KR101402619B1 - Ｌｅｄ 기반 광 무선통신 시스템에서 채널 할당방법 - Google Patents

Ｌｅｄ 기반 광 무선통신 시스템에서 채널 할당방법 Download PDF

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장영민
사하 니르자
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Abstract

본 발명은 LED 기반 광 무선통신 시스템에서 LED 전송기 및 수신기 간의 간섭을 최소화하고 서비스 품질(QoS)을 보장할 수 있도록 하는 LED 기반 광 무선통신 시스템에서의 채널 할당방법에 관한 것이다.
본 발명은, LED 가시광을 이용하여 무선통신하는 LED 기반 광 무선통신 시스템에서 채널 할당방법에 있어서, LED 송신기에서 자신의 커버리지에 LED 수신기를 스캔하는 제1단계; 상기 커버리지에 상기 LED 수신기가 존재하면 상기 LED 송신기에서 상기 LED 수신기의 정보를 코디네이터로 전송하는 제2단계; 상기 코디네이터에서 상기 수신된 LED 수신기의 정보를 기초로 상기 커버리지에 새로 진입한 LED 수신기인지를 판단하는 제3단계; 상기 커버리지에 새로 진입한 LED 수신기이면 미리 설정된 자원분배 방식에 따라 상기 LED 수신기에 연결가능한 유휴 채널이 있는지를 판단하는 제4단계; 상기 유휴 채널이 있으면 상기 LED 수신기의 요구 대역폭과 현재 가용할 수 있는 가용 대역폭을 비교하는 제5단계; 상기 LED 수신기의 요구 대역폭이 상기 가용 대역폭 이하이면 SINR 추정치를 미리 설정된 SINR 임계치와 비교하는 제6단계; 상기 SINR 추정치가 상기 SINR 임계치 이하이면 상기 LED 수신기의 파장품질표시(WQI)값을 생성하는 제7단계; 및 상기 파장품질표시(WQI)값을 기초로 상기 LED 수신기에 대한 채널을 할당하는 제8단계를 포함한다.

Description

ＬＥＤ 기반 광 무선통신 시스템에서 채널 할당방법{METHOD FOR ALLOCATING CHANNEL IN OPTICAL WIRELESS COMMUNICATION SYSTEM BASED ON LED}
본 발명은 LED 기반의 광 무선통신 시스템에 관한 것으로서, 특히 LED 기반 광 무선통신 시스템에서 사용자 및 채널 정보를 기초로 사용자별 가용 채널을 할당함으로써 LED 전송기 및 수신기 간 간섭을 최소화하고 서비스 품질(QoS)을 보장할 수 있도록 하는 LED 기반 광 무선통신 시스템에서의 채널 할당방법에 관한 것이다.
지난 수십 년간 무선서비스에 대한 기술발전이 급속히 이루어졌다. 특히, 무선통신은 눈부신 기술발전을 거듭하고 있으며 이러한 무선통신의 기술발전은 현재에도 계속 진행중이다. 많은 응용 프로그램들은 적절한 기능을 위해 많은 양의 대역폭을 요구하고 있으며, 이에 추가 대역폭 요구가 급격히 증가하고 있다. 하지만 기존의 무선주파수(RF) 스펙트럼의 단점을 고려할 때 높은 데이터속도를 요구하는 장치의 증가에 맞게 대역폭 요구를 수용하는 것은 매우 어려운 일이다.
이러한 RF 무선통신에서 채널의 단점을 극복하기 위한 해결책으로 LED를 이용한 광 무선통신이 제시되었다. 특히 실내 환경에서 채널부족 문제를 해결하기 위해 LED 기반의 광 무선통신 기술이 각광을 받고 있다. 이는 전송매체로서 가시광을 이용하므로 RF 무선통신에 비해 LED광의 넓은 대역을 사용할 수 있어 대역폭 부족 문제를 해결할 수 있다.
