KR101398160B1 - 다중접속이 가능한 엘이디 조명통신 시스템 - Google Patents

Abstract

본 발명은 LED(Light Emitting Diode)조명에서 나오는 빛에 데이터를 실어 전달하는 통신 환경에서 사용자에게 통신채널 및 코드를 할당하여 LED조명 통신 환경에서 다중접속이 가능하게 하는 방법에 관한 것이다.

Description

다중접속이 가능한 엘이디 조명통신 시스템{LED illumination communication system capable of multiple access control}

본 발명은 LED(Light Emitting Diode)조명에서 나오는 빛에 데이터를 실어 전달하는 통신 환경에서 사용자에게 통신채널 및 코드를 할당하여 LED조명 통신 환경에서 다중접속이 가능하게 하는 방법에 관한 것이다.

특히 본 발명은 사전에 예고되지 않은 사용자가 무작위로 출현하는 경우에 대하여 다수에 사용자들에게 길이가 서로 다른 직교코드를 할당하는 방법에 관한 것이다.

또한 통신 채널의 수신부에서 오버 샘플링을 수행하여 수신하는 신호의 피크를 찾아 해당 지점을 기준으로 동기를 맞추어 코드분할다중접속이 효과적으로 작동하게 하는 방법에 관한 것이다.

LED(Light Emitting Diode)조명을 이용한 가시광 무선통신은 LED조명에 조명기능 이외에 추가적으로 정보전달 기능을 부여한 새로운 광무선 기술로써 LED조명을 사용하는 곳에서는 어디에서나 통신을 할 수 있다는 장점을 가진다.

또한, LED조명을 이용한 무선통신 기술은 물리적 공간의 지능화, 유비쿼터스화에 따라 미래에 활용될 가능성이 높다.

최근, LED조명을 통하여 광대역 통신을 가능하도록 하는 것에 초점을 맞추어 LED를 통신전용으로 상용하는 환경을 고려한 연구가 활발히 진행되어 왔다.

가시광 무선통신 기술의 근간이 되는 유무선 광전송 기술이 확보되었고 IT 무선통신 융합 380~780nm 가시광 RGB 선별 무선 통신 연구가 진행되었다. 또한, 휴대 단말기 및 멀티미디어 기기간의 일대일 근거리 통신 분야와 실내외 LED조명을 이용한 근거리 LAN 분야의 가시광 무선통신기술이 연구 개발되고 있다.

홈 네트워크상의 실내 멀티미디어 기기들에게 데이터, 음성 및 영상 서비스를 제공하기 위한 고속 광대역 접속을 기반으로 한 전력선 통신과 결합된 가시광 통신 시스템이 제안되었고 시뮬레이션을 통하여 1Gbps의 광대역 데이터 전송이 가능함이 확인되었다.

또한, 가시광 통신을 포함하는 이동통신기술로 기존의 망을 이용하여 1Gbps 전송 속도를 제공하는 초 광대역 홈 네트워크용 국제 표준을 만드는 작업이 진행 중이다.

이와 같이 LED조명을 통한 무선통신에 대한 관심이 높아지고 LED를 이용한 광대역 및 일대일 통신에 대한 연구가 활발히 이루어지고 있다. 그러나 다수의 사용자에게 여러 서비스를 동시에 제공하는 경우에 발생하는 다수의 LED조명에서 방출되는 빛 간의 간섭, 기기들 간의 간섭에 대한 고려가 부족하다.

특히, 다수의 LED조명 통신이 순차적 또는 동시에 요청되는 경우, 모든 통신 채널들이 생성되도록 하는 방법과 생성된 각 통신 채널들이 서로 보안을 보장받을 수 있는 전송 방법에 대한 고려가 필요하다.

본 발명에 따른 LED조명에서 나오는 빛에 데이터를 실어 전달하는 통신 환경에서 다중접속이 가능하게 하는 통신채널 및 코드 할당 방법은 다음과 같은 해결과제를 목적으로 한다.

