KR101346616B1 - 가시광 통신 시스템 및 이의 제어방법, 광 송신 장치 - Google Patents

가시광 통신 시스템 및 이의 제어방법, 광 송신 장치 Download PDF

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Abstract

본 발명의 일 실시 예에 따른 제1 통신장치와 제2 통신장치를 포함하는 가시광 통신 시스템의 제어방법은 상기 제1 통신장치에 포함된 서로 다른 발광소자를 이용하여, 순차적으로 적외선 신호를 출력하는 단계, 상기 제2 통신장치에서, 상기 서로 다른 발광소자에서 출력된 복수개의 적외선 신호를 수신받고, 수신된 복수개의 적외선 신호 각각에 대응하는 비트 에러율(BER: Bit Error Ratio)을 측정하는 단계, 측정결과, 상기 비트 에러율이 가장 작은 적외선 신호를 출력한 발광소자의 식별정보를 상기 제1 통신장치로 전송하는 단계 및 상기 제1 통신장치에서 상기 제2 통신장치로부터 전송된 식별정보에 대응하는 발광소자를 이용하여, 상기 제2 통신장치로 데이터를 전송하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 한다.

Description

가시광 통신 시스템 및 이의 제어방법, 광 송신 장치{VISIBLE LIGHT COMMUNICATION SYSTEM, CONTROL METHOD FOR VISIBLE LIGHT COMMUNICATION, OPTICAL TRANSMITTER}
본 발명은 복수개의 발광소자 중 성능이 가장 우수한 발광소자를 이용하여, 광통신하는 것이 가능한 가시광 통신 시스템 및 이의 제어방법, 광 송신 장치에 관한 것이다.
최근 빠른 응답 속도, 긴 수명 그리고 수은 등이 들어가지 않아 인체에 무해한 친환경성 등의 다양한 장점을 가지고 있는 LED램프를 광원으로 이용하는 전자제품 시장이 급격하게 성장하고 있다. 또한 이러한 LED램프를 이용한 전자제품 시장의 발전과 더불어 가시광통신(VLC: Visible Light Communication)시스템을 이용하여 실내 무선통신과 근거리 무선통신 네트워크의 응용에 대한 기대가 이어지고 있다.
한편, 이러한 가시광 통신은 모바일 장치와 광 수신부를 구비한 조명 사이에서도 가능하다. 그러나, 이러한, 가시광 통신에서 가장 큰 문제점은 모바일 장치에 설치가능한 발광소자는 제한적이어서, 광세기가 큰 발광소자가 설치되기 어려우므로, 모바일 장치에서 조명으로의 상향 전송 구현이 어렵다는 것이다.
이러한, 문제점을 극복하기 위하여, 조명에서 보내는 빛을 모바일 장치에서 받은 뒤 반사하는 방식으로 모바일 장치에서 조명으로의 상향 전송하는 방식이 제안되었다. 그러나, 이와 같은 빛을 반사하는 방식의 상향 전송은 빛의 세기를 확보하기 어려우며, 반사장치가 동시에 빛을 변조해주어야 하므로, 구현이 매우 복잡하다는 문제점이 있다.
따라서, 모바일 장치에서 조명으로의 상향 전송을 효과적으로 할 수 있는 방법의 필요성이 대두되고 있다.
본 발명의 일 목적은 모바일 장치에서 조명으로의 상향전송을 구현하는데 있어, 모바일 장치의 빛을 효과적으로 출력하는 것이 가능한 가시광 통신 시스템 및 이의 제어방법과 광 송신 장치를 제공하는 것이다.
본 발명의 일 실시 예에 따른 제1 통신장치와 제2 통신장치를 포함하는 가시광 통신 시스템의 제어방법은 상기 제1 통신장치에 포함된 서로 다른 발광소자를 이용하여, 순차적으로 적외선 신호를 출력하는 단계, 상기 제2 통신장치에서, 상기 서로 다른 발광소자에서 출력된 복수개의 적외선 신호를 수신받고, 수신된 복수개의 적외선 신호 각각에 대응하는 비트 에러율(BER: Bit Error Ratio)을 측정하는 단계, 측정결과, 상기 비트 에러율이 가장 작은 적외선 신호를 출력한 발광소자의 식별정보를 상기 제1 통신장치로 전송하는 단계 및 상기 제1 통신장치에서 상기 제2 통신장치로부터 전송된 식별정보에 대응하는 발광소자를 이용하여, 상기 제2 통신장치로 데이터를 전송하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 한다.
일 실시 예에 있어서, 상기 서로 다른 발광소자에서 출력되는 적외선 신호는
각각 서로 다른 채널을 통해 상기 제2 통신장치로 출력되는 것을 특징으로 하는 가시광 통신 시스템의 제어방법.