그런데, 이러한 LED 기반의 통신시스템을 구현함에 있어서 극복해야 할 문제는 여전히 많다. 그 중 하나는 신호 간의 간섭이다. 일반적으로 LED 기반 통신시스템에서는 다수의 LED 송신기와 수신기 간에 여러 전파경로가 존재하므로 서로 다른 전파경로의 신호는 전송지연 및 위상변이가 발생하여 결국 간섭을 초래할 수 있다. 상용화된 LED 기반 통신시스템에서는 이러한 간섭없이 여러 사용자를 지원할 수 있어야 한다. 특히, LED 수신기를 소지한 사용자가 새로운 LED 송신기의 커버리지로 진입하는 경우 그 커버리지 내 사용자수가 증가하기 때문에 간섭은 더욱 증가한다. 새롭게 진입한 사용자가 동일 채널을 통해 액세스를 시도할 때도 충돌에 의한 간섭이 발생할 수 있다.
따라서, 해당 기술분야에서는 LED 기반 광 무선통신 시스템에서 여러 신호를 전송할 때 사용자들 사이에 간섭을 방지하여 서비스 품질(QoS)을 보장할 수 있도록 하는 기술의 개발이 요구되고 있다.
이에, 본 발명은 상기한 종래기술의 문제점을 해결하기 위해 제안된 것으로서, LED 기반 광 무선통신 시스템에서 하나의 LED 송신기에서 다수의 LED 수신기로 신호를 전송할 때 다수의 LED 수신기에서 신호 간의 간섭을 회피할 수 있도록 채널을 효과적으로 할당할 수 있도록 하는 LED 기반 광 무선통신 시스템에서의 채널 할당방법을 제공하는데 그 목적이 있다.
또한, 본 발명은 LED 기반 광 무선통신 시스템에서 특정 LED 송신기의 커버리지에 새로운 LED 수신기가 진입한 경우 그 새로운 LED 수신기로 적절한 채널을 할당함으로써 신호의 간섭을 배제하고 원활한 데이터 전송이 가능하도록 하는 LED 기반 광 무선통신 시스템에서의 채널 할당방법을 제공하는데 다른 목적이 있다.
상기 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 LED 기반 광 무선통신 시스템에서의 채널 할당방법은,
LED 가시광을 이용하여 무선통신하는 LED 기반 광 무선통신 시스템에서 채널 할당방법에 있어서, LED 송신기에서 자신의 커버리지에 LED 수신기를 스캔하는 제1단계; 상기 커버리지에 상기 LED 수신기가 존재하면 상기 LED 송신기에서 상기 LED 수신기의 정보를 코디네이터로 전송하는 제2단계; 상기 코디네이터에서 상기 수신된 LED 수신기의 정보를 기초로 상기 커버리지에 새로 진입한 LED 수신기인지를 판단하는 제3단계; 상기 커버리지에 새로 진입한 LED 수신기이면 미리 설정된 자원분배 방식에 따라 상기 LED 수신기에 연결가능한 유휴 채널이 있는지를 판단하는 제4단계; 상기 유휴 채널이 있으면 상기 LED 수신기의 요구 대역폭과 현재 가용할 수 있는 가용 대역폭을 비교하는 제5단계; 상기 LED 수신기의 요구 대역폭이 상기 가용 대역폭 이하이면 SINR 추정치를 미리 설정된 SINR 임계치와 비교하는 제6단계; 상기 SINR 추정치가 상기 SINR 임계치 이하이면 상기 LED 수신기의 파장품질표시(WQI)값을 생성하는 제7단계; 및 상기 파장품질표시(WQI)값을 기초로 상기 LED 수신기에 대한 채널을 할당하는 제8단계를 포함한다.
본 발명에서, 상기 SINR 추정치는 상기 코디네이터에 의해 모니터링된 상기 LED 송신기에서의 간섭수준을 이용하여 결정된다.
본 발명에서, 상기 제6단계는, 상기 LED 수신기의 요구 대역폭이 상기 가용 대역폭보다 큰 경우 상기 LED 수신기에 대하여 최소 전송속도 또는 최소 용량을 위한 채널연결을 설정하는 단계를 더 포함한다.
