KR101321704B1

KR101321704B1 - Apparatus for visible light communication providing intuitive information and method using the same

Info

Publication number: KR101321704B1
Application number: KR1020100018600A
Authority: KR
Inventors: 장일순; 김대호; 임상규; 강태규
Original assignee: 한국전자통신연구원
Priority date: 2009-08-04
Filing date: 2010-03-02
Publication date: 2013-10-25
Also published as: KR20130071453A; KR20130071454A; KR20110014077A

Abstract

전송 속도, 얼라인 상태, 통신 상태 또는 전송률 등을 직관적으로 인식할 수 있는 가시광 통신 기술이 개시된다. 본 발명에 따른 가시광 통신 장치는, 가시광 영역 내의 파장에 따라 구별되는 직관 정보를 고려하여, 서로 다른 파장의 광을 발생시키는 복수 개의 광원들 중 하나 이상의 광원을 선택하는 광원 선택부; 및 선택된 상기 하나 이상의 광원에 의하여 가시광 통신을 수행하여 상기 하나 이상의 광원에 상응하는 색에 의하여 상기 직관 정보가 인식되도록 하는 가시광 통신부를 포함한다. 따라서, 가시광 통신을 이용하는 사용자가 최적의 통신 상태 또는 전송 속도 등을 직관적으로 알 수 있다.Disclosed is a visible light communication technology capable of intuitively recognizing a transmission speed, an alignment state, a communication state, or a transmission rate. According to an aspect of the present invention, there is provided a visible light communication apparatus including: a light source selection unit configured to select one or more light sources from among a plurality of light sources generating light having different wavelengths in consideration of intuition information distinguished according to wavelengths in a visible light region; And a visible light communication unit performing visible light communication by the selected one or more light sources to recognize the intuitive information by a color corresponding to the one or more light sources. Therefore, a user using visible light communication can intuitively know an optimum communication state or transmission speed.

Description

Apparatus for visible light communication providing intuitive information and method using the same}

본 발명은 가시광 통신 기술에 관한 것으로서, 가시광 통신시 사용자가 통신 상태, 전송 속도 또는 전송률 등을 직관적으로 알 수 있도록 하는 가시광 통신 방법 및 송/수신기에 관한 것이다.BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a visible light communication technology, and relates to a visible light communication method and a transmitter / receiver that allow a user to intuitively know a communication state, a transmission speed, or a transmission rate in visible light communication.

　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. 가시광선 내에서는 파장에 따른 성질의 변화가 각각 색깔로 나타나며, 빨강색에서 보라색으로 갈수록 파장이 짧아진다. 빨강색보다 파장이 긴 빛을 적외선이라 하고, 보라색보다 파장이 짧은 빛을 자외선이라고 한다. 단색광의 경우 700~610nm는 빨강, 610~590nm는 주황, 590~570nm는 노랑, 570~500nm는 초록, 500~450nm는 파랑, 450~400nm는 보라로 보인다. 각 파장의 색들의 혼합되면 사람의 눈에 다양한 색으로 보인다.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. In visible light, the change of the properties according to the wavelength appears in color, and the wavelength becomes shorter from red to purple. A light with a longer wavelength than red is called an infrared ray, and a light with a wavelength shorter than a purple color is called an ultraviolet ray. 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. When the colors of different wavelengths are mixed, they appear in various colors to the human eye.

가시광 무선통신은 380nm~780nm 영역의 파장을 이용하는 통신 기술로 IEEE 802.15 WPAN(Wireless Personal Area Network)에서 표준화기 진행 중이며, 국내에서는 한국정보통신기술협회(TTA)에서 가시광 무선통신 실무반이 운영 중이다.Visible light communication is a communication technology using wavelength in the range of 380nm ~ 780nm, and standardization is underway in IEEE 802.15 WPAN (Wireless Personal Area Network).

가시광 통신은 조명 등의 발광다이오드(Light Emitting Diode; LED) 고유의 용도는 그대로 활용함과 동시에 무선 통신이 가능하게 한다. 또한, 가시광 통신은 병원이나 항공기 등과 같이 통신에 제약을 받는 지역에서도 활용할 수 있어 차세대 유비쿼터스 기술로 각광을 받을 것으로 기대를 모으고 있다.Visible light communication enables wireless communication while utilizing the inherent purpose of a light emitting diode (LED) such as lighting. In addition, visible light communication is expected to be spotlighted as the next-generation ubiquitous technology because it can be used in areas where communication is limited, such as hospitals and airplanes.

일반적으로, 가시광 통신 송/수신기는 송신부, 수신부 및 데이터 전달부를 포함한다. 송신부는 전기적인 신호를 가시광 대역의 신호로 변경하는 광원들과 각 광원을 제어하는 제어부로 구성된다. 수신부는 가시광 대역의 신호를 전기적인 신호로 변경하는 포토디텍터(PD; Photo Detector)로 구성된다. 데이터 전달부는 각 단말에서 전송하고자 하는 상위 계층(upper layer)의 데이터를 송신부에 전달하고, 수신부에서 전달된 데이터를 상위 계층에 전달한다.Generally, a visible light communication transmitter / receiver includes a transmitter, a receiver, and a data transmitter. The transmitting unit includes light sources for converting an electrical signal into a signal in a visible light band and a control unit for controlling each light source. The receiver is composed of a photo detector (PD) for converting a signal in the visible light band into an electrical signal. The data transfer unit transmits data of an upper layer to be transmitted from each terminal to a transmitter, and transmits data transmitted from the receiver to an upper layer.

가시광 통신 송/수신기의 사용 환경은 실내 조명 장치 등을 이용한 실내 조명 환경과 신호등 등을 이용한 실외 신호등 환경 등이 있을 수 있다. 가시광 통신 환경은 실내 환경이든 실외 환경이든 장애물 등으로 인해 가시광 통신 송신기에서 발생된 가시광이 차단되는 경우에는 송/수신기 간의 가시광 통신이 이루어질 수 없다.The use environment of the visible light communication transmitter / receiver may include an indoor lighting environment using an indoor lighting device and an outdoor traffic light environment using a traffic light. In the visible light communication environment, visible light communication between the transmitter and the receiver may not be performed when visible light generated by the visible light communication transmitter is blocked due to obstacles such as indoor or outdoor environments.

가시광 통신은 RF(Radio Frequency)를 사용하는 통신 환경과는 달리 장애물 존재 여부가 통신 환경에 심각한 영향을 끼치게 된다. 즉, 가시광 통신은 라인 오브 사이트(LOS; Line Of Sight) 환경에서 이루어지며, RF 통신 환경과 달리 사용자의 직관적인 판단에 의하여 수신기의 위치를 보다 적합한 위치로 변경할 여지가 있다. 따라서, 포토디텍터의 수신각과 다른 인접 광원에 의한 간섭 등을 사용자가 직관적으로 파악할 수 있도록 해 줄 필요가 있다.In the visible light communication, unlike the communication environment using RF (Radio Frequency), the presence of obstacles seriously affects the communication environment. That is, visible light communication is performed in a line of sight (LOS) environment, and unlike the RF communication environment, there is a possibility of changing the position of the receiver to a more suitable position by an intuitive judgment of the user. Therefore, it is necessary to allow the user to intuitively grasp the reception angle of the photodetector and interference by other adjacent light sources.

종래에, 송/수신간에 동기가 이루어지지 않아서 파일럿 패턴(pilot pattern)만을 전송하는 경우와, 동기가 이루어져서 데이터 전송이 수행되는 경우의 빛의 세기를 달리 하는 가시광 통신 장치가 소개된 바 있다. 이 기술에 따르면 밝기에 의하여 송/수신 채널 확보되어 데이터를 전송하고 있는지 여부를 알 수 있으나, 데이터 전송 속도나 채널의 얼라인(align) 상태 등을 알 수는 없고, 밝기에 의해 구분되므로 그 구분이 불명확한 문제점이 있었다.Background Art [0002] In the past, a visible light communication device has been introduced that transmits only a pilot pattern because synchronization is not performed between transmission and reception, and that varies light intensity when synchronization is performed and data transmission is performed. According to this technology, it is possible to know whether the data is secured by transmitting / receiving channel by brightness, but the data transmission speed or channel alignment status is not known. There was this unclear problem.

따라서, 가시광을 이용한 통신시에 사용자가 직관적으로 명확하게 데이터 전송 속도나 채널의 얼라인 상태 등을 알 수 있는 새로운 가시광 통신 기법의 필요성이 절실하게 대두된다.Accordingly, there is an urgent need for a new visible light communication technique that enables a user to intuitively and clearly know the data transmission rate and the alignment state of a channel when using visible light.

상기한 과제를 해결하기 위한 본 발명의 목적은, 서로 다른 파장의 광을 발생시키는 광원들 중 데이터 전송에 사용될 광원들을 채널 상태에 따라 선택적으로 운용함으로써 사용자가 시각적으로 데이터 전송 속도를 인식할 수 있도록 하고 불필요한 광원이 사용되는 것을 방지하여 전력 소모를 줄이는 것이다.An object of the present invention for solving the above problems is to allow the user to visually recognize the data transmission speed by selectively operating the light sources to be used for data transmission among the light sources for generating light of different wavelengths according to the channel state It is to reduce power consumption by preventing unnecessary light sources from being used.

또한, 본 발명의 목적은 가시광 통신 송수신 장치간의 얼라인(align) 상태를 사용자가 직관적으로 알 수 있도록 하여 사용자가 보다 좋은 통신 채널을 확보할 수 있도록 하는 것이다.In addition, an object of the present invention is to enable the user to intuitively know the alignment state between the visible light communication transmission and reception apparatuses so that the user can secure a better communication channel.

또한, 본 발명의 목적은 사용자가 가시광 통신에 사용되는 빛의 색깔을 이용하여 직관적으로 식별할 수 있는 직관 정보를 효과적으로 구현하는 컬러 패킷의 구조를 정의하는 것이다.It is also an object of the present invention to define a structure of a color packet that effectively implements intuitive information that a user can intuitively identify using the color of light used in visible light communication.

또한, 본 발명의 목적은 가시광 통신에 사용되는 빛의 색깔을 이용하여 통신 상태, 채널 상태 또는 파일 전송 상태 등을 직관적으로 식별할 수 있도록 하는 것이다.It is also an object of the present invention to intuitively identify a communication state, a channel state or a file transfer state by using the color of light used for visible light communication.

상기한 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 가시광 통신 장치는, 가시광 영역 내의 파장에 따라 구별되는 직관 정보를 고려하여, 서로 다른 파장의 광을 발생시키는 복수 개의 광원들 중 하나 이상의 광원을 선택하는 광원 선택부; 및 선택된 상기 하나 이상의 광원에 의하여 가시광 통신을 수행하여 상기 하나 이상의 광원에 상응하는 색에 의하여 상기 직관 정보가 인식되도록 하는 가시광 통신부를 포함하는 것을 특징으로 한다.In the visible light communication apparatus according to the present invention for achieving the above object, a light source for selecting one or more light sources from among a plurality of light sources for generating light of different wavelengths in consideration of intuition information distinguished according to the wavelength in the visible light region A selection unit; And a visible light communication unit performing visible light communication by the selected one or more light sources to recognize the intuitive information by a color corresponding to the one or more light sources.