일 실시 예에 있어서, 상기 제2 통신장치는 상기 서로 다른 채널 중에서 상기 비트 에러율이 가장 작은 적외선 신호가 전달된 채널을 선택하고, 상기 채널을 통해 수신된 적외선 신호에 포함된 정보를 분석하여, 상기 판별된 발광소자의 식별정보를 추출하는 것을 특징으로 한다.
일 실시 예에 있어서, 상기 적외선 신호를 통해 상기 제2 통신장치로 전송되는 정보에는 프리앰블(Preamble)값, SFD(Starting Frame Delimiter) 값, 상기 적외선 신호를 출력하는 발광소자의 식별정보 및 테스트데이터를 포함하는 것을 특징으로 한다.
일 실시 예에 있어서, 상기 판별된 발광소자의 식별정보가 상기 제1 통신장치로 전송되면, 상기 제1 통신장치에서는 상기 판별된 발광소자를 이용하여, 상기 제2 통신장치로 데이터를 전송할 준비가 되었음을 알리는 준비신호를 전송하는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 일 실시 예에 따른 적외선을 출력하는 제1 통신장치와 가시광을 출력하는 제2통신장치를 가지는 가시광 통신 시스템에서 상기 제1 통신장치는 복수개의 발광소자로 이루어진 제1 발광부 및 기준순서에 기초하여, 상기 복수개의 발광소자 각각에서 적외선 신호를 순차적으로 출력하도록 상기 제1 발광부를 제어하는 제1 제어부를 포함하고, 상기 제2 통신장치는 상기 제1 발광부에서 출력되는 복수개의 적외선 신호를 수신하는 제2 수광부, 상기 제2 수광부에서 수신된 복수개의 적외선 신호 각각에 대응하는 비트 에러율(BER: Bit Error Ratio)을 측정하고, 측정결과, 상기 비트 에러율이 가장 작은 적외선 신호를 출력한 발광소자의 식별정보를 상기 제1 통신장치로 전송하는 제2 제어부를 포함하는 것을 특징으로 한다.
일 실시 예에 있어서, 상기 제2 통신장치는 상기 측정된 복수개의 적외선 신호 각각에 대응하는 비트 에러율(BER: Bit Error Ratio)을 분석하여, 상기 비트 에러율이 가장 작은 적외선 신호를 출력한 발광소자를 판별하는 판별부를 더 포함하고, 상기 제2 제어부는 상기 판별된 발광소자의 식별정보를 상기 제1 통신장치로 전송하는 것을 특징으로 한다.
일 실시 예에 있어서, 상기 제1 통신장치의 상기 제1 제어부는 상기 복수개의 발광소자 중 상기 제2 통신장치로부터 전송된 식별정보에 대응하는 발광소자를 제외한 나머지 발광소자를 오프(off)시키는 것을 특징으로 한다.
일 실시 예에 있어서, 상기 제1 통신장치의 상기 제1 제어부는 상기 복수개의 발광소자 중 상기 제2 통신장치로부터 전송된 식별정보에 대응하는 발광소자를 이용하여, 상기 제2 통신장치와 적외선 통신을 수행하는 것을 특징으로 한다.
일 실시 예에 있어서, 상기 복수개의 발광소자는 서로 다른 채널을 이용하여, 적외선 신호를 상기 제2 통신장치로 출력하고, 상기 적외선 신호에는 프리앰블(Preamble)값, SFD(Starting Frame Delimiter) 값, 상기 적외선 신호를 출력하는 발광소자의 식별정보 및 테스트데이터에 대응하는 정보가 포함된 것을 특징으로 한다.
일 실시 예에 있어서, 상기 제2 통신장치는 빛을 발광하는 복수개의 발광소자로 이루어진 제2 발광부를 더 포함하고, 상기 제1 발광부 및 상기 제2 발광부에 각각 포함된 발광소자는 서로 다른 종류의 LED램프인 것을 특징으로 한다.
일 실시 예에 있어서, 상기 제1 발광부에 포함된 발광소자는 적외선 LED램프인 것을 특징으로 한다.
본 발명의 일 실시 예에 따른 적외선을 방출하는 복수개의 발광소자를 광원으로 이용하여, 외부의 광 수신 장치와 적외선 통신하는 적외선 송신 장치는 복수개의 발광소자로 이루어진 발광부, 상기 발광부에서 출력되는 빛을 집광하도록 형성되는 렌즈부 및 상기 외부의 광 수신 장치로부터 수신된 제어신호에 근거하여, 상기 복수개의 발광소자 중 어느 하나에서 상기 외부의 광 수신 장치로 전송될 적외선 신호 대응하는 빛이 출력되도록 상기 발광부를 제어하는 제어부를 포함하는 것을 특징으로 한다.
일 실시 예에 있어서, 상기 복수개의 발광소자는 서로 다른 방향을 향하도록 배열된 것을 특징으로 한다.