본 발명에서, 상기 유휴 채널이 없거나 상기 SINR 추정치가 상기 SINR 임계치보다 크면 상기 LED 수신기에 대한 채널 할당이 거절된다.
또한, 상기 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 LED 기반 광 무선통신 시스템에서의 채널 할당방법은,
LED 가시광을 이용하여 무선통신하는 LED 기반 광 무선통신 시스템에서 채널 할당방법에 있어서, LED 송신기에서 자신의 커버리지에 새로 진입한 LED 수신기가 있는지를 확인하기 위한 스캔동작을 수행하는 제1단계; 상기 새로 진입한 LED 수신기가 있으면 상기 LED 송신기는 상기 LED 수신기로부터 WQI ID를 요청하여 수신하는 제2단계; 상기 LED 송신기에서 상기 LED 수신기로부터 수신된 WQI ID를 포함한 LED 수신기 정보 및 현재의 채널상태 정보를 코디네이터로 전송하는 제3단계; 상기 코디네이터는 상기 수신된 LED 수신기의 WQI ID를 기초로 현재의 채널할당 현황을 확인하는 제4단계; 및 상기 코디네이터는 유휴 채널이 있으면 SINR 추정치가 미리 설정된 SINR 임계치보다 낮은 경우에 상기 LED 수신기를 위한 채널을 할당하는 제5단계를 포함한다.
본 발명에서, 상기 제5단계는, 상기 SINR 추정치가 상기 SINR 임계치보다 낮으면 상기 코디네이터에서 상기 LED 수신기에 대한 WQI ID 및 채널대역 ID를 생성하여 상기 LED 송신기로 전송하는 단계를 더 포함한다.
본 발명에서, 제5단계 이후에, 상기 코디네이터가 상기 LED 수신기로부터 데이터를 요청받으면 상기 LED 송신기로 상기 요청된 데이터를 전송하는 단계; 및 상기 LED 송신기는 상기 요청된 데이터를 상기 할당된 채널을 통해 상기 LED 수신기로 전송하는 단계를 더 포함한다.
본 발명에서, 상기 제2단계에서, 상기 LED 송신기는 상기 WQI ID를 이용하여 상기 LED 수신기가 상기 커버리지에 이미 존재했던 수신기인지 새로 진입한 수신기인지를 판단한다.
상기와 같은 구성으로 이루어진 본 발명에 따른 LED 기반 광 무선통신 시스템에서의 채널 할당방법에서는 다음과 같은 효과가 있다.
먼저, 본 발명에 따르면 LED 기반 광 무선통신 시스템에서 다수의 신호의 전파경로가 존재하더라도 신호 간의 간섭을 최소화할 수 있으므로 서비스 품질(QoS)를 방지할 수 있다.
또한, 본 발명에 따르면 LED 기반 광 무선통신 시스템에서 특정 LED 송신기의 전파영역 커버리지로 새로운 LED 수신기가 진입하여도 간섭이 일어나지 않도록 적절한 채널을 할당할 수 있다.
나아가, 본 발명에 따르면LED 기반 광 무선통신 시스템에서 사용자간의 간섭을 무시할 정도로 최소화하고 가능한 최대한의 사용자수를 허용할 수 있도록 한다.
도 1은 본 발명에 따른 LED 기반 광 무선통신 시스템의 개략적인 구성도.
도 2는 본 발명의 실시 예에 따른 LED 기반 광 무선통신 시스템에서 채널 할당방법을 보이는 흐름도.
도 3은 본 발명의 실시 예에 따른 LED 기반 광 무선통신 시스템에서 데이터 패킷의 흐름을 보인 절차도.
이하에서, 본 발명의 바람직한 실시 예가 첨부된 도면들을 참조하여 설명할 것이다. 또한, 본 발명을 설명함에 있어서 관련된 공지 기능 또는 구성에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명을 생략할 것이다.
도 1은 본 발명의 실시 예에 따른 LED 기반 광 무선통신 시스템의 개략적인 구성도이다.