첫째, 기존의 통신 채널이 존재하는 공간에 새로 유입되어 새로운 통신 채널을 원하는 사용자에 대비하여 네트워크에 존재하는 모든 사용자들이 블로킹 없이 모두 채널 할당을 받을 수 있게 하고자 한다.

둘째, LED조명 통신 환경에서 동시에 존재하는 다수의 상호 독립적인 정보전달 채널 간의 간섭을 최소화하고 보안을 유지하여 다중접속이 원활하게 이루어지게 하고자 한다.

셋째, 각 LED조명 통신 채널의 동기를 정확히 맞추어 상호 독립적인 정보전달 채널에서의 정보 전달이 원활하게 이루어지게 하고자 한다.

LED조명에서 나오는 빛에 데이터를 실어 전달하는 통신 환경을 고려한 기존의 연구에서는 광대역 및 일대일 통신에 초점을 맞추어 연구가 진행되었다.

다수의 LED조명에서 방출되는 빛 간의 간섭, 기기들 간의 간섭에 대한 고려가 부족하였기 때문에 다수의 사용자에게 여러 서비스를 동시에 제공받는 다대다 통신을 기존 연구에 적용할 경우, 원활한 서비스 제공에 어려움이 발생한다. 또한 다수의 사용자들이 LED조명 통신을 순차적 또는 동시에 요청할 경우, 모든 통신 채널들이 생성되도록 하는 방법과 생성된 각 통신 채널들이 서로 보안을 보장받을 수 있는 전송 방법에 대한 고려가 필요하다.

따라서 본 발명에서는 다중접속이 가능한 LED조명통신 시스템을 고안하고자 한다.

다수의 사용자들이 LED조명 통신을 순차적 또는 동시에 요청할 경우, 다수의 LED조명에서 방출되는 빛 간섭을 최소화하여 각 통신 채널들이 서로 보안을 보장받을 수 있도록 하기 위하여 각 통신 채널에 서로 길이가 다른 직교코드를 할당하여 상호 독립적인 정보전달 채널이 생성되도록 한다.

또한 코드분할다중접속에서는 송신부와 수신부의 동기를 맞추는 것이 중요하기 때문에 송신부의 LED조명과 수신부의 포토센서 간의 동기를 맞추기 위하여 오버 샘플링을 적용한다.

본 발명에 따른 LED조명에서 나오는 빛에 데이터를 실어 전달하는 통신 환경에서 다중접속이 가능하게 하는 통신채널 및 코드 할당 방법은 다음과 같은 효과를 갖는다.

LED조명에서 나오는 빛에 데이터를 실어 전송하는 통신 네트워크에서 각 통신 채널별로 길이가 다른 코드를 할당하는 방법을 제공한다.

이를 통하여 무작위로 출현하는 새로운 사용자에 대하여 독립적인 채널을 할당함으로써 다중접속을 제어하여 기존의 사용자 및 새로운 사용자의 관리가 가능하게 한다.

이전에 채널 및 코드를 할당받은 사용자가 통신 네트워크를 떠나는 경우에는 해당 사용자가 할당받았던 코드를 새롭게 출현한 사용자에게 할당함으로써 새로운 사용자와 이전 사용자의 채널 및 코드 할당이 균형을 이루도록 하는 다중접속 제어가 가능하게 한다.

각 통신 채널에서 상호 직교하는 코드를 사용함으로써 동시에 한 공간에 존재하는 다수의 독립적인 정보전달 채널 간의 간섭을 최소화하고 보안을 유지하여 다수의 사용자들이 동시에 통신할 수 있게 한다.

또한 오버 샘플링을 적용하여 송신부의 LED조명과 수신부의 포토센서 간의 동기를 맞추어 다중접속이 원활하게 이루어지도록 한다.