일 실시 예에 있어서, 상기 렌즈부는 상기 발광부에 포함된 복수개의 발광소자에 각각 대응하는 복수개의 렌즈를 포함하고, 상기 렌즈는 상기 렌즈에 대응하는 발광소자의 적어도 일부를 덮도록 배치되는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 실시 예에 따른 가시광 통신 시스템 및 이의 제어방법과 광 송신 장치는 복수개의 발광 소자 중 신호성능이 가장 우수한 발광소자만을 이용하여, 광통신을 하는 것이 가능하다. 이로써, 모바일 장치는 어느 하나의 발광 소자만 이용하는 것이 가능하므로, 전력을 절감할 수 있다.
또한, 본 발명의 실시 예에 따른 광 송신 장치는 발광소자 각각에 배치된 렌즈를 통해 발광소자로부터 출력되는 빛을 집광함으로써, 외부의 광 수신 장치로 빛을 효과적으로 전달할 수 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시 예에 따른 가시광 통신 시스템을 나타내는 블록도이다.
도 2 및 도 3은 본 발명에 따른 가시광 통신 시스템의 제어방법을 설명하기 위한 흐름도이다.
도 4는 본 발명에 따른 가시광 통신 시스템의 제어방법을 설명하기 위한 개념도이다.
도 5는 본 발명에 따른 가시광 통신 시스템에서 전송되는 데이터 포맷이다.
도 6a 및 도 6b는 본 발명에 따른 가시광 통신 시스템의 발광부를 설명하기 위한 개념도이다.
상술한 본 발명의 특징 및 효과는 첨부된 도면과 관련한 다음의 상세한 설명을 통하여 보다 분명해 질 것이며, 그에 따라 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 본 발명의 기술적 사상을 용이하게 실시할 수 있을 것이다. 본 발명은 다양한 변경을 가할 수 있고 여러가지 형태를 가질 수 있는 바, 특정 실시 예들을 도면에 예시하고 본문에 상세하게 설명하고자 한다. 그러나 이는 본 발명을 특정한 개시형태에 대해 한정하려는 것이 아니며, 본 발명의 사상 및 기술범위에 포함되는 모든 변경, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다. 본 명세서에서 사용한 용어는 단지 특정한 실시 예들을 설명하기 위해 사용된 것으로, 본 발명을 한정하려는 의도가 아니다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 일 실시 예에 따른 가시광 통신 시스템 및 이의 제어방법, 적외선 송신장치에 대하여 살펴본다.
도 1은 본 발명의 일 실시 예에 따른 가시광 통신 시스템을 나타내는 블록도이다.
본 발명에 따른 가시광 통신(Visible Light Communication)시스템은 복수개의 발광소자 중 성능이 좋은 발광소자를 이용하여, 가시광 통신함으로써, 사용할 수 있는 전력이 한정되어 있는 모바일 가시광 통신장치에서 전력소모를 줄일 수 있다. 이하, 그 상세한 구성을 도 1과 함께 살펴본다.
도 1을 참조하면, 본 발명에 따른 가시광 통신 시스템(100) 제1 통신장치(200)와 제2 통신장치(300)를 포함한다.
여기에서, 제1 통신장치(200) 및 제2 통신장치(300)는 어느 하나는 가시광 송신만을 하는 '가시광 송신 장치'이고, 다른 하나는 가시광 수신만을 하는 '가시광 수신'장치일 수 있다.
즉, 가시광 송신만을 하는 '가시광 송신 장치'는 가시광을 수신할 수 있는 '가시광 수신부'를 포함하고 있지 않으며, 가시광을 출력하는 발광소자를 포함한다.
또한, 가시광 수신만을 하는 '가시광 수신 장치'는 가시광을 송신할 수 있는 '발광소자'를 포함하고 있지 않으며, 가시광을 수신하는 가시광 수신부를 포함한다.
이와 같이, 본 발명에 따른 가시광 통신 시스템(100)는 가시광 송신장치 및 가시광 수신장치로만 이루어진 가시광 통신장치로 구성될 수 있다.
또한, 본 발명에 따른 가시광 통신 시스템(100)은 가시광(또는 적외선)을 송신 및 수신을 동시에 할 수 있도록 발광소자 및 가시광(또는 적외선) 수신장치를 모두 포함하는 제1 통신장치(200) 및 제2 통신장치(300)를 포함하여 구성될 수 있다.
이하, 설명에서는 제1 및 제2 통신장치(200, 300)는 가시광(또는 적외선)의 송신 및 수신을 모두 할 수 있는 가시광 송수신장치로 가정한다.
또한, 여기에서, 제1 통신장치(200)는 모바일 기기로서, 예를 들어, 이동 단말기(휴대 전화, 태블릿 PC), 노트북 등 이동 가능한 모든 기기가 될 수 있다.