도 1을 참조하면, 본 발명에 따른 LED 기반의 광 무선통신 시스템(100)은 일정한 실내환경에 설치된 다수의 LED 송신기(110) 및 이러한 LED 송신기(110)와 광 무선통신을 수행하는 다수의 LED 수신기(120)를 포함한다. 또한, 본 발명의 LED 기반의 광 무선통신 시스템(100)은 각 LED 송신기(110)를 관리 및 제어하기 위한 코디네이터(130) 및 원하는 객체에 대한 데이터를 제공하는 데이터서버(140)를 포함한다. 본 실시 예에서 코디네이터(130)는 예컨대 광섬유를 통해 통신망(150)에 연결됨이 바람직하다.
LED 송신기(110) 및 LED 수신기(120)는 전송매체로서 가시광을 이용하여 LED 광 무선통신 채널을 통해 상호간에 데이터를 송수신한다. 본 실시 예에서 LED 송신기(110)는 LED로 구현됨이 바람직하고 LED 수신기(120)는 LED 송신기(110)로부터 전송되는 신호를 수신하는 장치로서 예컨대 휴대폰, PDA 등과 같은 사용자 단말에 포함될 수 있다. 이하에서는 설명의 편의상 LED 수신기(120)는 사용자가 소지하고 사용자의 이동에 따라 이동되는 것으로 설명한다.
코디네이터(130)는 다수의 LED 수신기(120)에 대한 각종 관련정보를 LED 송신기(110)를 통해 수집하고, 이들 관련정보를 조합하여 LED 수신기(120)에 대하여 적절한 채널할당을 처리하도록 한다. 이러한 코디네이터(130)는 본 LED 기반의 광 무선통신 시스템에서 신호간섭의 제한 및 서비스 품질(QoS)을 유지하기 위해 실시간으로 통신환경을 제어하는 지능형 노드로 작용됨이 바람직하다.
데이터서버(140)는 LED 송신기(110)를 통해 LED 수신기(120)로부터 데이터 요청을 수신하고 해당 데이터를 LED 송신기(110)를 통해 LED 수신기(120)로 전송한다. 이러한 데이터는 예컨대 박물관, 전시장 등에서 객체의 정보가 될 수 있다.
이러한 LED 기반 광 무선통신 시스템에서, LED 송신기(110)는 스캔을 통해 자신의 커버리지에 존재하는 LED 수신기(120)를 찾아 코디네이터(130)로 전송한다. LED 수신기(120)에서 요청된 데이터는 데이터서버(140)로부터 LED 송신기(110)를 통해 전송된다. LED 송신기(110)는 코디네이터(130)에 의해 그 동작이 제어된다.
이러한 데이터 전송을 위해서는 1차적으로 LED 수신기(120)가 스캔을 통해 LED 송신기(110)에 의해 식별된 이후에 LED 송신기(110)로 원하는 데이터를 요청한다. 2차적으로 LED 송신기(110)를 통해 전달된 LED 수신기(120)의 요청에 따라서 코디네이터(130)가 LED 수신기(120)에 할당할 특정 채널에 관련된 정보를 LED 송신기(110)로 전송한다. 이때, 특정 LED 송신기(110)에 따라 채널의 할당은 그 커버리지 내의 간섭에 따라 달라진다.
도면에서와 같이 LED 수신기(120)는 이동될 수 있다. 즉, LED 수신기(120)를 소지한 사용자가 이동할 수 있다. 예컨대, 박물관이나 전시장 등과 같은 실내 환경에서 사용자는 그림, 작품, 전시물 등의 객체를 이동하면서 관람할 수 있다.
도면에서 다수의 LED 수신기(120) 중 제1 LED 수신기(120a)와 제2 LED 수신기(120b)는 이동된다. 이때, 제1 LED 수신기(120a)는 제1 커버리지(10)에 새로 진입하며, 제2 LED 수신기(120b)는 제1 커버리지(10)에서 제2 커버리지(20)로 이동하는 것으로 도시된다. 이러한 다수의 LED 수신기(120)의 이동에 따라 일부 LED 송신기(110)에서는 허용용량을 초과할 수도 있으며, 이로 인해 해당 LED 송신기(110)의 커버리지에서는 신호중단이 발생할 수도 있다.