이 때, 상기 직관 정보는 컬러 패킷을 이용하여 송신될 수 있다.In this case, the intuition information may be transmitted using a color packet.

이 때, 상기 컬러 패킷은 컬러 패킷 헤더 및 컬러 패킷 페이로드로 구성될 수 있다.In this case, the color packet may include a color packet header and a color packet payload.

이 때, 상기 컬러 패킷은 상기 컬러 패킷 페이로드에 더미 컬러 패킷 패턴 및 전송 정보 중 어느 하나를 포함할 수 있다.In this case, the color packet may include any one of a dummy color packet pattern and transmission information in the color packet payload.

이 때, 상기 더미 컬러 패킷을 포함하는 상기 컬러 패킷은 상기 컬러 패킷 헤더의 컬러 패킷 식별자에 의하여 식별되고, 상기 전송 정보를 포함하는 상기 컬러 패킷은 상기 컬러 패킷 헤더의 피어 디바이스 정보 식별자(peer device information indicator)에 의하여 식별될 수 있다.In this case, the color packet including the dummy color packet is identified by a color packet identifier of the color packet header, and the color packet including the transmission information is a peer device information identifier of the color packet header. indicator).

이 때, 상기 직관 정보는 측정된 수신 신호 특성에 기초하여 생성된 채널 성태 정보일 수 있다.In this case, the intuition information may be channel state information generated based on the measured characteristic of the received signal.

이 때, 상기 광원 선택부는 상기 채널 상태가 좋을수록 상기 가시광 통신에 사용될 광원의 수를 늘리고, 상기 채널 상태가 나쁠수록 상기 가시광 통신에 사용될 광원의 수를 줄일 수 있다.In this case, the light source selection unit may increase the number of light sources to be used for the visible light communication as the channel state is good, and reduce the number of light sources to be used for the visible light communication as the channel state is bad.

이 때, 상기 광원 선택부는 상기 가시광 통신에 사용될 광원의 수를 늘림에 있어서, 수신 감도 순서대로 설정된 우선순위에 따라 상기 복수 개의 광원들 중 상기 가시광 통신에 사용될 광원을 추가할 수 있다.In this case, in increasing the number of light sources to be used for the visible light communication, the light source selecting unit may add a light source to be used for the visible light communication among the plurality of light sources according to a priority set in order of reception sensitivity.

이 때, 상기 광원 선택부는 상기 가시광 통신에 사용되는 광원들 중 상기 수신 신호 특성이 기설정된 기준치에 미치지 못하는 광원을 상기 가시광 통신에 사용되지 않도록 할 수 있다.In this case, the light source selection unit may prevent the visible light communication from among the light sources used for the visible light communication that the received signal characteristics do not meet a predetermined reference value.

이 때, 상기 수신 신호 특성은 수신 신호 세기(RSSI; Received Signal Strength Indication) 및 패킷 에러율(PER; Packet Error Rate) 중 어느 하나 이상일 수 있다.In this case, the received signal characteristic may be any one or more of a received signal strength indication (RSSI) and a packet error rate (PER).

이 때, 상기 직관 정보는 가시광 통신 송신기의 광원으로부터 수신된 수신 신호의 세기 및 인접 광원으로부터 수신된 간섭 신호의 세기 중 어느 하나 이상을 이용하여 생성될 수 있다.In this case, the intuition information may be generated using any one or more of the strength of the received signal received from the light source of the visible light communication transmitter and the interference signal received from the adjacent light source.

이 때, 상기 직관 정보는 상기 수신 신호의 세기 또는 상기 간섭 신호의 세기 등급에 따라 다르게 설정될 수 있다.In this case, the intuition information may be set differently according to the strength of the received signal or the strength class of the interference signal.

이 때, 상기 직관 정보는 상기 가시광 통신의 통신 상태를 나타내는 정보일 수 있다.In this case, the intuitive information may be information representing a communication state of the visible light communication.

이 때, 상기 직관 정보는 아이들 상태(idle state) 및 연결 상태(connection state) 사이, 상기 연결 상태 및 데이터 교환 상태(data exchange state) 사이 및 상기 데이터 교환 상태 및 상기 아이들 상태 사이에 전송될 수 있다.In this case, the intuition information may be transmitted between an idle state and a connection state, between the connection state and a data exchange state, and between the data exchange state and the idle state. .

이 때, 상기 직관 정보는 파일 전송 상태를 나타내는 정보일 수 있다.In this case, the intuition information may be information indicating a file transfer state.

이 때, 상기 직관 정보는 상기 파일의 전송률마다 상이한, 상기 가시광 영역 내의 파장의 광원을 통하여 전송될 수 있다.In this case, the intuition information may be transmitted through a light source having a wavelength in the visible light region, which is different for each transmission rate of the file.

또한, 본 발명의 일실시예에 따른 가시광 통신 방법은, 가시광 통신 송신기가, 가시광 영역 내의 파장에 따라 구별되는 직관 정보를 고려하여, 서로 다른 파장의 광을 발생시키는 복수 개의 광원들 중 하나 이상의 광원을 선택하는 단계; 및 상기 가시광 통신 송신기가 선택된 상기 하나 이상의 광원에 의하여 가시광 통신을 수행하여 상기 하나 이상의 광원에 상응하는 색에 의하여 상기 직관 정보가 인식되도록 하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 한다.In addition, the visible light communication method according to an embodiment of the present invention, the visible light communication transmitter, in consideration of intuition information distinguished according to the wavelength in the visible light region, at least one light source of a plurality of light sources for generating light of different wavelengths Selecting a; And performing, by the visible light communication transmitter, the visible light communication by the selected one or more light sources so that the intuitive information is recognized by a color corresponding to the one or more light sources.

이 때, 상기 직관 정보는 컬러 패킷을 이용하여 송신되고, 상기 컬러 패킷은 컬러 패킷 헤더 및 컬러 패킷 페이로드로 구성되며 상기 컬러 패킷 페이로드에 더미 컬러 패킷 패턴 및 전송 정보 중 어느 하나를 포함할 수 있다.In this case, the intuition information is transmitted using a color packet, and the color packet includes a color packet header and a color packet payload, and the color packet payload may include any one of a dummy color packet pattern and transmission information. have.

이 때, 상기 더미 컬러 패킷 패턴을 포함하는 상기 컬러 패킷은 상기 컬러 패킷 헤더의 컬러 패킷 식별자에 의하여 식별되고, 상기 전송 정보를 포함하는 상기 컬러 패킷은 상기 컬러 패킷 헤더의 피어 디바이스 정보 식별자(peer device information indicator)에 의하여 식별될 수 있다.In this case, the color packet including the dummy color packet pattern is identified by a color packet identifier of the color packet header, and the color packet including the transmission information is a peer device information identifier of the color packet header. information indicator).

이 때, 상기 직관 정보는 측정된 수신 신호 특성에 기초하여 생성된 채널 상태 정보, 상기 가시광 통신의 통신 상태를 나타내는 정보 및 파일 전송 상태를 나타내는 정보 중 어느 하나일 수 있다.In this case, the intuition information may be any one of channel state information generated based on measured reception signal characteristics, information representing a communication state of the visible light communication, and information representing a file transfer state.

본 발명에 따르면, 서로 다른 파장의 광을 발생시키는 광원들 중 데이터 전송에 사용될 광원들을 채널 상태에 따라 선택적으로 운용함으로써 사용자가 시각적으로 데이터 전송 속도를 인식할 수 있고, 불필요한 광원이 사용되는 것을 방지하여 전력 소모를 줄일 수 있다.According to the present invention, by selectively operating light sources to be used for data transmission among light sources generating light having different wavelengths, the user can visually recognize the data transmission speed and prevent unnecessary light sources from being used. This can reduce power consumption.

또한, 본 발명은 가시광 통신 송수신 장치간의 얼라인(align) 상태를 사용자가 직관적으로 알 수 있도록 하여 사용자가 보다 좋은 통신 채널을 확보할 수 있다.In addition, the present invention allows the user to intuitively know the alignment state between the visible light communication transmission and reception apparatus can ensure a better communication channel.

또한, 본 발명은 사용자가 가시광 통신에 사용되는 빛의 색깔을 이용하여 직관적으로 식별할 수 있는 직관 정보의 구현을 위하여 컬러 패킷을 이용한 효과적인 구조를 제시한다.In addition, the present invention provides an effective structure using a color packet for the implementation of intuition information that can be intuitively identified by the user using the color of the light used for visible light communication.

또한, 본 발명은 가시광 통신에 사용하는 빛의 색깔을 이용하여 통신 상태, 채널 상태 또는 파일 전송 상태 등을 직관적으로 식별할 수 있다.In addition, the present invention can intuitively identify a communication state, a channel state or a file transfer state by using the color of light used for visible light communication.