또한, 여기에서, 제2 통신장치(300)는 가시광 통신이 가능한 일반조명 또는 모바일 기기가 될 수 있다.
본 발명에서는 제1 통신장치(200)에서 제2 통신장치(300)로 신호를 전송하는 경우를 '상향전송'으로 명명하고, 제2 통신장치(300)에서, 제1 통신장치(200)로 신호를 전송하는 경우를 '하향전송'으로 명명한다.
즉, 상향전송은 모바일 기기에서, 일반조명 또는 다른 모바일 기기로 신호를 전송하는 경우로서, 모바일 기기에서는 사용할 수 있는 전력량이 한정되어 있으므로, 상향전송시에는 전력사용을 줄이고 효율적으로 신호를 수신측에 전달할 수 있는 방법이 필요하다.
이하, 상향전송을 중심으로, 본 발명에 따른 가시광 통신 시스템에 대하여 살펴본다.
먼저, 제1 통신장치(200)의 구성을 살펴보면, 제1 통신장치(200)는 모바일 기기로서, 제1 발광부(210), 제1 수광부(220), 제1 제어부(230), 제1 데이터부(240) 및 렌즈부(250) 중 적어도 하나를 포함할 수 있다.
제1 발광부(210)는 복수개의 발광소자 즉, 복수개의 LED램프를 포함하며, LED램프는 제2 통신장치(300)로 부터 출력되는 '가시광'과의 간섭을 피하기 위하여, 적외선 LED램프로 구성될 수 있다.
제1 수광부(220)는 제2 통신장치(300)로부터 출력되는 가시광 신호를 수신하는 것으로서, 빛에너지를 전기에너지로 변환하는 광센서이다.
제1 제어부(230)는 제1 통신장치(200)의 동작을 전반적으로 제어하며, 제1 발광부(210)에 포함된 복수개의 발광소자를 이용하여, 순자척으로 적외선 신호를 출력하도록 한다.
여기에서, 적외선 신호에는 프리앰블(Preamble)값, SFD(Starting Frame Delimiter) 값, 적외선 신호를 출력하는 발광소자의 식별정보 및 데스트데이터에 대응하는 정보가 포함된다. 이러한, 적외선 신호를 통해 전송되는 데이터구조에 대한 설명은 후술한다.
그리고, 제1 제어부(230)는 제2 통신장치(300)로부터 수신된 식별정보에 응답하여, 제1 발광부(210)에 포함된 복수개의 LED램프 중 상기 식별정보에 대응하는 LED램프를 검출한다. 그리고, 검출된 LED램프를 이용하여, 데이터가 전송되도록 제1 발광부(210)를 제어한다.
다음으로, 제1 데이터부(240)는 제1 발광부(210)를 통해 출력되는 데이터를 저장하고, 저장되어 있는 데이터를 제1 발광부(210)로 전달한다. 그리고, 제1 데이터부(240)는 외부기기(미도시됨)와 연결되어, 외부기기로부터 입력되는 데이터를 제1 발광부(210)로 전달할 수 있다.
렌즈부(250)는 제1 발광부(210)에서 출력되는 적외선 신호 즉, 빛을 집광하는 것으로서, 상기 제1 발광부(210)를 덮을 수 있도록, 상기 제1 발광부(210)와 인접하게 배치된다.
이상에서 살펴본 것과 같이, 제1 통신장치(200)는 복수개의 발광소자 중에서 성능이 좋은 발광소자를 이용하여, 제2 통신장치(300)와 통신할 수 있다.
다음으로, 제2 통신장치(300)의 구성을 살펴보면, 제2 통신장치(300)는 일반조명 또는 모바일 기기가 될 수 있으며, 제2 수광부(310), 제2 발광부(320), 제2 제어부(330), 판별부(340), 제2 데이터부(350)를 포함할 수 있다.
제2 수광부(310)는 제1 통신장치(200)로부터 출력되는 가시광 신호를 수신하는 것으로서, 빛에너지를 전기에너지로 변환하는 광센서이다.
제2 발광부(320)는 복수개의 발광소자 즉, 복수개의 LED램프를 포함하며, 가시광 또는 적외선을 출력가능하다.
제2 제어부(330)는 제2 통신장치(300)의 동작을 전반적으로 제어하며, 제2 발광부(320)에 포함된 복수개의 발광소자를 이용하여, 제1 통신장치(200)로 가시광이 출력되도록 제어할 수 있다.
또한, 제2 제어부(330)는 제2 수광부(310)에서 수신되고, 제1 발광부(210)로부터 출력된 복수개의 적외선 신호 각각에 대응하는 비트 에러율(BER:Bit Error Ratio)을 측정한다.
그리고, 제1 발광부(210)로부터 출력된 복수개의 적외선 신호 중에서 비트 에러율이 가장 작은 적외선 신호를 출력한 발광소자의 식별정보를 상기 제2 발광부(320)를 이용하여, 제1 통신장치(200)로 전송한다.