도 1은 본 발명에 따른 다중접속이 가능한 LED조명 통신 시스템에 대한 개략적인 구조를 도시한다.
도 2는 코드를 할당하는 시스템이 길이가 서로 다른 직교코드의 집합을 생성해내는 트리구조를 도시한다.
도3은 코드만 블록으로 표시한 그림]은 본 발명에 따른 통신채널 및 코드 할당방법의 한 예를 나타낸 것이다.
도4는 송신부와 수신부의 동기를 맞추는 과정을 나타낸 것이다.
도5는 본 발명에 따른 샘플링 패턴을 도시한 것이다.
도 6은 Controller와 LED의 상호간 동작 과정.
도 7은 Controller와 Light Detector의 상호간 동작 과정
도 8은 본 발명의 실시 예에 따른 LED조명 통신 시스템의 순서도.

이하에서는 도면을 참조하면서 LED조명에서 나오는 빛에 데이터를 실어 전송하는 통신 네트워크에서 다중접속이 가능하게 하는 통신채널 및 코드 할당 방법과 수신부에서 오버 샘플링을 사용하여 송신부와의 동기를 맞추는 방법에 관하여 구체적으로 설명하겠다.

먼저 본 발명이 사용되는 통신 네트워크 시스템에 대하여 간략하게 설명하고자 한다. 본 발명은 LED조명에서 나오는 빛에 데이터를 실어 전송하는 통신 네트워크 시스템에서 여러 사용자의 다중접속이 가능하게 하는 방법 또는 이 방법을 사용하는 LED조명 통신 시스템에 관한 것이다.

도 1은 본 발명에 따른 다중접속이 가능한 LED조명 통신 시스템에 대한 개략적인 구조를 도시한다.

도시된 바와 같이 본 발명은 송신기능을 갖는 LED조명과 수신기능을 갖는 Detector의 쌍(LED&Detector)들이 여러 개 존재하며 LED&Detector들은 Controller의 제어를 받는다. 그리고 이러한 LED조명 통신 시스템은 LED&Detector를 포함하고 있는 하나 또는 여러 개의 자동차 단말, 휴대 이동 단말 등과 통신 채널을 형성한다.

여기서 자동차 단말, 휴대 이동 단말들은 사용자 단말기 또는 사용자라고 정의한다. 그리고 각 사용자들은 이동성을 가지며 네트워크에 무작위로 출현하거나 혹은 상기 네트워크를 떠날 수 있다.

또한, 본 발명의 LED조명 통신 시스템은 네트워크에 접속한 사용자에게 서로 다른 코드를 할당하여 식별할 수 있다.

더불어 본 발명의 LED조명 통신 시스템은 코드할당을 제어하기 위하여 해당 시스템이 관리하는 장소에서 사용자의 통신 채널 요청 및 유지 시간을 인지할 수 있다.

이때, 상기 LED조명 통신 시스템은 새로운 사용자의 통신 채널 요청에 대비하여 할당하는 코드의 집합을 형성하고 있다.

더불어, 상기 LED조명 통신 시스템은 길이가 가장 짧은 코드로부터 트리구조를 통하여 길이가 다른 코드의 집합을 형성한다.

그리고 상기 코드는 서로 직교하는 특성을 가진다.

도 2는 본 발명의 실시 예에 따라 Controller에 의해 생성된 길이가 서로 다른 직교코드의 트리 구조를 보여주는 것으로, Conrtroller의 코드 생성부(Code Generator)를 통해 할당되는 직교코드를 보여주는 것이다.

먼저, 상기 LED조명 통신 시스템의 Controller는 상호 독립적인 통신채널을 구성하기 위하여 네트워크에 존재하는 각 사용자에게 길이가 서로 다른 직교코드를 할당하는 것을 원칙으로 한다.