반면에, 다른 일부 LED 송신기(110)는 자신의 커버리지에서 LED 수신기(120)를 발견하거나 적은 수의 LED 수신기(120)를 발견함으로써 남은 유휴 대역폭이 있을 수도 있다. 동일한 LED 송신기(110)의 커버리지에서 다수의 LED 수신기(120)에 채널을 할당하는 경우 대역폭 재사용 정책이 적용될 수 있지만, 이 경우 다수의 LED 수신기(120) 간에 상호 간섭을 초래할 수 있다. 기존의 LED 수신기(120)도 역시 이러한 정책에 영향을 받게 된다. 이에 반해, 커버리지의 가장자리는 동일채널간섭(CCI:co-channel interference)에 더 민감하다. 따라서, 다수의 LED 수신기(120) 및 CCI는 원하지 않은 신호중단을 초래할 뿐만 아니라 커버리지 전역에 걸쳐 성능에도 영향을 미친다. CCI는 커버리지에 새로 진입한 LED 수신기(120)가 기존에 존재하는 다른 LED 수신기(120)에서 이미 사용하고 있는 채널에 액세스를 시도할 때 발생된다. 이러한 CCI는 하기와 같이 정의된다.
Figure 112013006382838-pat00001
여기서,
Figure 112013006382838-pat00002
는 LED 송신기 i와 LED 수신기 j 간의 채널의 광학 채널 이득이고, pi는 LED 송신기 i에 의해 방출된 전력이고, {Xk∈1,0}은 채널 k에 대한 결정변수이며 채널수용에 기초하여 결정된다.
CCI 레벨은 기존의 다른 LED 수신기(120)에 의해 이미 사용되고 있는 동일 채널에 링크를 연결하려고 시도하는 LED 수신기(120)의 개수에 따라 결정된다.
또한, 본 실시 예에 따른 LED 기반 광 무선통신 시스템의 중단이 발생할 수 있는 최소 신호대 간섭 및 잡음비(SINR:Signal-to-Interference plus Noise Ratio)는 하기 수학식 2와 같이 계산된다. 수학식 2에서는 채널 k에 대한 SINR을 계산하는 것으로 예시된다.
Figure 112013006382838-pat00003
여기서, Rd는 LED 수신기의 반응도이고, η는 잡음 파라미터이고, ICCI는 동일 채널 간섭이다. 본 실시 예에서 λk≥λmin이면 채널할당 결정이 이루어진다. 이때 λmin은 미리 설정된 SINR의 임계치이다.
도 2는 본 발명의 실시 예에 따른 LED 기반 광 무선통신 시스템에서의 채널 할당방법을 보이는 흐름도이다.
도 2에서는, 본 발명의 실시 예에 따라 특정 LED 송신기(110)의 커버리지 내에 새로운 사용자, 즉 새로운 LED 수신기(120a)가 진입한 경우에 대한 일례에 대하여 설명한다. LED 송신기(110)는 자신의 커버리지 내에 LED 수신기(120)가 있는지 스캔을 수행한다(S100). 이러한 스캔을 통해 해당 커버리지에 LED 수신기(120)가 존재하는지를 판단하여(S101), LED 수신기(120)가 존재하지 않으면 상기 S10 단계로 진행하여 다시 스캔하고 LED 수신기(120)가 존재하면 그 LED 수신기(120)에 대한 정보를 코디네이터(130)로 전송한다(S102).
코디네이터(130)는 상기와 같이 수신된 LED 수신기(120)에 대한 정보를 기초로 하여 그 LED 수신기(120)가 해당 LED 송신기(110)의 커버리지 내에 이미 존재했었던 LED 수신기인지 또는 그 커버리지 내로 새로 진입한 새로운 LED 수신기(120a)인지를 판단한다(S103). 이러한 기존 LED 수신기인지 새로운 LED 수신기인지의 판단은 각 LED 수신기(120a)에 대하여 해당 WQI 또는 채널할당계획 ID를 확인함으로써 이루어질 수 있도록 한다.