다음으로, 판별부(340)는 제2 제어부(330)에서 측정된 복수개의 적외선 신호 각각에 대응하는 비트 에러율을 분석하여, 비트 에러율이 가장 작은 적외선 신호를 출력한 발광소자를 판별한다.
즉, 제2 제어부(330)는 판별부(340)에 의해 판별된 식별정보에 대응하는 신호를 제1 통신장치(200)로 전송한다.
다음으로, 제2 데이터부(350)는 제2 발광부(320)를 통해 출력되는 데이터를 저장하고, 저장되어 있는 데이터를 제2 발광부(320)로 전달한다. 그리고, 제2 데이터부(350)는 외부기기(미도시됨)와 연결되어, 외부기기로부터 입력되는 데이터를 제2 발광부(320)로 전달할 수 있다.
이하에서는 위와 같은 구성요소를 포함하는 제1 및 제2 통신장치를 이용하여, 상향전송하는 방법에 대하여 구체적으로 살펴본다.
도 2 및 도 3은 본 발명에 따른 가시광 통신 시스템의 제어방법을 설명하기 위한 흐름도이고, 도 4는 본 발명에 따른 가시광 통신 시스템의 제어방법을 설명하기 위한 개념도이며, 도 5는 본 발명에 따른 가시광 통신 시스템에서 전송되는 데이터 포맷이다.
먼저, 도 2를 살펴보면, 제1 통신장치(200, 도 1 참조)에서는 제1 발광부(210, 도 1 참조)에 포함된 복수개의 발광소자를 이용하여, 순차적으로 적외선 신호를 출력한다.
예를 들어, 도 4에 도시된 것과 같이, 제1 발광부(210)에 제1 내지 제4 발광소자(211, 212, 213, 214)가 포함되어 있는 경우, 제1 제어부(230)는 제1 발광소자(211)에서 먼저, 적외선 신호를 출력하도록 제1 발광부(210)를 제어한다.
그리고, 제1 제어부(230)는 제1 발광소자(211)에서의 적외선 신호 출력이 종료되면, 제2 발광소자(212)에서 적외선 신호를 출력하도록 제1 발광부(210)를 제어한다. 마찬가지로, 그리고, 제1 제어부(230)는 제2 발광소자(212)에서의 적외선 신호 출력이 종료되면, 제3 발광소자(213)에서 적외선 신호를 출력하도록 제1 발광부(210)를 제어하고, 제3 발광소자(213)에서의 적외선 신호 출력이 종료되면, 제4 발광소자(214)에서 적외선 신호를 출력하도록 제1 발광부(210)를 제어한다.
이와 같이, 제1 제어부(230)는 복수개의 발광소자에서 동시에 적외선 신호가 출력되도록 제어하지 않고, 기 설정된 순서를 갖고, 순차적으로 출력되록 제1 발광부(210)를 제어한다.
한편, 위와 같이, 복수개의 발광소자에서 출력되는 적외선 신호에 포함된 데이터 포맷을 살펴보면, 도 5와 같다.
적외선 신호는 도 5에 도시된 것과 같이, 프리앰블(Preamble)값(411, 521, 531, 541), SFD(Starting Frame Delimiter) 값(512, 522, 532, 542), 적외선 신호를 출력하는 발광소자의 식별정보(513, 523, 533, 543) 및 데스트데이터(514, 534, 544)에 대응하는 정보가 포함된다.
도 5에 도시된 것과 같이, 프리앰블 값, SFD값, 식별정보에 값은 동시에 출력될 수도 있으나, 테스트데이터(214, 524, 534, 544)는 복수개의 발광소자 중 어느 하나에서만 출력된다.
여기에서, 데이트데이터는 제2 통신장치(300, 도 1 참조)에서 발광소자에 대한 성능을 측정하는 대상이되는 데이터이다.
그리고, 프리앰플 값은 데이터의 선두에 기록되는 2진 문자열이고, 다음 비트열이 프레임의 시작임을 알리는 값이다. 그리고, 식별정보 값은 현재 데이트데이터를 출력하는 발광소자가 복수개의 발광소자 중 어떤 것인지를 알리는 값이다.
다음으로, 제2 통신장치(300, 도 1 참조)에서는 S100단계에서, 살펴본 것과 같이, 복수개의 발광소자로부터 출력된 적외선 신호를 수신하고, 수신된 복수개의 적외선 신호 각각에 대응하는 비트 에러율(BER:Bit Error Ratio)을 측정한다(S200).
여기에서, 비트에러율은 위에서 살펴본, 테스트데이터(514, 524, 534, 544, 도 5 참조)를 대상으로 측정된다. 한편, 비트에러율(또는 비트 오류율)은 수신된 비트의 수에 대해 전달되는 과정에서 오류가 발생한 비트의 수를 의미한다.