여기서 이진 데이터를 표현하는 신호파형을 chip이라고 정의한다. 이때 1bit으로 구성된 1개의 1chip 코드나 2bit으로 구성된 2개의 2chip 코드는 다른 코드의 부분코드영역으로 포함될 확률이 높다. 따라서 1chip 코드나 2chip 코드를 사용하여 상호 독립적인 채널을 구성하고 충분한 사용자를 제어하는 것에는 한계가 있다.

따라서 상기 시스템은 기본적으로 4bit으로 구성된 4개의 4chip 직교코드를 원소로 하는 직교코드집합 C₂={C_{2 [1]}, C_{2 [2]}, C_{2 [3]}, C_2[4]}를 생성한다.

즉, 첫 번째 사용자가 통신 채널을 요청하면, 상기 시스템은 Controller에 의해 직교코드집합의 C₂의 원소{C_{2 [1]}, C_{2 [2]}, C_{2 [3]}, C_2[4]} 중 임의로 하나의 코드를 선택하여 첫 번째 사용자에게 할당한다.

또한, 상기 시스템은 두 번째 사용자의 통신 채널 구성에 대비하여 8bit으로 구성된 8개의 8chip 직교코드를 원소로 하는 직교코드집합 C₃={C_{3 [1]}, C_{3 [2],} C_{3 [3],} C_{3 [4],} C_{3 [5],} C_{3 [6],} C_{3 [7],} C_3[8]}을 생성한다.

그리고, 첫 번째 사용자의 채널 접속이 끊기기 전에 두 번째 사용자가 통신 채널을 요청하게 되면, 상기 시스템은 직교코드집합 C₃의 원소 중에서 첫 번째 사용자의 코드와 최대한 부분코드영역이 겹치지 않는 직교코드의 원소{C_{3 [5],} C_{3 [6],} C_{3 [7],} C_3[8]}를 확인하고 두 번째 사용자에게 할당한다.

또한, 첫 번째 사용자와 두 번째 사용자에게 서로 길이가 다른 직교코드를 할당한 상기 시스템은 세 번째 사용자와 통신 채널 구성에 대비하여 16bit으로 구성된 16개의 16chip 직교코드를 원소로 하는 직교코드집합 C₄={C_{4 [1]}, C_{4 [2]}, C_{4 [3]}, C_4[4], C_{4 [5]}, C_{4 [6]}, C_{4 [7]}, C_{4 [8]}, C_{4 [9]}, C_{4 [10]}, C_{4 [11]}, C_{4 [12]}, C_{4 [13]}, C_{4 [14]}, C_{4 [15]}, C_4[16]}을 생성한다.

그리고 첫 번째 사용자와 두 번째 사용자의 채널 접속이 끊기기 전에 세 번째 사용자가 통신 채널 형성을 요청하게 되면, 상기 시스템은 직교코드집합 C₄의 원소 중에서 첫 번째 사용자와 두 번째 사용자의 코드와 최대한 부분코드영역이 겹치지 않는 코드를 확인하고, 세 번째 사용자에게 선택된 코드를 할당한다.

즉, 본 발명은 통신 채널이 이미 존재하는 상황에서 새로운 통신 채널 요청이 발생하여 할당해야 하는 통신 채널과 코드의 개수가 증가할 경우에는, 코드를 구성하는 bit수를 늘려 새로운 코드 집합을 생성하도록 하고, 생성된 코드 집합 중 이전 사용자들의 코드와 겹치는 부분코드영역이 없는 코드를 새로운 사용자에게 할당하도록 한다.

그리고 만약, 이전에 코드를 할당받은 사용자가 통신 네트워크를 떠나서 해당 사용자의 통신 채널이 더 이상 존재하지 않는 경우에는, 해당 사용자가 할당받았던 코드는 새롭게 네트워크에 들어오는 사용자에게 할당한다.

단, 이 경우에도 다른 사용자들이 할당받은 코드와 겹치는 부분코드영역이 없는 코드에 한하여 새로운 사용자에게 할당되는 것이다.