만약, 새로 진입한 LED 수신기(120a)인 경우 미리 설정된 자원분배방식에 따라 LED 송신기(110)에 할당가능한 유휴 채널이 있는지를 판단한다(S104). 이러한 판단결과 유휴 채널이 존재하지 않으면 해당 LED 수신기(120a)에 대한 채널 할당은 거절되고(S107), 유휴 채널이 존재하면 LED 수신기(120a)의 요구 대역폭과 현재 가용할 수 있는 가용 대역폭을 비교한다(S105). LED 수신기(120a)의 요구 대역폭이 가용 대역폭보다 크면 자원의 효율적인 활용을 위하여 최소 전송속도 또는 최소 용량을 위한 채널을 설정하고(S106), LED 수신기(120a)의 요구 대역폭이 가용 대역폭보다 작거나 같으면 SINR 추정치를 미리 설정된 SINR 임계치와 비교한다(S108).
상기 비교에서, 만약 SINR 추정치가 SINR 임계치보다 큰 경우에는 그 LED 수신기(120a)에 대한 채널할당은 거절되고(S107), SINR 추정치가 SINR 임계치 이하인 경우에는 파장품질표시(WQI: Wavelength Quality Indication)값을 설정하고 채널 대역 ID를 생성하여 저장한다(S109). 이후에 LED 수신기(120a)에 대해 채널을 할당한다(S110).
상술한 바와 같이, 본 발명의 실시 예에서는 LED 송신기(110)의 커버리지에 대해 CCI를 최적화한 이후에 특정 채널에 대해 WQI 값을 이용하여 채널할당이 이루어지도록 한다. 이를 위해 코디네이터(130)는 커버리지의 간섭수준을 모니터링하고 새로운 LED 수신기(120a)의 진입감지 및 그 간섭수준에 따라 채널할당을 결정한다. 또한, 코디네이터(130)는 LED 송신기(110)와의 정보교환을 통해 해당 커버리지 내 트래픽 상황을 인식하고 있고, LED 수신기(120)의 이동, SINR 등을 모니터링하며, 각 LED 송신기(110)를 통해 채널 용량을 변경하도록 한다.
IEEE 802.15.7는 스펙트럼 대역 할당계획의 선택 및 최적화를 위해 파장품질표시(WQI)기능을 사용한다. 이러한 WQI는 개인 영역 네트워크(VPAN)에서 채널 성능을 측정하기 위한 파라미터가 된다. WQI 측정값은 SINR, 요구 대역폭 등과 같은 채널 파라미터에 따라 결정된다. 이로써 코디네이터(130)는 이러한 WQI 측정값을 이용하여 채널품질을 확인할 수 있다. 본 실시 예에서는 WQI 측정을 위해 SINR 최적화과정이 요구된다. 따라서, LED 수신기(120a)는 가용 대역폭, 데이터 전송 손실 등과 같은 기존의 자원수준에 따라 채널할당 대역이 허용된다. 또한 간섭수준은 채널할당을 결정하는데 있어 중요한 파라미터이다. 각각 수신된 프레임에 대해 수행되는 WQI 측정에 의해 실시간 채널 업데이트가 이루어진다.
도 3은 본 발명의 실시 예에 따른 LED 기반 광 무선통신 시스템에서의 데이터 패킷 전송과정을 보인 절차도이다.
도 3을 참조하면, 본 발명에 따른 LED 기반의 광 무선통신 시스템에서는 LED 송신기(110)에서 자신의 커버리지 내에 LED 수신기가 있는지 검색하기 위한 스캔을 수행한다(S200). LED 송신기(110)는 자신의 커버리지에 LED 수신기(120a)가 발견되면 LED 수신기(120a)로 WQI ID를 요청한다(S201). 이때, LED 수신기(120a)는 해당 커버리지로 새롭게 진입한 수신기를 의미하며, 이는 일례로서 설명된다. 만약 LED 송신기(110)에서 실수로 어떤 LED 수신기(120)를 새롭게 진입한 LED 수신기(120a)로 잘못 스캔한 경우에는 WQI ID는 그 LED 수신기(120) 타입의 모호성(ambituity)을 분류한다.