도 1은 가시광 파장 변화에 따른 가시광 통신 수신기에 사용되는 포토디텍터의 상대적 수신 감도를 나타낸 그래프이다.
도 2는 본 발명의 일실시예에 따른 가시광 통신 송신기의 광원 선택을 나타낸 도면이다.
도 3은 도 2에 도시된 수신부, 측정부 및 채널 상태 등급 처리부의 동작의 일 예를 나타낸 동작 흐름도이다.
도 4 내지 도 6은 가시광 무선 통신 시스템에서 송/수신기 사이의 거리 또는 송신기에 대한 수신기의 얼라인에 따른 영향을 나타낸 도면이다.
도 7은 본 발명의 일실시예에 따른 가시광 통신 수신기의 얼라인 상태 정보 표시 기능을 나타낸 도면이다.
도 8은 도 7에 도시된 수신부, 측정부 및 표시부의 동작의 일 예를 나타낸 동작 흐름도이다.
도 9는 본 발명의 일실시예에 따른 가시광 통신 송신기의 블록도이다.
도 10은 본 발명의 일실시예에 따른 가시광 통신 수신기의 블록도이다.
도 11은 본 발명의 일실시예에 따른 가시광 통신 방법의 동작 흐름도이다.
도 12는 아이들 상태 및 연결 상태 사이에서 제1 컬러의 컬러 패킷이 전송되는 예를 나타낸 도면이다.
도 13은 연결 상태 및 데이터 교환 상태 사이에서 제2 컬러의 컬러 패킷이 전송되는 예를 나타낸 도면이다.
도 14는 데이터 교환 상태에서 제3 컬러의 컬러 패킷이 전송되는 예를 나타낸 도면이다.
도 15는 데이터 교환 상태 및 아이들 상태 사이에서 제4 컬러의 컬러 패킷이 전송되는 예를 나타낸 도면이다.
도 16은 도 12 내지 도 15에 도시된 클라이언트 디바이스에 상응하는 가시광 통신 장치의 동작을 나타낸 상태도이다.
도 17은 도 12 내지 도 15에 도시된 호스트 디바이스에 상응하는 가시광 통신 장치의 동작을 나타낸 상태도이다.
도 18은 파일 전송 어플리케이션에서 컬러 패킷이 사용되는 예를 나타낸 도면이다.
도 19는 채널 상태 인식을 위해 컬러 패킷이 사용되는 예를 나타낸 도면이다.
도 20은 본 발명의 일실시예에 따른 컬러 패킷을 나타낸 도면이다.
도 21은 본 발명의 일실시예에 따른 가시광 통신 장치를 나타낸 블록도이다.
도 22는 본 발명의 일실시예에 따른 가시광 통신 방법을 나타낸 동작 흐름도이다.1 is a graph illustrating the relative reception sensitivity of a photodetector used in a visible light communication receiver according to a change in visible light wavelength.
2 is a diagram illustrating a light source selection of a visible light communication transmitter according to an embodiment of the present invention.
FIG. 3 is a flowchart illustrating an example of operations of a receiver, a measurer, and a channel state class processor shown in FIG. 2.
4 to 6 is a view showing the influence of the distance between the transmitter / receiver or the alignment of the receiver to the transmitter in the visible light wireless communication system.
7 is a diagram illustrating an alignment status information display function of a visible light communication receiver according to an embodiment of the present invention.
FIG. 8 is a flowchart illustrating an example of operations of a receiver, a measurer, and a display illustrated in FIG. 7.
9 is a block diagram of a visible light communication transmitter according to an embodiment of the present invention.
10 is a block diagram of a visible light communication receiver according to an embodiment of the present invention.
11 is a flowchart illustrating a visible light communication method according to an embodiment of the present invention.
12 illustrates an example in which a color packet of a first color is transmitted between an idle state and a connected state.
13 is a diagram illustrating an example in which a color packet of a second color is transmitted between a connected state and a data exchange state.
14 is a diagram illustrating an example in which a color packet of a third color is transmitted in a data exchange state.
15 is a diagram illustrating an example in which a color packet of a fourth color is transmitted between a data exchange state and an idle state.
16 is a state diagram illustrating an operation of a visible light communication apparatus corresponding to the client device illustrated in FIGS. 12 to 15.
17 is a state diagram illustrating an operation of a visible light communication apparatus corresponding to the host device illustrated in FIGS. 12 to 15.
18 illustrates an example of using a color packet in a file transfer application.
19 illustrates an example of using a color packet for channel state recognition.
20 illustrates a color packet according to an embodiment of the present invention.
21 is a block diagram illustrating a visible light communication device according to an embodiment of the present invention.
22 is a flowchart illustrating a visible light communication method according to an 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 가시광 파장 변화에 따른 가시광 통신 수신기에 사용되는 포토디텍터의 상대적 수신 감도를 나타낸 그래프이다.1 is a graph illustrating the relative reception sensitivity of a photodetector used in a visible light communication receiver according to a change in visible light wavelength.

도 1을 참조하면, 가시광 무선 통신 송신기에서 사용되는 복수 개의 광원들이 모두 동일한 광파워로 광 데이터를 송신하는 경우에도, 가시광 무선 통신 수신기의 포토디텍터(PD; Photo Detector)는 동일한 광파워로 광 데이터를 수신하는 것이 아님을 알 수 있다.Referring to FIG. 1, even when a plurality of light sources used in a visible light wireless communication transmitter all transmit optical data with the same optical power, a photo detector (PD) of the visible light wireless communication receiver is optical data with the same optical power. It can be seen that it is not receiving.

즉, 도 1에 도시된 바와 같이 동일한 광파워를 가지는 빨간색, 녹색 및 파란색 광원을 사용하는 경우 빨간색 광원에 대한 수신 성능이 가장 우수하다.That is, when using the red, green and blue light sources having the same optical power as shown in Figure 1, the reception performance for the red light source is the best.

결국, 동일한 채널에서 빨간색 광원의 경우에는 전송이 가능하나 파란색 광원의 경우에는 데이터 전송이 불가능한 경우가 발생하게 된다.As a result, in the same channel, a red light source may transmit, but a blue light source may not transmit data.

따라서, 가시광 무선 통신시에 채널의 상태에 따라 사용되는 광원이 달라질 필요가 있고 사용되는 광원이 달라지면 사용자가 색의 변화로 이를 식별할 수 있으므로 가시광 무선 통신의 전송 속도를 파악할 수 있다.
Accordingly, the light source to be used needs to be changed according to the state of the channel in the visible light wireless communication, and when the light source used is different, the user can identify it by the change of color, thereby identifying the transmission speed of the visible light wireless communication.

도 2는 본 발명의 일실시예에 따른 가시광 통신 송신기의 광원 선택을 나타낸 도면이다.2 is a diagram illustrating a light source selection of a visible light communication transmitter according to an embodiment of the present invention.

도 2를 참조하면, 가시광 통신 송신기(210)와 가시광 통신 수신기(220)가 가시광을 이용하여 통신하는 것을 알 수 있다.2, it can be seen that the visible light communication transmitter 210 and the visible light communication receiver 220 communicate using visible light.

가시광 통신 송신기(210)는 송신부(211), 수신부(215) 및 채널 상태 확인부(216)를 포함한다.The visible light communication transmitter 210 includes a transmitter 211, a receiver 215, and a channel state checker 216.

송신부(211)는 서로 다른 파장의 광을 발생시키는 복수 개의 광원들을 포함하는 광원부(213) 및 각각의 광원들을 제어하는 제어부(212)를 포함한다.The transmitter 211 includes a light source unit 213 including a plurality of light sources for generating light having different wavelengths, and a controller 212 for controlling each light source.

수신부(215)는 가시광 대역의 신호를 전기적인 신호로 변경하는 포토디텍터(PD; Photo Detector)로 구성된다.The receiver 215 is configured of a photo detector (PD) for converting a signal in the visible light band into an electrical signal.

채널 상태 확인부(216)는 가시광 통신 수신기(220)에서 전송된 채널 상태 정보를 확인하여 사용하는 광원을 선택 또는 해제하는 기능을 수행한다.The channel state checking unit 216 checks channel state information transmitted from the visible light communication receiver 220 and selects or releases a light source to be used.

가시광 통신 수신기(220)는 수신부(221), 측정부(222), 채널 상태 등급 처리부(223) 및 송신부(224)를 포함한다.The visible light communication receiver 220 includes a receiver 221, a measurer 222, a channel condition class processor 223, and a transmitter 224.

수신부(221)는 가시광 대역의 신호를 전기적인 신호로 변경하는 포토디텍터로 구성된다.The receiver 221 is configured as a photo detector for converting a signal in the visible light band into an electrical signal.

측정부(222)는 가시광 통신 송신기(210)에서 사용되는 광원을 선택하기 위해 필요한 자료를 수집한다. 예를 들어, 측정부(222)는 수신 신호 세기(RSSI; Received Signal Strength Indication) 및/또는 패킷 에러율(PER; Packet Error Rate)을 측정할 수 있다.The measuring unit 222 collects data necessary for selecting a light source used in the visible light communication transmitter 210. For example, the measurement unit 222 may measure a received signal strength indication (RSSI) and / or a packet error rate (PER).

채널 상태 등급 처리부(223)는 측정부(222)로부터 전달된 자료를 이용하여 채널 상태의 등급을 결정하고 이를 송신부(224)로 전달하여 가시광 통신 수신기(220)가 가시광 통신 송신기(210)로 전송하도록 한다.The channel condition grade processor 223 determines the grade of the channel state using the data transmitted from the measurement unit 222 and transmits the grade of the channel state to the transmitter 224 to transmit the visible light receiver 220 to the visible light transmitter 210. Do it.

도 2에 도시된 예에서는 채널 상태의 등급 결정이 가시광 통신 수신기(220)에서 수행되는 것으로 설명되었으나, 채널 상태의 등급 결정은 가시광 통신 송신기(210)에서 수행될 수도 있다. 즉, 가시광 통신 수신기(220)는 측정된 수신 신호 특성만을 가시광 통신 송신기(210)로 제공하고 가시광 통신 송신기(210)가 수신 신호 특성을 이용하여 채널 상태 등급을 결정할 수도 있고, 가시광 통신 수신기(220)가 측정된 수신 신호 특성을 이용하여 채널 상태 등급을 결정하고 이를 가시광 통신 송신기(210)로 전송할 수도 있다.
In the example shown in FIG. 2, it is described that the grade of the channel state is performed by the visible light communication receiver 220, but the grade of the channel state may be performed by the visible light communication transmitter 210. That is, the visible light communication receiver 220 may provide only the measured received signal characteristics to the visible light transmitter 210, and the visible light transmitter 210 may determine the channel state class using the received signal characteristics, and the visible light receiver 220 ) May determine the channel condition class using the measured received signal characteristics and transmit it to the visible light communication transmitter 210.

도 3은 도 2에 도시된 수신부, 측정부 및 채널 상태 등급 처리부의 동작의 일 예를 나타낸 동작 흐름도이다.FIG. 3 is a flowchart illustrating an example of operations of a receiver, a measurer, and a channel state class processor shown in FIG. 2.

도 3을 참조하면, 수신부는 데이터 전송에 사용되는 가시광 통신 송신기의 광원으로부터 전달되는 신호(파일럿 신호 또는 데이터 신호)를 수신한다(S310, S320).Referring to FIG. 3, the receiver receives a signal (pilot signal or data signal) transmitted from a light source of a visible light communication transmitter used for data transmission (S310 and S320).

이 때, 가시광 통신 송신기의 광원은 가시광 통신 송신기의 복수 개의 광원들 중 수신 감도가 가장 좋은 파장의 광(예를 들어, 적색광)을 발생시키는 기준 광원일 수 있다.In this case, the light source of the visible light communication transmitter may be a reference light source generating light (eg, red light) having a wavelength having the best reception sensitivity among the plurality of light sources of the visible light communication transmitter.

기본적으로 가시광 데이터 송/수신은 기준 광원을 이용하여 시작되고, 채널의 상태에 따라 다른 광원을 추가로 사용한다. 따라서, 기준 광원 이외에 파일럿 신호나 데이터 송/수신에 사용되는 광원이 존재하지 않는 경우에 도 3에 도시된 단계들(S320, S340, S360, S365, S366)은 생략될 수 있다.Basically, visible light data transmission and reception starts using a reference light source, and additionally uses other light sources depending on the state of the channel. Therefore, when there is no light source used for transmitting or receiving a pilot signal or data other than the reference light source, steps S320, S340, S360, S365, and S366 illustrated in FIG. 3 may be omitted.

또한, 가시광 통신 수신기의 측정부는 광원별로 수신된 파일럿 신호 또는 데이터 신호의 수신 신호 세기(RSSI; Received Signal Strength Indication) 및 패킷 에러율(PER; Packet Error Rate) 중 어느 하나 이상을 측정한다(S330, S340).In addition, the measurement unit of the visible light communication receiver measures at least one of received signal strength (RSSI) and packet error rate (PER) of the pilot signal or data signal received for each light source (S330, S340). ).