도 3은 본 발명의 실시 예에 따라 통신채널 및 코드 할당방법의 한 예를 나타낸 것이다.

도시된 바와 같이, 본 발명은 첫 번째 사용자 단말기와 통신 채널 형성을 요청하면 4개의 4chip 직교코드집합 C₂={C_{2 [1]}, C_{2 [2]}, C_{2 [3]}, C_2[4]}의 원소 중 C_{2 [1]}코드를 첫 번째 사용자에게 할당한다.

그리고 상기 시스템이 8bit으로 구성된 8개의 8chip 직교코드를 원소로 하는 직교코드집합 C₃={C_{3 [1]}, C_{3 [2],} C_{3 [3],} C_{3 [4],} C_{3 [5],} C_{3 [6],} C_{3 [7],} C_3[8]}을 생성한 상태에서 두 번째 사용자 단말기와의 통신 채널 형성이 요구되게 되면, Controller는 직교코드집합 C₃={C_{3 [1]}, C_{3 [2],} C_{3 [3],} C_{3 [4],} C_{3 [5],} C_{3 [6],} C_{3 [7],} C_3[8]}의 원소 중 첫 번째 사용자의 코드와 겹치는 부분코드영역이 없는 코드 C_{3 [5]}를 두 번째 사용자에게 할당한다.

그리고 상기 시스템이 16bit으로 구성된 16개의 16chip 직교코드를 원소로 하는 직교코드집합 C₄={C_{4 [1]}, C_{4 [2]}, C_{4 [3]}, C_{4 [4]}, C_{4 [5]}, C_{4 [6]}, C_{4 [7]}, C_{4 [8]}, C_{4 [9]}, C_{4 [10]}, C_4[11], C_{4 [12]}, C_{4 [13]}, C_{4 [14]}, C_{4 [15]}, C_4[16]}을 생성한 상태에서 세 번째 사용자가 통신 채널 형성을 요청하면, 상기 Controller는 직교코드집합 의 원소 중 첫 번째 사용자와 두 번째 사용자의 코드와 최대한 겹치지 않는 직교코드 C_{4 [13]}를 세 번째 사용자에게 할당한다.

따라서 본 발명은 상기와 같이 무작위로 출현하는 새로운 사용자에 대하여 이전 사용자와 상호 독립적인 채널을 할당함으로써 다중접속을 제어할 수 있게 되는 것이다. 또한 기존의 사용자 및 새로운 사용자의 관리가 가능하게 되는 것이다.

또한, 본 발명은 이전에 채널 및 코드를 할당받은 사용자가 통신 네트워크를 떠나는 경우에는 해당 사용자가 할당받았던 코드를 새롭게 출현한 사용자에게 할당함으로써 새로운 사용자와 이전 사용자의 채널 및 코드 할당이 균형을 이루도록 하는 다중접속 제어가 가능하다.

즉, C_{2 [1]}코드를 할당받은 첫 번째 사용자가 네트워크를 떠난 후 네 번째 사용자가 출현하여 통신 채널을 요청하면 상기 Controller는 이전에 사용하였던 C_{2 [1]}코드를 네 번째 사용자에게 할당하는 것이다.

또한, 본 발명에서 LED&Detector는 여러 개의 사용자 단말기와 통신 채널을 형성할 수 있다.

이때, 사용자별로 서로 다른 코드를 할당하여 다중접속을 하는 시스템에서 송신부와 수신부의 동기는 시스템의 성능을 결정짓는 중요한 요소이다.

본 발명에서는 송신부와 수신부의 동기를 정확하게 맞추기 위하여 수신부에서 오버 샘플링 작업을 수행한다.

여러 개의 사용자 단말기와 구성된 통신 채널을 상호 독립적으로 운용하기 위하여, LED&Detector는 각 통신 채널 즉, 각 사용자에 대한 수신회로를 독립적으로 가진다.

