns having the same number of bits corresponding to 1 and number of bits corresponding to 0, which is equal to three. Visible light wireless communication receiver. 청구항 8에 있어서,
상기 가시광 무선 통신 수신기는
상기 수신 코드들 중 "111000" 및 "000111" 중 어느 하나 이상을 아이들 패턴(idle pattern)으로 인식하는 것을 특징으로 하는 가시광 무선 통신 수신기.The method according to claim 8,
The visible light wireless communication receiver
And any one or more of "111000" and "000111" of the reception codes are recognized as an idle pattern. 청구항 9에 있어서,
상기 가시광 무선 통신 수신기는
상기 수신 코드들 중 "110100" 및 "001011" 중 어느 하나 이상을 프리앰블 패턴으로 인식하는 것을 특징으로 하는 가시광 무선 통신 수신기.The method according to claim 9,
The visible light wireless communication receiver
And any one or more of "110100" and "001011" of the reception codes are recognized as a preamble pattern. 청구항 8에 있어서,
상기 라인 디코딩부는
상기 수신 코드 "001110", "001101", "010011", "010110", "010101", "100011", "100110", "100101", "011001", "011010", "011100", "110001", "110010", "101001", "101010", "101100"를 각각 상기 디코딩 코드 "0000", "0001", "0010", "0011", "0100", "0101", "0110", "0111", "1000", "1001", "1010", "1011", "1100", "1101", "1110", "1111" 중 어느 하나로 디코딩하는 것을 특징으로 하는 가시광 무선 통신 수신기.The method according to claim 8,
The line decoding unit
The reception code "001110", "001101", "010011", "010110", "010101", "100011", "100110", "100101", "011001", "011010", "011100", "110001" , &Quot; 110010 "," 101001 "," 101010 ","101100", respectively, the decoding codes " 0000 "," 0001 "," 0010 " 0111 "," 1000 "," 1001 "," 1010 "," 1011 "," 1100 "," 1101 "," 1110 "," 1111 ", visible light wireless communication receiver characterized in that decoding. 소스 비트열을 수신하여 제1 개수의 비트들 단위의 소스 코드들로 인식하는 단계; 및
상기 소스 코드들 각각을 상기 제1 개수보다 큰 제2 개수의 비트들 단위의 인코딩 코드로 인코딩하는 단계를 포함하고,
상기 인코딩 코드는 1에 해당하는 비트수와 0에 해당하는 비트수가 동일한 것을 특징으로 하는 가시광 무선 통신 방법.Receiving a source bit string and recognizing source codes in units of a first number of bits; And
Encoding each of the source codes into an encoding code of a unit of a second number of bits greater than the first number,
The encoding code is a visible light wireless communication method, characterized in that the number of bits corresponding to one and the number of bits corresponding to zero. 청구항 12에 있어서,
상기 제1 개수는 4개이고, 상기 제2 개수는 6개인 것을 특징으로 하는 가시광 무선 통신 방법.The method of claim 12,
And the first number is four, and the second number is six. 청구항 13에 있어서,
상기 가시광 무선 통신 방법은
1에 해당하는 비트수와 0에 해당하는 비트수가 동일한 20개의 6비트 패턴들 중 "111000" 및 "000111" 중 어느 하나 이상을 아이들 패턴(idle pattern)으로 사용하는 것을 특징으로 하는 가시광 무선 통신 방법.The method according to claim 13,
The visible light wireless communication method
Visible light wireless communication method characterized in that any one or more of "111000" and "000111" of the 20 six-bit pattern of the number of bits corresponding to 1 and the number of bits corresponding to 0 is used as an idle pattern (idle pattern) . 청구항 14에 있어서,
상기 가시광 무선 통신 방법은
상기 20개의 6비트 패턴들 중 "110100" 및 "001011" 중 어느 하나 이상을 프리앰블 패턴(preamble pattern)으로 사용하는 것을 특징으로 하는 가시광 무선 통신 방법.The method according to claim 14,
The visible light wireless communication method
And any one or more of "110100" and "001011" of the twenty six-bit patterns is used as a preamble pattern. 청구항 13에 있어서,
상기 인코딩하는 단계는
상기 소스 코드 "0000", "0001", "0010", "0011", "0100", "0101", "0110", "0111", "1000", "1001", "1010", "1011", "1100", "1101", "1110", "1111"을 각각 상기 인코딩 코드 "001110", "001101", "010011", "010110", "010101", "100011", "100110", "100101", "011001", "011010", "011100", "110001", "110010", "101001", "101010", "101100" 중 어느 하나로 인코딩하는 것을 특징으로 하는 가시광 무선 통신 방법.The method according to claim 13,
The encoding step
The source code "0000", "0001", "0010", "0011", "0100", "0101", "0110", "0111", "1000", "1001", "1010", "1011" , "1100", "1101", "1110", and "1111" respectively represent the encoding codes "001110", "001101", "010011", "010110", "010101", "100011", "100110", " 100101 "," 011001 "," 011010 "," 011100 "," 110001 "," 110010 "," 101001 "," 101010 "," 101100 ", characterized in that the visible light wireless communication method. 1에 해당하는 비트수와 0에 해당하는 비트수가 동일한 6비트 패턴들 중 어느 하나 이상을 기본 프리앰블 패턴으로 전송하는 단계;
상기 6비트 패턴들 중 상기 프리앰블 패턴 이외의 패턴을 단말마다 고유하게 할당되는 추가 프리앰블 패턴으로 전송하는 단계; 및
전송하고자 하는 4비트 소스 코드들을 상기 6비트 패턴들 중 상기 기본 프리앰블 패턴을 제외한 어느 하나로 라인 인코딩하여 송신하는 단계
를 포함하는 것을 특징으로 하는 가시광 무선 통신 방법.Transmitting any one or more of 6-bit patterns having the same number of bits as 1 and the same number of bits as 0 as a basic preamble pattern;
Transmitting a pattern other than the preamble pattern among the 6 bit patterns as an additional preamble pattern uniquely allocated to each terminal; And
4-bit source codes to be transmitted are line-encoded to any one of the 6-bit patterns except for the basic preamble pattern
And transmitting the visible light. 청구항 17에 있어서,
상기 추가 프리앰블 패턴은
수신 단말 또는 송신 단말을 구분하는데 사용되며, 가변 길이를 가지는 것을 특징으로 하는 가시광 무선 통신 방법.18. The method of claim 17,
The additional preamble pattern is
A visible light wireless communication method used for distinguishing a receiving terminal or a transmitting terminal and having a variable length. 청구항 18에 있어서,
상기 소스 코드들은 프레임 헤더 및 프레임 바디에 상응하는 것을 특징으로 하는 가시광 무선 통신 방법.19. The method of claim 18,
And said source codes correspond to a frame header and a frame body. 청구항 18에 있어서,
상기 기본 프리앰블 패턴은 "110100" 및 "001011" 중 어느 하나 이상인 것을 특징으로 하는 가시광 무선 통신 방법.19. The method of claim 18,
The basic preamble pattern is any one or more of "110100" and "001011".
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