이 때, 측정부는 파일럿 신호만 수신되는 경우에는 패킷 에러율을 측정하지 아니하고 수신 신호 세기를 측정할 수 있다. 측정부는 파일럿 신호가 수신되지 않는 경우에는 패킷 에러율을 측정할 수 있다.In this case, when only the pilot signal is received, the measurement unit may measure the received signal strength without measuring the packet error rate. The measurement unit may measure a packet error rate when no pilot signal is received.

또한, 채널 등급 처리부는 특정 광원(기준 광원 포함)에 대하여 광원별 수신 신호 세기 또는 패킷 에러율이 기설정된 조건을 만족하는지 여부를 판단한다(S350, S360).In addition, the channel grade processor determines whether a received signal intensity or a packet error rate for each light source satisfies a predetermined condition with respect to a specific light source (including a reference light source) (S350 and S360).

이 때, 기설정된 조건은 광원마다 달리 설정될 수 있다.In this case, the preset condition may be set differently for each light source.

예를 들어, 기설정된 조건은 특정 광원(기준 광원 포함)에 대하여 해당 광원의 수신 신호 세기가 제1 임계값 이상이거나 해당 광원의 패킷 에러율이 제2 임계값 이하인지 여부일 수 있다. 이 때, 제1 임계값 및 제2 임계값은 서로 다른 값일 수 있고, 제1 임계값 및 제2 임계값은 각각 광원마다 달리 설정될 수 있다. 또한, 특정 광원에 대하여 복수 개의 제1 임계값들 및 복수 개의 제2 임계값들이 있을 수 있다.For example, the preset condition may be whether the received signal intensity of the corresponding light source is greater than or equal to the first threshold value or the packet error rate of the corresponding light source is less than or equal to the second threshold value for the specific light source (including the reference light source). In this case, the first threshold value and the second threshold value may be different values, and the first threshold value and the second threshold value may be set differently for each light source. In addition, there may be a plurality of first thresholds and a plurality of second thresholds for a particular light source.

채널 등급 처리부는 수신 신호 세기가 제1 임계값 이상이거나 패킷 에러율이 제2 임계값 이하인 경우에 채널 상태가 우수한 것으로 판단하여 가시광 통신 송신부에서 데이터 전송에 사용되는 광원이 추가되도록 하는 메시지를 생성할 수 있다(S355, S365).The channel class processor may determine that the channel state is excellent when the received signal strength is greater than or equal to the first threshold value or the packet error rate is less than or equal to the second threshold value, thereby generating a message for adding a light source used for data transmission in the visible light communication transmitter. There is (S355, S365).

이 때, 광원이 추가되도록 하는 메시지는 하나의 광원 추가를 위한 것일 수도 있고, 복수개의 광원 추가를 위한 것일 수도 있다. 예를 들어, 기준 광원에 대한 수신 신호 세기가 임계치보다 훨씬 높은 경우 복수 개의 광원을 동시에 추가하고, 수신 신호 세기가 임계치보다 약간 높은 경우 한 개의 광원만을 추가할 수 있다.In this case, the message for adding the light source may be for adding one light source, or may be for adding a plurality of light sources. For example, a plurality of light sources may be added simultaneously when the received signal strength of the reference light source is much higher than the threshold, and only one light source may be added when the received signal strength is slightly higher than the threshold.

채널 등급 처리부는 기준 광원 이외의 광원에 대하여 해당 광원의 수신 신호 세기가 제1 임계값 이상인지 여부 및 해당 광원의 패킷 에러율이 제2 임계값 이하인지 여부를 판단하여, 수신 신호 세기가 제1 임계값 이하이거나 패킷 에러율이 제2 임계값 이상인 경우(또는 수신 신호 세기가 제1 임계값 이하이고 패킷 에러율이 제2 임계값 이상인 경우)에 채널 상태가 불량한 것으로 판단하여 가시광 통신 송신부에서 해당 광원이 데이터 전송에 사용되지 않도록 하는 메시지를 생성할 수 있다(S366).The channel class processor determines whether the received signal strength of the corresponding light source is greater than or equal to the first threshold value and whether the packet error rate of the corresponding light source is less than or equal to the second threshold value for light sources other than the reference light source. If the value is less than the value or the packet error rate is greater than or equal to the second threshold (or if the received signal strength is less than or equal to the first threshold and the packet error rate is greater than or equal to the second threshold), the visible light communication transmitter determines that the channel state is bad. It is possible to generate a message that is not used for transmission (S366).

따라서, 본 발명에 따르면 데이터 전송에 필요 없는 광원을 오프(off)함으로써, 전송 속도에 따른 배터리 소모를 최적화할 수 있다.Therefore, according to the present invention, by turning off the light source which is not necessary for data transmission, battery consumption according to the transmission speed can be optimized.

채널 등급 처리부를 통하여 생성된 메시지는 송신부를 통하여 가시광 통신 송신기로 전송된다(S370).The message generated through the channel class processor is transmitted to the visible light transmitter through the transmitter (S370).

이 때, 메시지는 상기 기준 광원에 상응하는 파장으로 전송될 수 있다.In this case, the message may be transmitted at a wavelength corresponding to the reference light source.

광원이 추가되도록 하는 메시지를 수신한 가시광 통신 송신기는 채널 상태 확인부에서 메시지를 확인하고 해당 광원을 데이터 송신에 추가하게 된다.The visible light communication transmitter receiving the message for adding the light source checks the message in the channel state checking unit and adds the light source to the data transmission.

도 3에 도시된 예에서 채널 등급 처리부가 생성하는 메시지가 특정 광원에 대한 온/오프 정보인 것으로 설명하였으나, 실시예에 따라 채널 등급 처리부가 생성하는 메시지는 수신 신호 특성에 관한 정보이고 특정 광원에 대한 온/오프 정보는 가시광 통신 송신기에서 생성되도록 구현될 수도 있다.
In the example illustrated in FIG. 3, the message generated by the channel grade processor is described as on / off information about a specific light source. However, according to an exemplary embodiment, the message generated by the channel grade processor is information about a received signal characteristic and is transmitted to a specific light source. The on / off information for may be implemented to be generated at the visible light communication transmitter.

도 4 내지 도 6은 가시광 무선 통신 시스템에서 송/수신기 사이의 거리 또는 송신기에 대한 수신기의 얼라인에 따른 영향을 나타낸 도면이다. 도 4 내지 도 6에 기재된 FOV는 수신기의 시계(Field Of View)를 나타낸다.4 to 6 is a view showing the influence of the distance between the transmitter / receiver or the alignment of the receiver to the transmitter in the visible light wireless communication system. 4 to 6 show a field of view of the receiver.

도 4는 수신기가 송신 광원에 얼라인(align) 되어 있으나, 수신기의 위치가 송신 광원으로부터 너무 먼 경우이다. 도 4의 경우 수신기는 송신 광원에 얼라인 되어 있지만 송신 광원으로부터 너무 멀리 위치해 있기 때문에 최적의 수신 신호 파워를 확보할 수 없다.4 illustrates a case in which the receiver is aligned with the transmission light source, but the position of the receiver is too far from the transmission light source. In the case of Figure 4, the receiver is aligned with the transmitting light source, but because it is located too far from the transmitting light source, it is not possible to secure the optimal received signal power.

도 5는 수신기가 송신 광원과 얼라인되어 있지 않고 θ 만큼 얼라인이 어긋나 있는 경우이다. 도 5의 경우 수신기는 송신 광원으로부터 적당한 거리에 위치해 있지만 얼라인이 어긋나 있기 때문에 최적의 수신 신호 파워를 확보할 수 없다.5 illustrates a case where the receiver is not aligned with the transmission light source and is aligned by θ. In the case of Fig. 5, the receiver is located at a proper distance from the transmitting light source, but since the alignment is misaligned, it is impossible to secure an optimal received signal power.

도 6은 수신기가 송신 광원으로부터 적당한 거리에 위치하고, 송신 광원에 얼라인 되어 있는 경우이다. 도 6의 경우 수신기는 송신 광원으로부터 적당한 거리에 위치해 있고 송신 광원과 얼라인되어 있으므로 최적의 수신 파워를 확보할 수 있다.6 shows a case where the receiver is located at an appropriate distance from the transmission light source and is aligned with the transmission light source. In FIG. 6, the receiver is located at a proper distance from the transmission light source and is aligned with the transmission light source, thereby ensuring an optimal reception power.

따라서, 사용자가 직관적으로 얼라인 상태 등을 식별하여 도 5 또는 도 6과 같은 상태에서 도 7의 상태로 최적화되도록 수신기를 이동시킨다면 수신 성능을 크게 향상시킬 수 있다.Therefore, if the user intuitively identifies the alignment state or the like and moves the receiver to optimize the state of FIG. 7 from the state of FIG. 5 or FIG. 6, the reception performance can be greatly improved.

송/수신기 사이의 거리 또는 수신기의 송신기에 대한 얼라인 등과 같은 얼라인 상태 정보는 가시광 통신 송신기로부터 수신된 신호의 수신 신호 세기 또는 인접 광원으로부터 수신된 간섭 신호 세기에 의하여 정의될 수 있다. 예를 들어, 간섭 신호 세기는 SIR(Signal to Interference Ratio)일 수 있다.
Alignment status information, such as the distance between the transmitters / receivers or the alignment of the transmitter of the receiver, may be defined by the received signal strength of the signal received from the visible light communication transmitter or the interference signal strength received from the adjacent light source. For example, the interference signal strength may be a signal to interference ratio (SIR).

도 7은 본 발명의 일실시예에 따른 가시광 통신 수신기의 얼라인 상태 정보 표시 기능을 나타낸 도면이다.7 is a diagram illustrating an alignment status information display function of a visible light communication receiver according to an embodiment of the present invention.

도 7을 참조하면, 가시광 통신 송신기(710)와 가시광 통신 수신기(720)가 가시광을 이용하여 통신하는데 인접 광원(730)이 영향을 끼치는 것을 알 수 있다.Referring to FIG. 7, it can be seen that the adjacent light source 730 influences the visible light communication transmitter 710 and the visible light communication receiver 720 to communicate using visible light.

가시광 통신 송신기(710)는 데이터 전달부(711)에 의하여 상위 계층에서 전달된 데이터를 광원을 포함하는 송신부(712)를 이용하여 가시광 대역으로 전송한다.The visible light communication transmitter 710 transmits the data transmitted from the upper layer by the data transmitter 711 to the visible light band using the transmitter 712 including the light source.

가시광 통신 수신기(720)는 포토디텍터를 포함하는 수신부(721)를 통하여 가시광 대역의 신호를 수신하여 전기적인 신호로 변환하고, 변환된 전기적인 신호를 데이터 전달부(722)를 통하여 상위 계층으로 전달한다.The visible light communication receiver 720 receives a signal in the visible light band through a receiver 721 including a photo detector, converts the signal into an electric signal, and transfers the converted electric signal to a higher layer through the data transmitter 722. do.