즉, 도 4에 도시된 바와 같이, 하나의 LED&Detector와 동시에 통신을 할 수 있는 단말의 개수 만 큼 수신 회로를 갖고 있으면, 예를 최대 3개로 한정한다면, 해당 LED&Detector는 3개의 수신회로를 갖게 된다.

이때 LED&Detector는 각 사용자에 대한 수신회로를 독립적으로 가짐으로써 새로운 채널이 생성될 때마다 순차적으로 수신회로를 하나씩 구동시켜 사용자 Acquisition을 수행한다.

각 수신회로는 LED&Detector를 통해 수신해야하는 각각의 chip파형에 대하여 n개의 균일한 시간구간으로 나누고, 각 구간의 빛의 세기를 각각 감지함으로써 각 chip에 대하여 n배 오버 샘플링을 수행한다.
오버 샘플링으로 얻은 샘플링 데이터에 대하여 순차적으로 window를 이동하면서 correlation 값을 계산하여 저장하고, 이 값들을 비교하여 최적의 샘플링 패턴을 찾는다.

본 발명에서는 여섯 종류의 샘플링 패턴을 도5의 샘플링 패턴과 같이 정의한다. 도5의 샘플링 패턴b-g를 각각 flat 패턴, semi-increasing 패턴, increasing 패턴, peak 패턴, semi-decreasing 패턴, decreasing 패턴으로 정의한다. 이 때, flat 패턴과 peak 패턴의 구분은 correlation값이 0인지 아닌지를 판단하여 결정한다.

이 때, 샘플링 데이터의 correlation 값 비교는 하나의 샘플을 간격으로 둔 두 개의 샘플에 대하여 수행한다. 예를 들어 첫 번째 샘플링 데이터의 correlation 값은 세 번째 샘플링 데이터의 correlation 값과 비교하고, 두 번째 샘플링 데이터의 correlation 값은 네 번째 샘플링 데이터의 correlation 값과 비교한다. increasing 패턴 peak 패턴 decreasing 패턴의 순서로 비교 결과가 나오면 비교 대상이었던 다섯 개의 샘플 중 가운데 샘플의 correlation 값을 피크 값으로 판단한다. 샘플링 데이터의 피크 값의 위치를 찾으면 해당 위치를 기준으로 해당 채널의 동기를 정한다. 피크 값을 갖는 위치에서의 신호 값을 해당 펄스에서의 실제 신호 값으로 간주하여 매 펄스마다 해당 위치에서의 신호를 수신한다.

LED&Detector는 각 수신회로별로 오버 샘플링을 수행하고 각 수신회로별로 채널의 동기를 정확하게 맞춘 후, 채널별로 다르게 할당된 길이가 서로 다른 직교코드를 사용하여 각 사용자를 구분한다.

LED&Detector가 첫 번째 사용자와의 채널에 대하여 1번 수신회로를 사용하여 오버 샘플링의 두 번째 신호로 동기를 맞춘 상황에서 새로운 사용자가 출현하면 LED&Detector는 1번이 아닌 다른 수신회로를 사용하여 오버 샘플링으로 사용자 acquisition을 수행하여 두 번째 사용자의 신호에 대한 동기를 맞춘다. 그리고 이 후, 첫 번째 사용자와 두 번째 사용자에게 할당되어 있는 길이가 서로 다른 직교코드로 상호 독립적인 정보채널을 구분하여 인식한다.

도 6은 본 발명의 실시 예에 따른 Controller의 내부구성을 보여주는 한편 상기 Controller와 LED 상호 간의 동작 과정을 보여주는 것이다.

도시된 바와 같이, 본 발명의 Controller는 조사된 빛에 데이터를 실어 전송하기 위하여 제어부(미도시)와 코드 생성부와, OOK Modulator를 포함하여 이루어진다.