다음으로, 제2 통신장치(300)는 상기 S200단계에의 측정결과, 제1 통신장치(200)로 부터 출력된 복수개의 적외선 신호 중에서 비트 에러율이 가장 작은 적외선 신호를 출력한 발광소자의 식별정보를 제1 통신장치(200)로 전송한다(S300).
이를 위해서, 제2 통신장치(300)의 판별부(340)는 복수개의 적외선 신호 각각에 대응하는 비트 에러율을 분석하여, 비트 에러율이 가장 작은 적외선 신호를 출력한발광소자를 판별한다. 그리고, 제2 제어부(330)는 판별된 발광소자의 식별정보를 제1 통신장치(200)로 전송한다.
다음으로, 제1 통신장치(200)는 S300단계에서와 같이, 제2 통신장치로부터 전송된 식별정보에 대응하는 발광소자를 이용하여, 제2 통신장치(300)로 데이터를 전송한다(S400).
이 경우, 제1 제어부(230)는 제2 통신장치(300)로부터 전송된 식별정보를 이용하여, 제1 발광부(210)의 발광소자 중 어느 발광소자에 관한 것인지 분석한다.
그리고, 제1 제어부(230)는 제1 발광부(210)에 포함된 발광소자 중 상기 전송된 식별정보에 대응하는 발광소자를 제외한 나머지 발광소자들을 오프(off)시킨다.
다음으로, 제1 제어부(230)는 제2 통신장치(300)로 데이터를 전송할 준비가 되었음을 알리는 준비신호를 전송하고, 상기 전송된 식별정보에 대응하는 발광소자를 이용하여, 데이터가 포함된 적외선 신호를 출력한다.
예를 들어, 도 4에 도시된 것과 같이, 제2 통신장치(300)로부터 전송된 식별정보에 대응하는 발광소자가 제4 발광소자(214)인 경우, 제1 제어부(230)는 제1, 제2, 제3(211, 212, 213) 발광소자를 오프(off)시키고, 제4 발광소자(214)만을 이용하여, 데이터를 전송한다.
도 3을 참조하여, 복수개의 발광소자를 이용하여, 제1 통신장치(200)와 제2 통신장치(300) 간의 통신순서를 살펴본다.
먼저, 도 3에 도시된 것과 같이, 복수개의 발광소자에서 출력되는 적외선 신호는 '서로 다른 채널을 통해 적외선 신호가 출력된다'라고 표현될 수 있다.
즉 서로 다른 복수개의 발광소자는 서로 다른 채널에서 각각 적외선 신호를 출력한다.
먼저, 제1 통신장치(200, 도 1 참조)에서 제2 통신장치(300, 도 1 참조)로, 복수개의 발광소자를 이용하여, 순차적으로 적외선 신호를 출력한다(A100).
채널 1에서는 제1 발광소자(또는 LED 1, 211, 도 4 참조)를 이용하여, 적외선 신호를 출력하고(A110), 채널 2에서는 제2 발광소자(또는 LED 2, 212, 도 4 참조)를 이용하여, 적외선 신호를 출력하고(A120)다.
마찬가지로, 채널 3에서는 제3 발광소자(또는 LED 3, 213, 도 4 참조)를 이용하여, 적외선 신호를 출력하고(A130), 채널 4에서는 제4 발광소자(또는 LED 4, 214, 도 4 참조)를 이용하여, 적외선 신호를 출력한다(A140).
다음으로, 제2 통신장치(300)에서는 A110, A120, A130, A140에서와 같이, 서로 다른 채널에서 출력된 적외선 신호의 비트에러율을 측정하고, 상기 채널들에서 출력된 적외선 신호 중 비트에러율이 가장 작은 채널을 선택한다.
그리고, 이렇게 선택된 채널의 식별정보를 담아, 제1 통신장치(200)로 채널선택신호를 전송한다(A200).
다음으로, 제1 통신장치(200)에서는 복수개의 발광소자 중 상기 채널선택신호에 대응하는 발광소자 외에 나머지 발광소자를 오프(off)시킨다.
그리고, 제1 통신장치(200)에서는 상기 채널선택신호에 대응하는 발광소자를 이용하여, 데이터통신을 할 준비가 되었음을 알리는 준비신호를 전송하고(A300), 상기 채널선택신호에 대응하는 발광소자를 이용하여, 데이터를 제2 통신장치(300)로 전송한다(A400).
이상에서 살펴본 것과 같이, 본 발명에 따른 가시광 통신 시스템을 이용한 상향전송방법에서는 복수개의 발광소자 중에서 성능이 가능 우수한 발광소자만을 이용하여 데이터 통신을 할 수 있다. 또한, 하나의 발광소자를 이용하여, 데이터 통신을 함으로써, 사용가능한 에너지가 한정되어 있는 모바일 기기에서는 에너지를 절약할 수 있다.