특히, 가시광 통신 수신기(720)는 측정부(723) 및 표시부(724)를 더 포함한다. 측정부(723)는 가시광 통신 송신기(710)의 광원으로부터 수신부(721)를 통하여 수신된 수신 신호의 세기 및/또는 인접 광원(730)으로부터 수신된 간섭 신호의 세기를 측정한다.In particular, the visible light communication receiver 720 further includes a measuring unit 723 and a display unit 724. The measurement unit 723 measures the intensity of the received signal received from the light source of the visible light communication transmitter 710 through the receiver 721 and / or the intensity of the interference signal received from the adjacent light source 730.

표시부(724)는 표시장치를 통해 상기 수신 신호의 세기 및/또는 상기 간섭 신호의 세기를 이용하여 생성된 얼라인 상태 정보를 표시한다.The display unit 724 displays alignment state information generated by using the strength of the received signal and / or the strength of the interference signal through a display device.

이 때, 얼라인 상태 정보는 수신 신호의 세기 및/또는 간섭 신호의 세기 등급에 따라 다르게 결정될 수 있다.In this case, the alignment state information may be differently determined according to the strength of the received signal and / or the strength class of the interference signal.

예를 들어, 표시부(724)는 얼라인 상태에 따라 색깔을 달리 표시할 수 있다. 예를 들어, 표시부(724)는 수신 신호의 세기 및 간섭 신호의 세기 자체 또는 이들을 이용하여 산출된 값을 이용하여 복수 개의 광원들 중 하나 이상을 선택할 수도 있다.For example, the display unit 724 may display colors differently according to the alignment state. For example, the display unit 724 may select one or more of the plurality of light sources using the strength of the received signal and the strength of the interference signal itself or a value calculated using the same.

이 때, 표시장치는 하나 이상의 광원일 수 있다.
In this case, the display device may be one or more light sources.

도 8은 도 7에 도시된 수신부, 측정부 및 표시부의 동작의 일 예를 나타낸 동작 흐름도이다.FIG. 8 is a flowchart illustrating an example of operations of a receiver, a measurer, and a display illustrated in FIG. 7.

도 8을 참조하면, 수신부는 가시광 대역의 신호를 수신하여 전기적인 신호로 변환한다(S810).Referring to FIG. 8, the receiver receives a signal in the visible light band and converts the signal into an electrical signal (S810).

또한, 측정부는 가시광 통신 송신기의 광원으로부터 상기 수신부를 통하여 수신된 수신 신호의 세기 및/또는 인접 광원으로부터 수신된 간섭 신호의 세기를 측정한다(S820).In addition, the measuring unit measures the intensity of the received signal received from the light source of the visible light communication transmitter through the receiving unit and / or the intensity of the interference signal received from the adjacent light source (S820).

또한, 측정부는 수신 신호의 세기 및/또는 간섭 신호의 세기를 이용하여 얼라인 상태 정보를 생성한다(S830).In addition, the measurement unit generates alignment state information by using the strength of the received signal and / or the interference signal (S830).

예를 들어, 얼라인 상태 정보는 수신 신호의 세기 및/또는 간섭 신호의 세기의 등급일 수 있다.For example, the alignment state information may be a class of the strength of the received signal and / or the strength of the interference signal.

또한, 측정부는 얼라인 상태 정보에 변화가 있는지 여부를 판단한다(S840).In addition, the measurement unit determines whether there is a change in the alignment state information (S840).

단계(S840)의 판단 결과, 얼라인 상태 정보에 변화가 있는 것으로 판단되면 측정부는 변화된 얼라인 상태 정보를 표시부로 전달한다(S850).If it is determined in step S840 that there is a change in the alignment state information, the measurement unit transmits the changed alignment state information to the display unit (S850).

단계(S840)의 판단 결과, 얼라인 상태 정보에 변화가 없는 것으로 판단되면 수신부가 가시광 대역의 신호를 수신하는 단계(S810)로 돌아가서 가시광 대역의 신호를 수신한다.As a result of the determination in step S840, if it is determined that there is no change in the alignment state information, the receiver returns to step S810 for receiving a signal in the visible light band and receives the signal in the visible light band.

표시부는 전달된 얼라인 상태 정보를 사용자에게 표시한다(S860).The display unit displays the transferred alignment status information to the user (S860).

따라서, 수신 신호 세기 또는 간섭 신호 세기의 등급에 따라 표시부에 표시되는 정보가 상이하고, 사용자는 이를 통하여 송/수신기의 얼라인 상태를 직관적으로 판단할 수 있다.
Therefore, the information displayed on the display unit differs according to the received signal strength or the level of the interference signal strength, and the user can intuitively determine the alignment state of the transmitter / receiver.

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

도 9를 참조하면, 본 발명의 일실시예에 따른 가시광 통신 송신기는 광원부(910), 제어부(920), 채널 상태 확인부(930) 및 수신부(940)를 포함한다.9, a visible light communication transmitter according to an exemplary embodiment of the present invention includes a light source unit 910, a controller 920, a channel state checker 930, and a receiver 940.

광원부(910)는 서로 다른 파장의 광을 발생시키는 복수 개의 광원들을 포함한다.The light source unit 910 includes a plurality of light sources for generating light of different wavelengths.

채널 상태 확인부(930)는 가시광 통신 수신기에 의하여 측정된 수신 신호 특성에 기초하여 생성된 채널 상태 정보를 고려하여, 상기 복수 개의 광원들 중 데이터 전송에 사용될 하나 이상의 광원을 선택한다.The channel state checking unit 930 selects one or more light sources to be used for data transmission among the plurality of light sources in consideration of the channel state information generated based on the received signal characteristics measured by the visible light communication receiver.

이 때, 상기 수신 신호 특성은 상기 복수 개의 광원들 중 수신 감도가 가장 좋은 파장의 광을 발생시키는 기준 광원에 대하여 산출되거나 상기 데이터 전송에 사용되는 광원들 각각에 대하여 산출될 수 있다.In this case, the received signal characteristic may be calculated for a reference light source that generates light having a wavelength having the highest reception sensitivity among the plurality of light sources, or may be calculated for each of the light sources used for the data transmission.

예를 들어, 상기 수신 신호 특성은 수신 신호 세기(RSSI; Received Signal Strength Indication) 및 패킷 에러율(PER; Packet Error Rate) 중 어느 하나 이상일 수 있다.For example, the received signal characteristic may be at least one of a received signal strength (RSSI) and a packet error rate (PER).

이 때, 채널 상태 정보는 상기 기준 광원에 상응하는 파장의 광원을 이용하여 상기 가시광 통신 수신기로부터 상기 가시광 통신 송신기로 전달될 수 있다.In this case, the channel state information may be transferred from the visible light communication receiver to the visible light communication transmitter using a light source having a wavelength corresponding to the reference light source.

이 때, 채널 상태 정보는 단순히 수신 신호 특성에 관한 정보일 수도 있고, 데이터 전송에 사용될 광원을 식별하는 정보일 수도 있다. 이 때, 채널 상태 정보는 상기 복수 개의 광원들 중 하나 이상에 대한 온/오프 정보일 수 있다.In this case, the channel state information may be simply information on a reception signal characteristic or information identifying a light source to be used for data transmission. In this case, the channel state information may be on / off information about one or more of the plurality of light sources.

이 때, 채널 상태 확인부(930)는 상기 채널 상태가 좋을수록 상기 데이터 전송에 사용될 광원의 수를 늘리고, 상기 채널 상태가 나쁠수록 상기 데이터 전송에 사용될 광원의 수를 줄일 수 있다.At this time, the channel state checking unit 930 may increase the number of light sources used for the data transmission as the channel state is good, and reduce the number of light sources used for the data transmission as the channel state is bad.

이 때, 채널 상태 확인부(930)는 상기 데이터 전송에 사용될 광원의 수를 늘림에 있어서, 상기 수신 감도 순서대로 설정된 우선순위에 따라 상기 복수 개의 광원들 중 상기 데이터 전송에 사용될 광원을 추가할 수 있다.In this case, in increasing the number of light sources to be used for the data transmission, the channel state checking unit 930 may add a light source to be used for the data transmission among the plurality of light sources according to the priority set in the reception sensitivity order. have.

이 때, 채널 상태 확인부(930)는 상기 데이터 전송에 사용되는 광원들 중 상기 수신 신호 특성이 기설정된 기준치에 미치지 못하는 광원을 상기 데이터 전송에 사용되지 않도록 할 수 있다.In this case, the channel state checking unit 930 may prevent the light source of the light source used for the data transmission that does not reach a predetermined reference value from being used for the data transmission.

이 때, 채널 상태 확인부(930)는 상기 수신 신호 세기가 제1 임계값 이상이거나, 상기 패킷 에러율이 제2 임계값 이하일 경우 상기 데이터 전송에 사용될 광원의 수를 늘릴 수 있다.In this case, the channel state checking unit 930 may increase the number of light sources to be used for data transmission when the received signal strength is greater than or equal to the first threshold value or the packet error rate is less than or equal to the second threshold value.

이 때, 채널 상태 확인부(930)는 상기 채널 상태 정보가 생성되기 전에는 상기 기준 광원이 상기 데이터 전송에 사용되도록 할 수 있다.In this case, the channel state checking unit 930 may allow the reference light source to be used for data transmission before the channel state information is generated.

제어부(920)는 선택된 하나 이상의 광원에 의하여 상기 데이터가 전송되도록 광원부(910)를 제어한다.The controller 920 controls the light source unit 910 to transmit the data by the selected one or more light sources.

수신부(940)는 가시광 통신 수신기로부터 채널 상태 정보를 수신하여 채널 상태 확인부(930)로 제공한다.
The receiver 940 receives channel state information from the visible light communication receiver and provides the channel state information to the channel state checker 930.

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

도 10을 참조하면, 본 발명의 일실시예에 따른 가시광 통신 수신기는 수신부(1110), 측정부(1120), 표시부(1130) 및 채널 상태 피드백부(1140)를 포함한다.Referring to FIG. 10, a visible light communication receiver according to an exemplary embodiment of the present invention includes a receiver 1110, a measurement unit 1120, a display unit 1130, and a channel state feedback unit 1140.

수신부(1110)는 가시광 대역의 신호를 전기적인 신호로 변환한다.The receiver 1110 converts a signal in the visible light band into an electrical signal.

측정부(1120)는 가시광 통신 송신기의 광원으로부터 수신부(1110)를 통하여 수신된 수신 신호의 세기 및/또는 인접 광원으로부터 수신된 간섭 신호의 세기를 측정한다.The measuring unit 1120 measures the intensity of the received signal received from the light source of the visible light communication transmitter through the receiving unit 1110 and / or the intensity of the interference signal received from the adjacent light source.

이 때, 간섭 신호의 세기는 SIR(Signal to Interference Ratio) 등과 같이 간섭 신호 세기를 이용하여 생성될 수 있는 모든 정보를 포함한다.At this time, the strength of the interference signal includes all information that can be generated using the interference signal strength, such as a signal to interference ratio (SIR).