여기서 상기 Controller는 코드 생성부(Code generator)를 통해 접속하고 있는 사용자 단말기의 수(N)에 따라 2^N+1bit로 이루어진 서로 다른 길이의 코드 데이터를 생성하고, 각각의 사용자단말기별로 최대한 부분코드영역이 겹치지 않는 직교코드를 할당한다.

또한, 상기 Controller는 제어부를 통해 인가된 Binary bata에 상기 코드 생성부(Code generator)를 통해 각각 사용자별로 할당된 직교코드를 합성하여 스프레딩한다. 이때 OOK모듈(On-Off Keying modulator)은 스프레된 데이터(Spread datd)를 인가받아 OOK 변조하고, 이를 LED를 통하여 외부에 있는 각각의 사용자 단말기로 전송하도록 하는 역할을 수행한다.

또한, 도 7은 Controller의 내부구성을 보여주는 한편 전송된 빛을 감지하고 복조화하는 과정을 보여주는 과정을 보여주는 것으로, 도시된 바와 같이, Controller는 Light Detector와 연결되어 사용자 단말기로부터 전송된 응답을 확인하기 위하여 제어부(미도시)와, 코드 동기부, 코드 생성부, OOK변조부를 포함하여 이루어지게 된다.

여기서 Light Detector는 사용자 단말기로부터 조사된 빛을 감지하고, 이때 수신해야하는 데이터의 속도보다 n배 빠른 속도로 빛의 세기를 감지하도록 이루어져 있다.

또한, Controller는 n배 빠르게 오버 샘플링(Over Sampling) 작업을 수행하고, 이때, 코드 동기부는 수신된 데이터와 샘플링 패턴을 비교하여 acquisition을 수행하며 더불어 피크 값을 찾아 해당 피크 값의 위치를 기준으로 동기화하는 작업을 수행한다.

더불어 OOK복조부는 수신된 데이터를 OOK (On-Off Keying) 복조 및 디스프레딩 작업을 수행하여 Binary 처리된 데이터를 확보하도록 하고 이를 제어부에 인가하여 사용자 단말기의 응답을 확인하도록 하도록 되어 있다.

따라서 본 발명은 채널의 동기를 정확하게 맞춘 후, 채널별로 다르게 할당된 길이가 서로 다른 직교코드를 사용하여 각 사용자를 구분하여 다중접속이 가능한 LED조명통신 시스템을 구축할 수 있게 되는 것이다.

이하, 도 8을 참조하여 다중접속이 가능한 LED조명통신 시스템의 동작과정을 설명하면 하기와 같다.

먼저, Controller가 지정된 동작을 수행하게 되면, 제어부가 Binary 처리된 데이터를 사용자 단말기로 전송하려고 한다.

이때, Controller의 코드 생성부는 접속하고 있는 사용자 단말기의 수(N)에 따라 2^N+1bit로 이루어진 서로 다른 길이를 가진 직교코드를 생성해 놓고 있다.

따라서 만일 사용자 단말기와 통신 채널을 형성하게 되면, 2^N+1개의 직교코드들 중 최대한 부분코드영역과 겹치지 않는 직교코드를 할당하여 주게 된다.

그리고 이후 상기 Controller가 Binary 처리된 데이터와 할당된 직교코드를 합성하여 스프레딩된 데이터를 생성하고, OOK모듈을 통해 변조하여 LED를 통해 변조된 정보를 사용자 단말기로 전송한다.

그리고 이후 상기 사용자 단말기가 전송된 LED의 빛을 감지하고, 이에 대한 응답을 외부로 전송하게 된다.

이때, Light Detector는 사용자 단말기로부터 조사된 빛을 감지하고, 코드 동기부를 통해 오버 샘플링 작업을 수행하도록 한다.

더불어 상기 코드 동기부는 수신된 데이터와 샘플링 패턴을 비교하여 acquisition을 수행하고, 피크 값을 찾아 해당 피크 값의 위치를 기준으로 동기화하는 작업을 수행한다.