이하에서는, 이러한 모바일 기기를 통한 광 송신 장치의 발광부의 구성에 대하여 구체적으로 살펴본다.
모바일 기기는 앞서 살펴본 것과 같이,적외선 LED램프를 발광소자를 이용할 수 있다. 이 경우, 광 송신 장치는 '적외선 광 송신 장치'로 명명될 수 있다.
한편,이러한 모바일 기기에서는 사용가능한 에너지가 한정되어 있으므로, 발광소자의 출력이 제한되어 있으므로, 렌즈를 이용하여, 발광소자의 성능을 개선시킬 수 있다.
도 6a 및 도 6b는 본 발명에 따른 가시광 통신 시스템의 발광부를 설명하기 위한 개념도이다.
도 6a에 도시된 것과 같이, 렌즈부(250)는 1 발광부(210)를 덮도록 배치될 수 있다.
더욱 상세하게는 도 6b에 도시된 것과 같이, 렌즈부(250)는 복수개의 발광소자(211, 212, 213, 214)에 각각 배치될 수 있다.
이러한, 제1 내지 제4 렌즈(251, 252, 253, 254)는 제1 내지 제4 발광소자(211, 212, 213, 214)를 적어도 일부를 덮도록 배치되며, 제1 내지 제4 발광소자(211, 212, 213, 214)에서 출력되는 빛을 집광하여, 제2 통신장치의 제2 수광부(310)에 빛이 집중적으로 도달할 수 있도록 한다.
한편, 복수개의 발광소자들은 렌즈에서 빛이 더욱 효율적으로 집광될 수 있도록 서로 다른 방향을 향하도록 배열될 수 있다.
이상에서 살펴본 것과, 본 발명의 실시 예에 따른 광 송신 장치는 발광소자 각각에 배치된 렌즈를 통해 발광소자로부터 출력되는 빛을 집광함으로써, 외부의 광 수신 장치로 빛을 효과적으로 전달할 수 있다.
100: 가시광 통신 시스템 200: 제1 통신장치
210: 제1 발광부 220: 제1 수광부
230: 제1 제어부 240: 제1 데이터부
250: 렌즈부 300: 제2 통신장치
310: 제2 수광부 320: 제2 발광부
330: 제2 제어부 340: 판별부
350: 제2 데이터부

Claims (15)

  1. 제1 통신장치와 제2 통신장치를 포함하는 가시광 통신 시스템의 제어방법에 있어서,
    상기 제1 통신장치의 일면에 구비되며, 서로 다른 방향을 향하도록 배열된 서로 다른 복수의 발광소자들이 하나씩 적외선 신호를 출력하는 단계;
    상기 제2 통신장치에서, 상기 서로 다른 복수의 발광소자들로부터 출력된 복수개의 적외선 신호를 수신하고, 수신된 적외선 신호 각각에 대응하는 비트 에러율(BER: Bit Error Ratio)을 측정하는 단계;
    측정결과, 상기 비트 에러율이 가장 낮은 적외선 신호를 출력한 발광소자의 식별정보만을 상기 제1 통신장치로 전송하는 단계;
    상기 제1 통신장치가, 상기 전송된 식별 정보에 대응하는 발광소자를 제외한 나머지 발광소자들을 오프(off)하는 단계; 및,
    상기 전송된 식별 정보에 대응하는 발광소자만을 이용하여, 상기 제1 통신장치에서 상기 제2 통신장치로 데이터를 전송하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 가시광 통신 시스템의 제어방법.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 복수의 발광소자에서 각각 출력되는 적외선 신호는,
    각각 서로 다른 채널을 형성하여 상기 제2 통신장치로 전송되는 것을 특징으로 하는 가시광 통신시스템의 제어방법.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 제2 통신장치는,
    상기 서로 다른 채널중에서 상기 비트 에러율이 가장 낮은 적외선 신호가 전송된 채널을 선택하고,
    상기 채널을 통해 수신된 적외선 신호에 포함된 정보를 분석하여,
    상기 비트 에러율이 가장 낮은 적외선 신호가 전송된 채널의 발광소자에 대한 식별정보를 추출하는 것을 특징으로 하는 가시광 통신시스템의 제어방법.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 적외선 신호를 통해 상기 제2 통신장치로 전송되는 정보에는 프리앰블(Preamble)값, SFD(Starting Frame Delimiter) 값, 상기 적외선 신호를 출력하는 발광소자의 식별정보 및 테스트데이터를 포함하는 것을 특징으로 하는 가시광 통신 시스템의 제어방법.
  5. 제1항에 있어서,
    상기 식별정보가 상기 제1 통신장치로 전송되면,
    상기 제1 통신장치에서는,
    상기 식별정보에 대응되는 발광소자를 이용하여, 상기 제2 통신장치로 데이터를 전송할 준비가 되었음을 알리는 준비신호를 전송하는 것을 특징으로 하는 가시광 통신 시스템의 제어방법.