표시부(1130)는 상기 수신 신호의 세기 및/또는 상기 간섭 신호의 세기를 이용하여 생성된 얼라인 상태 정보를 표시장치를 통해 표시한다.The display unit 1130 displays alignment state information generated by using the strength of the received signal and / or the strength of the interference signal through a display device.

이 때, 얼라인 상태 정보는 상기 수신 신호의 세기 또는 상기 간섭 신호의 세기 등급에 따라 다르게 설정될 수 있다.At this time, the alignment status information may be set differently according to the strength of the received signal or the strength class of the interference signal.

채널 상태 피드백부(1140)는 상기 수신 신호의 특성에 기초하여 생성된 채널 상태 정보를 상기 가시광 통신 송신기로 전송한다.The channel state feedback unit 1140 transmits channel state information generated based on the characteristics of the received signal to the visible light communication transmitter.

이 때, 채널 상태 정보는 상기 가시광 통신 송신기가 서로 다른 파장의 광을 발생시키는 복수 개의 광원들 중 데이터 전송에 사용될 하나 이상의 광원을 선택하는데 사용될 수 있다.In this case, the channel state information may be used by the visible light communication transmitter to select one or more light sources to be used for data transmission among a plurality of light sources generating light having different wavelengths.

이 때, 채널 상태 정보는 상기 복수 개의 광원들 중 수신 감도가 가장 좋은 파장에 상응하는 광원을 통하여 상기 가시광 통신 송신기로 전송될 수 있다.In this case, channel state information may be transmitted to the visible light communication transmitter through a light source corresponding to a wavelength having the best reception sensitivity among the plurality of light sources.

이 때, 채널 상태 정보는 수신 신호 세기 (RSSI; Received Signal Strength Indication) 및 패킷 에러율(PER; Packet Error Rate) 중 어느 하나 이상을 이용하여 생성될 수 있다.In this case, the channel state information may be generated using at least one of a received signal strength indication (RSSI) and a packet error rate (PER).

채널 상태 피드백부(1140)는 채널 상태 등급 처리부(1141) 및 송신부(1142)를 포함할 수 있다.
The channel state feedback unit 1140 may include a channel state class processor 1141 and a transmitter 1142.

도 11은 본 발명의 일실시예에 따른 가시광 통신 방법의 동작 흐름도이다.11 is a flowchart illustrating a visible light communication method according to an embodiment of the present invention.

도 11을 참조하면, 본 발명의 일실시예에 따른 가시광 통신 방법은 가시광 통신 송신기가, 가시광 통신 수신기에 의하여 측정된 수신 신호 특성에 기초하여 생성된 채널 상태 정보를 고려하여 서로 다른 파장의 광을 발생시키는 복수 개의 광원들 중에서 데이터 전송에 사용될 하나 이상의 광원을 선택한다(S1110).Referring to FIG. 11, in the visible light communication method according to an exemplary embodiment of the present invention, a visible light communication transmitter uses light of different wavelengths in consideration of channel state information generated based on received signal characteristics measured by the visible light communication receiver. One or more light sources to be used for data transmission are selected from among the plurality of generated light sources (S1110).

이 때, 단계(S1110)는 상기 채널 상태 정보가 생성되기 전에는 상기 복수 개의 광원들 중에서 수신 감도가 가장 좋은 파장의 광을 발생시키는 기준 광원이 상기 데이터 전송에 사용되도록 할 수 있다.In this case, in operation S1110, a reference light source generating light having a wavelength having the highest reception sensitivity among the plurality of light sources may be used for the data transmission before the channel state information is generated.

이 때, 단계(S1110)는 상기 채널 상태가 좋을수록 상기 데이터 전송에 사용될 광원의 수를 늘리고, 상기 채널 상태가 나쁠수록 상기 데이터 전송에 사용될 광원의 수를 줄이며, 상기 데이터 전송에 사용될 광원의 수를 늘림에 있어서 상기 수신 감도 순서대로 설정된 우선순위에 따라 상기 복수 개의 광원들 중 상기 데이터 전송에 사용될 광원을 추가할 수 있다.In this case, step S1110 increases the number of light sources to be used for data transmission as the channel state is good, and decreases the number of light sources to be used for data transmission as the channel state is worse. In increasing the value, it is possible to add a light source to be used for the data transmission of the plurality of light sources according to the priority set in the order of receiving sensitivity.

또한, 가시광 통신 송신기는 선택된 상기 하나 이상의 광원에 의하여 상기 데이터를 상기 가시광 통신 수신기로 전송한다(S1120).In addition, the visible light communication transmitter transmits the data to the visible light communication receiver by the selected one or more light sources (S1120).

또한, 가시광 통신 수신기는 상기 가시광 통신 송신기의 광원으로부터 수신된 수신 신호의 세기 및 인접 광원으로부터 수신된 간섭 신호의 세기 중 어느 하나 이상을 측정한다(S1130).In addition, the visible light communication receiver measures any one or more of the strength of the received signal received from the light source of the visible light transmitter and the interference signal received from the adjacent light source (S1130).

또한, 가시광 통신 수신기는 상기 수신 신호의 세기 및/또는 상기 간섭 신호의 세기를 이용하여 생성된 얼라인 상태 정보를 표시장치를 통해 표시한다(S1140).In addition, the visible light communication receiver displays alignment state information generated using the strength of the received signal and / or the strength of the interference signal through the display device (S1140).

또한, 가시광 통신 수신기는 측정된 수신 신호 특성에 기초하여 생성된 채널 상태 정보를 가시광 통신 송신기로 전송한다(S1150).
In addition, the visible light communication receiver transmits channel state information generated based on the measured characteristic of the received signal to the visible light communication transmitter (S1150).

도 12는 아이들 상태 및 연결 상태 사이에서 제1 컬러의 컬러 패킷이 전송되는 예를 나타낸 도면이다.12 illustrates an example in which a color packet of a first color is transmitted between an idle state and a connected state.

도 12를 참조하면, 클라이언트 디바이스에 해당하는 가시광 통신 장치에서 연결 요청 패킷(Connection Request Packet)(1210)을 전송한 후 호스트 디바이스에 해당하는 가시광 통신 장치에서 연결 응답 패킷(Connection Response Packet)(1230)이 전송되기 전에, 제1 컬러의 컬러 패킷(1220)을 전송하는 것을 알 수 있다.12, a connection response packet 1230 is transmitted from a visible light communication device corresponding to a host device after transmitting a connection request packet 1210 from a visible light communication device corresponding to a client device. Before this is transmitted, it can be seen that the color packet 1220 of the first color is transmitted.

컬러 패킷(color packet)은 직관 정보(intuitive information)를 제공하기 위한 패킷이다. 이 때, 직관 정보는 가시광 통신을 지켜보는 사용자가 색깔로 식별할 수 있는 정보이다.A color packet is a packet for providing intuitive information. At this time, the intuitive information is information that can be identified by the color of the user watching the visible light communication.

즉, 직관 정보는 가시광 영역 내의 파장에 따라 구별되는 정보이다.That is, the intuitive information is information distinguished according to the wavelength in the visible light region.

예를 들어, 직관 정보는 채널 상태 정보, 통신 상태를 나타내는 정보 또는 파일 전송 상태를 나타내는 정보일 수 있다.For example, the intuition information may be channel state information, information indicating a communication state, or information indicating a file transfer state.

가시광 통신의 맥 상태들(MAC States)은 아이들 상태(IDLE State), 연결 상태(Connection State) 및 데이터 교환 상태(Data Exchange State)로 이루어질 수 있다.
MAC states of visible light communication may include an idle state, a connection state, and a data exchange state.

도 13은 연결 상태 및 데이터 교환 상태 사이에서 제2 컬러의 컬러 패킷이 전송되는 예를 나타낸 도면이다.13 is a diagram illustrating an example in which a color packet of a second color is transmitted between a connected state and a data exchange state.

도 13을 참조하면, 클라이언트 디바이스에 해당하는 가시광 통신 장치에서 클라이언트 정보 패킷(Client Information Packet)(1310)을 전송한 후 호스트 디바이스에 해당하는 가시광 통신 장치에서 호스트 정보 패킷(Host Information Packet)(1330)이 전송되기 전에, 제2 컬러의 컬러 패킷(1320)을 전송하는 것을 알 수 있다.Referring to FIG. 13, a host information packet 1330 is transmitted from a visible light communication device corresponding to a host device after transmitting a client information packet 1310 from a visible light communication device corresponding to a client device. Before this is transmitted, it can be seen that the color packet 1320 of the second color is transmitted.

이 때, 제2 컬러는 제1 컬러와는 다른 파장에 해당하는 컬러로, 사용자가 눈으로 제1 컬러와 구분할 수 있도록 설정될 수 있다.
In this case, the second color may be set to a color corresponding to a wavelength different from that of the first color so that the user may distinguish the first color from the eye.

도 14는 데이터 교환 상태에서 제3 컬러의 컬러 패킷이 전송되는 예를 나타낸 도면이다.14 is a diagram illustrating an example in which a color packet of a third color is transmitted in a data exchange state.

도 14를 참조하면, 클라이언트 디바이스에 해당하는 가시광 통신 장치 및 호스트 디바이스에 해당하는 가시광 통신 장치 사이의 데이터 패킷 전송들 사이에 제3 컬러의 컬러 패킷들(1410, 1420)이 전송되는 것을 알 수 있다.Referring to FIG. 14, it can be seen that color packets 1410 and 1420 of a third color are transmitted between data packet transmissions between the visible light communication device corresponding to the client device and the visible light communication device corresponding to the host device. .

이 때, 제3 컬러는 제1 컬러 및 제2 컬러와는 다른 파장에 해당하는 컬러로, 사용자가 눈으로 제1 컬러 및 제2 컬러와 구분할 수 있도록 설정될 수 있다.
In this case, the third color is a color corresponding to a wavelength different from that of the first color and the second color, and may be set so that the user can distinguish the first color and the second color from the eye.

도 15는 데이터 교환 상태 및 아이들 상태 사이에서 제4 컬러의 컬러 패킷이 전송되는 예를 나타낸 도면이다.15 is a diagram illustrating an example in which a color packet of a fourth color is transmitted between a data exchange state and an idle state.

도 15를 참조하면, 클라이언트 디바이스에 해당하는 가시광 통신 장치에서 연결 해제 요청 패킷(Disconnection Request Packet)(1510)을 전송한 후 호스트 디바이스에 해당하는 가시광 통신 장치에서 연결 해제 응답 패킷(Disconnection Response Packet)(1530)이 전송되기 전에, 제4 컬러의 컬러 패킷(1520)을 전송하는 것을 알 수 있다.Referring to FIG. 15, after a disconnection request packet 1510 is transmitted from a visible light communication device corresponding to a client device, a disconnection response packet may be transmitted from a visible light communication device corresponding to a host device. It can be seen that the color packet 1520 of the fourth color is transmitted before the 1530 is transmitted.