더불어 OOK복조부를 통해 수신된 데이터를 OOK (On-Off Keying) 복조 및 디스프레딩 작업을 수행하고 Binary 처리된 데이터를 제어부에 인가하여 사용자 단말기의 응답을 확인하도록 하도록 되어 있는 것이다.

따라서 본 발명은 무작위로 출현하는 새로운 사용자에 대하여 이전 사용자와 상호 독립적인 채널을 할당함으로써 다중접속을 제어할 수 있고, 더불어 각 LED조명 통신 채널의 동기를 정확히 맞추어 상호 독립적인 정보전달 채널에서의 정보 전달이 원활하게 이루어지게 되는 것이다.

1:사용자단말기 10:LED
11:Light Detector 12:Controller
12a:코드 생성부 12b:OOK모듈
12c:코드 동기부 12d:OOK복조부

Claims (6)

1. LED와 Light Detector를 포함하고 있는 사용자 단말기들이 빛에 데이터를 실어 보내거나 혹은 받아들여 통신하는 방법에 있어서,
   상기 사용자 단말기들 사이에는 데이터의 흐름을 관리하는 컨트롤러가 설치되어 있고,
   상기 컨트롤러의 Light Detector는 일측 사용자 단말기로부터 전송된 데이터를 감지하게 되면, 이를 컨트롤러의 제어부에 인가하는 단계와,
   상기 컨트롤러의 제어부는 인가된 데이터를 확인하는 한편, 코드 동기부를 통해 오버 샘플링 작업을 수행하고, 샘플링 패턴을 비교하여 피크 값을 찾는 단계와,
   상기 컨트롤러의 제어부는 피크 값의 위치를 기준으로 동기화한 후, OOK복조부를 통해 수신된 데이터를 디스프레딩하여 바이너리 데이터를 확보하는 단계와,
   상기 컨트롤러의 제어부는 디스프레딩 된 바이너리 데이터를 확인하는 단계 및, 코드 생성부는 접속하고 있는 사용자 단말기의 도착 순번(N)에 따라 2^N+1bit로 이루어진 서로 다른 길이를 가진 직교코드를 생성하는 단계와,
   상기 컨트롤러의 제어부는 직교코드와 확인된 바이너리 데이터를 합성하여 스프레드된 데이터를 생성하는 단계와,
   상기 컨트롤러의 제어부는 스프레드된 데이터를 OOK(On/Off Key ing)모듈을 통해 OOK변조하는 단계와,
   상기 컨트롤러는 LED를 컨트롤하여 타측 사용자 단말기로 빛을 조사하고 변조된 데이터를 전송하는 단계를 포함하여 이루어져,
   채널 간의 간섭을 최소화하여 보안을 유지하면서 다중 접속이 원활하게 이루어지도록 한 것을 특징으로 하는 다중접속이 가능한 엘이디 조명통신 시스템.
2. 제1항에 있어서,
   상기 컨트롤러는 수신해야하는 데이터의 속도보다 n배 빠른 속도로 빛의 세기를 감지하여 각 chip에 대하여 n배의 오버 샘플링을 수행하는 것을 특징으로 하는 다중접속이 가능한 엘이디 조명통신 시스템.
3. 제2항에 있어서,
   오버 샘플링으로 얻은 샘플링 데이터에 대하여 순차적으로 Widnow를 이동하면서 correlation 값을 계산하여 시스템에 저장하고, 이 값들을 비교하여 최적의 샘플링 패턴을 찾는 것을 특징으로 하는 다중접속이 가능한 엘이디 조명통신 시스템.
4. 제3항에 있어서,
   상기 샘플링 패턴은 각각 flat 패턴, semi-increasing 패턴, increasing 패턴, peak 패턴, semi-decreasing 패턴, decreasing 패턴인 것을 특징으로 하는 다중접속이 가능한 엘이디 조명통신 시스템.
   
5. 삭제
6. 삭제

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