  6. 적외선을 출력하는 제1 통신장치와 가시광을 출력하는 제2 통신장치를 가지는 가시광 통신 시스템에 있어서,
    상기 제1 통신장치는,
    복수개의 발광소자들로 이루어진 제1 발광부 및,
    기준순서에 기초하여, 상기 복수개의 발광소자들 각각에서 적외선 신호를 순차적으로 출력하도록 상기 제1 발광부를 제어 및, 상기 복수개의 발광소자들 중 상기 제2 통신장치로부터 전송된 식별정보에 대응하는 발광소자를 제외한 나머지 발광소자들을 오프(off)하는 제1 제어부를 포함하고,
    상기 제2 통신장치는,
    상기 제1 발광부에서 출력되는 상기 각각의 적외선 신호를 수신하는 제2 수광부;
    상기 제2 수광부에서 수신된 적외선 신호 각각에 대응하는 비트에러율(BER: Bit Error Ratio)을 측정하고,
    측정결과, 상기 비트 에러율이 가장 낮은 적외선 신호를 출력한 어느 하나의 발광소자의 식별정보만을 상기 제1 통신장치로 전송하는 제2 제어부를 포함하고,
    상기 복수개의 발광소자들은,
    상기 제1 통신장치의 일면에 구비되며, 각각 서로 다른 방향을 향하도록 배열되는 것을 특징으로 하는 가시광 통신 시스템.
  7. 제6항에 있어서,
    상기 제2 통신장치는
    상기 측정된 복수개의 적외선 신호 각각에 대응하는 비트 에러율(BER: Bit Error Ratio)을 분석하여,
    상기 비트 에러율이 가장 작은 적외선 신호를 출력한 발광소자를 판별하는 판별부를 더 포함하고,
    상기 제2 제어부는
    상기 판별된 발광소자의 식별정보를 상기 제1 통신장치로 전송하는 것을 특징으로 하는 가시광 통신 시스템.
  8. 삭제
  9. 제6항에 있어서,
    상기 제1 통신장치의 상기 제1 제어부는
    상기 복수개의 발광소자 중 상기 제2 통신장치로부터 전송된 식별정보에 대응하는 발광소자를 이용하여,
    상기 제2 통신장치와 적외선 통신을 수행하는 것을 특징으로 하는 가시광 통신 시스템.
  10. 제7항에 있어서,
    상기 복수개의 발광소자는,
    각각 서로 다른 채널을 형성하여 적외선 신호를 상기 제2 통신장치로 출력하고,
    상기 적외선 신호에는,
    프리앰블(Preamble)값, SFD(Starting Frame Delimiter) 값, 상기 적외선 신호를 출력하는 발광소자의 식별정보 및 테스트데이터에 대응하는 정보가 포함된 것을 특징으로 하는 가시광 통신 시스템.
  11. 제7항에 있어서, 상기 제2 통신장치는
    빛을 발광하는 복수개의 발광소자로 이루어진 제2 발광부를 더 포함하고,
    상기 제1 발광부 및 상기 제2 발광부에 각각 포함된 발광소자는 서로 다른 종류의 LED램프인 것을 특징으로 하는 가시광 통신 시스템.
  12. 제11항에 있어서,
    상기 제1 발광부에 포함된 발광소자는 적외선 LED램프인 것을 특징으로 하는 가시광 통신 시스템.
  13. 적외선을 방출하는 복수개의 발광소자를 광원으로 이용하여, 외부의 광 수신 장치와 적외선 통신하는 광 송신 장치에 있어서,
    복수개의 발광소자로 이루어진 발광부;
    상기 발광부에서 출력되는 빛을 집광하도록 형성되는 렌즈부; 및
    상기 복수 개의 발광 소자 중, 상기 외부의 광 수신 장치로부터 수신된 제어 신호에 따른 어느 하나의 발광소자만을 통해 상기 외부의 광 수신 장치와 적외선 통신을 수행하고, 상기 어느 하나의 발광소자를 제외한 나머지 발광소자들이 오프(off)되도록 상기 발광부를 제어하는 제어부를 포함하며,
    상기 복수개의 발광소자들은,
    상기 광 송신 장치의 일면에 구비되며, 각각 서로 다른 방향을 향하도록 배열되는 것을 특징으로 하는 광 송신 장치.
  14. 삭제
  15. 제13항에 있어서,
    상기 렌즈부는 상기 발광부에 포함된 복수개의 발광소자에 각각 대응하는 복수개의 렌즈를 포함하고,
    상기 렌즈는 상기 렌즈에 대응하는 발광소자의 적어도 일부를 덮도록 배치되는 것을 특징으로 하는 광 송신 장치
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