이 때, 제4 컬러는 제1 컬러, 제2 컬러 및 제3 컬러와는 다른 파장에 해당하는 컬러로, 사용자가 눈으로 제1 컬러, 제2 컬러 및 제3 컬러와 구분할 수 있도록 설정될 수 있다.
In this case, the fourth color is a color corresponding to a wavelength different from that of the first color, the second color, and the third color, and may be set so that the user can distinguish the first color, the second color, and the third color by eye. have.

도 16은 도 12 내지 도 15에 도시된 클라이언트 디바이스에 상응하는 가시광 통신 장치의 동작을 나타낸 상태도이다.16 is a state diagram illustrating an operation of a visible light communication apparatus corresponding to the client device illustrated in FIGS. 12 to 15.

도 16을 참조하면, 클라이언트 디바이스에 상응하는 가시광 통신 장치는 아이들 상태(Idle State)에서 연결 요청 패킷(Connection Request Packet)을 전송할 때 제1 컬러의 컬러 패킷(1610)을 전송하여 사용자가 현재 통신 상태가 연결을 요청하는 단계임을 알 수 있도록 하는 것을 알 수 있다.Referring to FIG. 16, when a visible light communication device corresponding to a client device transmits a connection request packet in an idle state, the visible light communication apparatus transmits a color packet 1610 of a first color so that the user is in a current communication state. You can see that it is the step of requesting a connection.

도 16에 도시된 예에서, 제1 컬러는 보라색(purple)이다.In the example shown in FIG. 16, the first color is purple.

또한, 클라이언트 디바이스에 상응하는 가시광 통신 장치는 연결 상태(Connection State)에서 클라이언트 정보 패킷(Client Information Packet)을 전송할 때 제2 컬러의 컬러 패킷(1620)을 전송하여 사용자가 현재 통신 상태가 연결 상태와 데이터 교환 상태 사이임을 알 수 있도록 한다.In addition, the visible light communication device corresponding to the client device transmits the color packet 1620 of the second color when the client information packet is transmitted in the connection state so that the user is in communication with the connection state. Make sure you know between the data exchange states.

도 16에 도시된 예에서, 제2 컬러는 오랜지(orange)색이다.In the example shown in FIG. 16, the second color is orange.

또한, 클라이언트 디바이스에 상응하는 가시광 통신 장치는 데이터 교환 상태(Data Exchange State)에서 데이터 패킷(Data Packet)을 송/수신할 때 제3 컬러의 컬러 패킷을 전송할 수 있다. 이 때, 데이터 패킷의 송/수신에 사용되는 색깔과 제3 컬러가 혼합되어 사용자는 멀티 컬러(Multi-Color)로 느낄 수 있다.In addition, the visible light communication apparatus corresponding to the client device may transmit a color packet of a third color when transmitting / receiving a data packet in a data exchange state. At this time, the color used for the transmission and reception of the data packet and the third color are mixed so that the user can feel the multi-color.

또한, 클라이언트 디바이스에 상응하는 가시광 통신 장치는 데이터 교환 상태(Data Exchange State)에서 연결 해제 요청 패킷(Disconnection Request Packet)을 전송할 때, 제4 컬러의 컬러 패킷(1640)을 전송하여 사용자가 현재 통신 상태가 데이터 교환 상태와 아이들 상태 사이임을 알 수 있도록 한다.In addition, when the visible light communication device corresponding to the client device transmits a disconnection request packet in a data exchange state, the visible light communication device transmits a color packet 1640 of a fourth color so that the user is in a current communication state. To know that it is between the data exchange state and the idle state.

도 16에 도시된 예에서, 제4 컬러는 노란색(yellow)이다.In the example shown in FIG. 16, the fourth color is yellow.

따라서, 사용자는 전송되는 컬러 패킷의 색깔을 이용하여 현재 통신 상태를 직관적으로 인식할 수 있다.
Therefore, the user can intuitively recognize the current communication state by using the color of the transmitted color packet.

도 17은 도 12 내지 도 15에 도시된 호스트 디바이스에 상응하는 가시광 통신 장치의 동작을 나타낸 상태도이다.17 is a state diagram illustrating an operation of a visible light communication apparatus corresponding to the host device illustrated in FIGS. 12 to 15.

도 17을 참조하면, 호스트 디바이스에 상응하는 가시광 통신 장치는 아이들 상태(Idle State)에서 클라이언트 디바이스에 상응하는 가시광 통신 장치로부터 전송된 연결 요청 패킷(Connection Request Packet)에 응답하여 연결 응답 패킷(Connection Response Packet)을 송신하고, 연결 상태(Connection State)로 전이하는 것을 알 수 있다.Referring to FIG. 17, the visible light communication device corresponding to the host device may transmit a connection response packet in response to a connection request packet transmitted from the visible light communication device corresponding to the client device in an idle state. Packet, and it can be seen that the transition to the Connection State (Connection State).

또한, 호스트 디바이스에 상응하는 가시광 통신 장치는 연결 상태(Connection State)에서 클라이언트 디바이스에 상응하는 가시광 통신 장치로부터 전송된 클라이언트 정보 패킷(Client Information Packet)에 응답하여 호스트 정보 패킷(Host Information Packet)을 송신하고, 데이터 교환 상태(Data Exchange State)로 전이한다.In addition, the visible light communication device corresponding to the host device transmits a host information packet in response to a client information packet transmitted from the visible light communication device corresponding to the client device in a connection state. And transition to the Data Exchange State.

또한, 호스트 디바이스에 상응하는 가시광 통신 장치는 데이터 교환 상태(Data Exchange State)에서 데이터 패킷을 송/수신한다.In addition, the visible light communication apparatus corresponding to the host device transmits / receives data packets in a data exchange state.

또한, 호스트 디바이스에 상응하는 가시광 통신 장치는 데이터 교환 상태(Data Exchange State)에서 클라이언트 디바이스에 상응하는 가시광 통신 장치로부터 전송된 연결 해제 요청 패킷(Disconnect Request Packet)에 응답하여 연결 해제 응답 패킷(Disconnect Response Packet)을 송신하고, 아이들 상태(Idle State)로 전이한다.
In addition, the visible light communication device corresponding to the host device may disconnect a response message in response to a disconnect request packet transmitted from the visible light communication device corresponding to the client device in a data exchange state. Packet), and transition to an idle state.

도 18은 파일 전송 어플리케이션에서 컬러 패킷이 사용되는 예를 나타낸 도면이다.18 illustrates an example of using a color packet in a file transfer application.

도 18을 참조하면, 두 디바이스(1851, 1852)들 간에 가시광 통신을 통해 데이터 패킷이 송/수신되는 경우, 디바이스(1852)를 기준으로 남아있는 파일 크기가 100MByte를 초과하는 경우 디바이스(1852)로부터 제1 컬러의 컬러 패킷(1810)이 전송되는 것을 알 수 있다.Referring to FIG. 18, when a data packet is transmitted / received through visible light communication between two devices 1852 and 1852, when the file size remaining based on the device 1852 is greater than 100 MBytes, the device 1852 may be transferred from the device 1852. It can be seen that the color packet 1810 of the first color is transmitted.

또한, 디바이스(1852)를 기준으로 남아있는 파일 크기가 50MByte와 100MByte 사이인 경우 디바이스(1852)로부터 제2 컬러의 컬러 패킷(1820)이 전송되는 것을 알 수 있다.In addition, when the file size remaining based on the device 1852 is between 50 MBytes and 100 MBytes, it can be seen that the color packet 1820 of the second color is transmitted from the device 1852.

또한, 디바이스(1852)를 기준으로 남아있는 파일 크기가 50MByte 이하인 경우 제3 컬러의 컬러 패킷(1830)이 전송되는 것을 알 수 있다.In addition, when the file size remaining based on the device 1852 is 50 MBytes or less, it can be seen that the color packet 1830 of the third color is transmitted.

따라서, 사용자는 전송되는 컬러 패킷의 색깔을 이용하여 현재 파일 전송 상태를 직관적으로 인식할 수 있다.
Therefore, the user can intuitively recognize the current file transfer status by using the color of the transmitted color packet.

도 19는 채널 상태 인식을 위해 컬러 패킷이 사용되는 예를 나타낸 도면이다.19 illustrates an example of using a color packet for channel state recognition.

도 19를 참조하면, 두 디바이스(1951, 1952)들 간에 가시광 통신을 통해 데이터 패킷이 송/수신되는 경우, 디바이스(1952)에서 측정한 채널 상태 정보가 낮은 패킷 에러(low packet error) 상태로 판단되는 경우 디바이스(1952)로부터 제1 컬러의 컬러 패킷(1910)이 전송되는 것을 알 수 있다.Referring to FIG. 19, when data packets are transmitted / received through visible light communication between two devices 1951 and 1952, the channel state information measured by the device 1952 is determined to be a low packet error state. In this case, it can be seen that the color packet 1910 of the first color is transmitted from the device 1952.

또한, 디바이스(1952)에서 측정한 채널 상태 정보가 중간 패킷 에러(middle packet error) 상태로 판단되는 경우 디바이스(1952)로부터 제2 컬러의 컬러 패킷(1920)이 전송되는 것을 알 수 있다.In addition, when the channel state information measured by the device 1952 is determined to be a middle packet error state, it can be seen that the color packet 1920 of the second color is transmitted from the device 1952.

또한, 디바이스(1952)에서 측정한 채널 상태 정보가 높은 패킷 에러(high packet error) 상태로 판단되는 경우 디바이스(1952)로부터 제3 컬러의 컬러 패킷들(1930)이 전송되는 것을 알 수 있다.In addition, when the channel state information measured by the device 1952 is determined to be a high packet error state, it can be seen that the color packets 1930 of the third color are transmitted from the device 1952.

이 때, 제1 컬러 패킷으로부터 제3 컬러 패킷으로 갈수록 전송 특성이 우수한 파장의 광원에 의하여 전송되는 패킷일 수 있다.In this case, the packet may be transmitted by a light source having a wavelength having excellent transmission characteristics from the first color packet to the third color packet.

예를 들어, 광원의 전송 특성이 가장 우수한 것이 붉은색 광원이고, 그 다음이 녹색 광원이고 그 다음이 파란색 광원이라면 제1 컬러는 파란색, 제2 컬러는 녹색, 제3 컬러는 붉은색일 수 있다.For example, if the light source has the best transmission characteristics, the red light source is next, the green light source is next, and the blue light source is, the first color is blue, the second color is green, and the third color is red.

나아가, 채널 상태 정보가 높은 패킷 에러 상태로 판단되는 경우 채널 상태가 나빠서 데이터를 송신하는 것이 의미가 없을 수 있으므로 이 경우에는 데이터 패킷을 대신하여 다수의 컬러 패킷이 전송되도록 할 수도 있다.Furthermore, when the channel state information is determined to be a high packet error state, it may be meaningless to transmit data due to a bad channel state. In this case, a plurality of color packets may be transmitted instead of the data packet.

예를 들어, 파란색 컬러 패킷은 채널 상태가 좋으므로 고속의 모듈레이션 스킴(modulation scheme)으로 바꾸는 것을 나타내고, 녹색 컬러 패킷은 채널 상태가 중간이므로 모듈레이션 스킴을 유지하는 것을 나타내고, 붉은 색 컬러 패킷은 채널 상태가 나쁘므로 저속의 모듈레이션 스킴으로 바꾸는 것을 나타낼 수 있다.
For example, a blue color packet indicates a transition to a fast modulation scheme because of good channel conditions, a green color packet indicates a maintenance of a modulation scheme because of a medium channel state, and a red color packet indicates a channel state. Is bad and may indicate switching to a slower modulation scheme.

도 20은 본 발명의 일실시예에 따른 컬러 패킷을 나타낸 도면이다.20 illustrates a color packet according to an embodiment of the present invention.

도 20을 참조하면, 컬러 패킷은 컬러 패킷 헤더(Color Packet Header)(2010) 및 컬러 패킷 페이로드(Color Packet Payload)(2020)를 포함한다.Referring to FIG. 20, a color packet includes a color packet header 2010 and a color packet payload 2020.

컬러 패킷 헤더(2010)는 컬러 패킷 식별자(Color Packet Indicator; CPI) 및/또는 피어 디바이스 정보 식별자(Peer Device Information Indicator)를 포함할 수 있다.The color packet header 2010 may include a color packet indicator (CPI) and / or a peer device information indicator.

컬러 패킷 페이로드(2020)에는 더미 컬러 패킷 패턴이 포함되거나, 전송 정보가 포함될 수 있다.The color packet payload 2020 may include a dummy color packet pattern or may include transmission information.

더미 컬러 패킷 패턴을 포함하는 컬러 패킷은 컬러 패킷 헤더(2010)의 컬러 패킷 식별자에 의하여 식별되고, 전송 정보를 포함하는 컬러 패킷은 컬러 패킷 헤더(2010)의 피어 디바이스 정보 식별자에 의하여 식별될 수 있다.The color packet including the dummy color packet pattern may be identified by the color packet identifier of the color packet header 2010, and the color packet including the transmission information may be identified by the peer device information identifier of the color packet header 2010. .

따라서, 컬러 패킷을 수신하는 수신 측에서는 컬러 패킷 헤더(2010)를 이용하여 컬러 패킷 식별자를 감지하는 경우 수신 측 디바이스는 컬러 패킷 페이로드(2020)를 수신할 필요가 없다고 판단할 수 있다.Therefore, when the receiving side receiving the color packet detects the color packet identifier using the color packet header 2010, the receiving device may determine that it is not necessary to receive the color packet payload 2020.

컬러 패킷을 수신하는 수신 측에서 컬러 패킷 헤더(2010)를 이용하여 컬러 피어 디바이스 정보 식별자를 감지하는 경우 수신 측 디바이스는 컬러 패킷 페이로드(2020)를 수신할 필요가 있다고 판단할 수 있다.
When the receiving side that receives the color packet detects the color peer device information identifier using the color packet header 2010, the receiving device may determine that it is necessary to receive the color packet payload 2020.

도 21은 본 발명의 일실시예에 따른 가시광 통신 장치를 나타낸 블록도이다.21 is a block diagram illustrating a visible light communication device according to an embodiment of the present invention.

도 21을 참조하면, 본 발명의 일실시예에 따른 가시광 통신 장치는 광원 선택부(2110) 및 가시광 통신부(2120)를 포함한다.Referring to FIG. 21, a visible light communication apparatus according to an embodiment of the present invention includes a light source selection unit 2110 and a visible light communication unit 2120.

광원 선택부(2110)는 가시광 영역 내의 파장에 따라 구별되는 직관 정보를 고려하여, 서로 다른 파장의 광을 발생시키는 복수 개의 광원들 중 하나 이상의 광원을 선택한다.The light source selector 2110 selects one or more light sources from among a plurality of light sources generating light having different wavelengths in consideration of intuition information distinguished according to wavelengths in the visible light region.

가시광 통신부(2120)는 선택된 상기 하나 이상의 광원에 의하여 가시광 통신을 수행하여 상기 하나 이상의 광원에 상응하는 색에 의하여 상기 직관 정보가 인식되도록 한다.The visible light communication unit 2120 performs visible light communication by using the selected one or more light sources so that the intuitive information is recognized by a color corresponding to the one or more light sources.

이 때, 직관 정보는 컬러 패킷(color packet)을 이용하여 송신될 수 있다.In this case, intuition information may be transmitted using a color packet.

이 때, 컬러 패킷은 컬러 패킷 헤더(color packet header) 및 컬러 패킷 페이로드(color packet payload)로 구성될 수 있다.In this case, the color packet may include a color packet header and a color packet payload.

이 때, 컬러 패킷은 컬러 패킷 페이로드에 더미 컬러 패킷 패턴 및 전송 정보 중 어느 하나를 포함할 수 있다.In this case, the color packet may include any one of a dummy color packet pattern and transmission information in the color packet payload.

이 때, 상기 직관 정보는 측정된 수신 신호 특성에 기초하여 생성된 채널 상태 정보일 수 있다.In this case, the intuition information may be channel state information generated based on the measured characteristic of the received signal.

이 때, 광원 선택부는 상기 채널 상태가 좋을수록 상기 가시광 통신에 사용될 광원의 수를 늘리고, 상기 채널 상태가 나쁠수록 상기 가시광 통신에 사용될 광원의 수를 줄일 수 있다.At this time, the light source selection unit may increase the number of light sources to be used for the visible light communication as the channel state is good, and reduce the number of light sources to be used for the visible light communication as the channel state is bad.

이 때, 광원 선택부는 상기 가시광 통신에 사용될 광원의 수를 늘림에 있어서, 수신 감도 순서대로 설정된 우선순위에 따라 상기 복수 개의 광원들 중 상기 가시광 통신에 사용될 광원을 추가할 수 있다.In this case, in increasing the number of light sources to be used for the visible light communication, the light source selecting unit may add a light source to be used for the visible light communication among the plurality of light sources according to a priority set in order of reception sensitivity.

이 때, 광원 선택부는 상기 가시광 통신에 사용되는 광원들 중 상기 수신 신호 특성이 기설정된 기준치에 미치지 못하는 광원을 상기 가시광 통신에 사용되지 않도록 할 수 있다.At this time, the light source selector may prevent the visible light communication from among the light sources used for the visible light communication that the received signal characteristics do not meet a predetermined reference value.

이 때, 상기 직관 정보는 상기 수신 신호의 세기 또는 상기 간섭 신호의 세기 등급에 따라 다르게 결정될 수 있다.In this case, the intuition information may be determined differently according to the strength of the received signal or the strength class of the interference signal.

이 때, 상기 직관 정보는 상기 파일의 전송률마다 상이한, 상기 가시광 영역 내의 파장의 광원을 통하여 전송될 수 있다.
In this case, the intuition information may be transmitted through a light source having a wavelength in the visible light region, which is different for each transmission rate of the file.

도 22는 본 발명의 일실시예에 따른 가시광 통신 방법을 나타낸 동작 흐름도이다.22 is a flowchart illustrating a visible light communication method according to an embodiment of the present invention.

도 22를 참조하면, 본 발명의 일실시예에 따른 가시광 통신 방법은 가시광 통신 송신기가 가시광 영역 내의 파장에 따라 구별되는 직관 정보를 고려하여, 서로 다른 파장의 광을 발생시키는 복수 개의 광원들 중 하나 이상의 광원을 선택한다(S2210).Referring to FIG. 22, in the visible light communication method according to an embodiment of the present invention, the visible light communication transmitter generates one of a plurality of light sources that generate light having different wavelengths in consideration of intuition information distinguished according to a wavelength in a visible light region. The above light source is selected (S2210).

이 때, 직관 정보는 컬러 패킷을 이용하여 송신되고, 상기 컬러 패킷은 컬러 패킷 헤더 및 컬러 패킷 페이로드로 구성되며 상기 컬러 패킷 페이로드에 더미 컬러 패킷 패턴 및 전송 정보 중 어느 하나를 포함할 수 있다.In this case, intuition information is transmitted using a color packet, and the color packet includes a color packet header and a color packet payload, and the color packet payload may include any one of a dummy color packet pattern and transmission information. .

또한, 가시광 통신 방법은 가시광 통신 송신기가 선택된 상기 하나 이상의 광원에 의하여 가시광 통신을 수행하여 상기 하나 이상의 광원에 상응하는 색에 의하여 상기 직관 정보가 인식되도록 한다(S2220).In addition, in the visible light communication method, the visible light communication transmitter performs visible light communication by using the selected one or more light sources so that the intuitive information is recognized by a color corresponding to the one or more light sources (S2220).

이 때, 직관 정보는 측정된 수신 신호 특성에 기초하여 생성된 채널 상태 정보, 상기 가시광 통신의 통신 상태를 나타내는 정보 및 파일 전송 상태를 나타내는 정보 중 어느 하나일 수 있다.
In this case, the intuition information may be any one of channel state information generated based on measured reception signal characteristics, information representing a communication state of the visible light communication, and information representing a file transfer state.

이상에서와 같이 본 발명에 따른 가시광 통신 장치 및 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 apparatus and method for visible light communication according to the present invention is not limited to the configuration and method of the embodiments described as described above, but the embodiments are all of the embodiments so that various modifications can be made. Or some may be selectively combined.

910: 광원부 920: 제어부
930: 채널 상태 확인부 940: 수신부
1110: 수신부 1120: 측정부
1130: 표시부 1140: 채널 상태 피드백부
1141: 채널 상태 등급 처리부 1142: 송신부
2110: 광원 선택부 2120: 가시광 통신부910: light source unit 920: control unit
930: channel status check unit 940: receiver
1110: receiving unit 1120: measuring unit
1130: display unit 1140: channel state feedback unit
1141: channel condition class processing unit 1142: transmitting unit
2110: light source selection unit 2120: visible light communication unit

Claims

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A light source selection unit for selecting a light source for displaying a color corresponding to a state of devices for performing visible light communication; And
It includes a visible light communication unit for allowing the user to visually recognize the state by the color,
The state is
At least one of a communication state, a channel state, and a file transfer state of the visible light communication;
The visible light communication unit
Transmitting a color packet that is a transmission unit corresponding to the color to allow the user to recognize the color;
The color packet
Including any one of a color packet pattern and transmission information,
The color packet
Used between changes in the communication state,
The visible light communication unit
And transmitting the color packet after transmission of the connection request packet to indicate the communication state, and before transmission of the connection response packet.

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Selecting, by the visible light communication transmitter, a light source for displaying a color corresponding to a state of devices for performing visible light communication; And
Performing visible light communication by the visible light communication transmitter such that the user visually recognizes the state by the color;
The state is
At least one of a communication state, a channel state, and a file transfer state of the visible light communication;
The performing of the visible light communication
Transmitting a color packet that is a transmission unit corresponding to the color to allow the user to recognize the color;
The color packet
Including any one of a color packet pattern and transmission information,
The color packet
Used between changes in the communication state,
The performing of the visible light communication
And transmitting the color packet after transmission of the connection request packet to indicate the communication state, and before transmission of the connection response packet.

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