계속해서, 새로운 LED 수신기(120a)는 WQI ID를 포함한 채널연결 요청을 LED 송신기(110)로 전송한다(S202). 이에 LED 송신기(110)는 새로운 LED 수신기(120a)에 대한 인식을 완료하고(S203), 채널상태를 체크한 후(S204), LED 수신기(120a)의 WQI ID를 포함한 LED 수신기(120a)의 정보 및 채널상태 정보를 코디네이터(130)로 전송한다(S205).
이어, 코디네이터(130)는 WQI ID를 이용하여 현재의 채널할당 현황을 확인하고(S206), SINR 추정 및 간섭수준을 모니터링한다(S207). 그리고 코디네이터(130)는 유휴 채널이 있으면 SINR 추정치와 미리 설정된 SINR 임계치를 비교하여(S208), SINR 추정치가 임계치 이하인 경우에는 새로운 LED 수신기(120a)를 위한 WQI 값 및 채널대역계획 ID를 생성한다(S209).
계속해서, 코디네이터(130)는 LED 송신기(110)로 상기 생성된 WQI 값과 대역 계획 ID를 전송한 후에(S210), 새로운 LED 수신기(120a)를 위한 채널연결 요청을 전송한다(S211). 그러면 LED 송신기(110)는 LED 수신기(120a)로 물리적 채널 구성정보를 전송하고(S212), 이에 대한 응답으로 LED 수신기(120a)로부터 채널 구성 완료신호가 수신되면(S213), 코디네이터(130)로 LED 수신기(120a)의 채널 구성 완료신호를 전달한다(S214). 이로써 코디네이터(130)는 데이터서버(140)에서 필요한 데이터 패킷을 받아와서 LED 송신기(110)로 이를 전송하고(S215), LED 송신기(110)는 이를 다시 LED 수신기(120a)로 전송하게 된다(S216).
이상에서 설명한 본 발명은 바람직한 실시 예들을 통하여 상세하게 설명되었지만, 본 발명은 이러한 실시 예들의 내용에 한정되는 것이 아님을 밝혀둔다. 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면, 비록 실시 예에 제시되지 않았지만 첨부된 청구항의 기재 범위 내에서 다양한 본 발명에 대한 모조나 개량이 가능하며, 이들 모두 본 발명의 기술적 범위에 속함은 너무나 자명하다 할 것이다. 따라서, 본 발명의 진정한 기술적 보호 범위는 첨부된 특허청구범위의 기술적 사상에 의해 정해져야 할 것이다.
최근 LED 기반 광 무선통신 기술에 대한 관심이 고조되고 있다. LED 기반의 광 무선통신 기술은 기존의 RF 무선통신 기술과는 달리 넓은 LED 광의 대역을 사용할 수 있고 보안기능이 탁월하며 고속 멀티미디어 데이터 전송도 가능하다는 장점이 있다. 이러한 LED 기반의 광 무선통신 기술은 가전기기, 이동통신기기, 조명분야, 광고분야, 의료분야, 환경분야, 농수산분야 등 LED 기반 시설물들에 적용할 수 있으며, 새로운 응용분야로서 물리적 보안이 뛰어난 Point-to-Point 또는 Point-to-Multipoint 통신, 실내 LBS(Locatio Based Service), Information Broadcast 등에 유용하게 이용할 수 있다. 특히, 향후 크게 성장세가 예상되는 홈 네트워크 분야와 LED 조명분야에 적용함으로써 상호 간의 교류를 통해 시너지 효과를 얻을 수 있을 것으로 예상된다.
110 : LED 송신기 120 : LED 수신기
130 : 코디네이터 140 : 데이터서버
150 : 통신망

Claims (8)

  1. LED 가시광을 이용하여 무선통신하는 LED 기반 광 무선통신 시스템에서 채널 할당방법에 있어서,
    LED 송신기에서 자신의 커버리지에 LED 수신기를 스캔하는 제1단계;
    상기 커버리지에 상기 LED 수신기가 존재하면 상기 LED 송신기에서 상기 LED 수신기의 정보를 코디네이터로 전송하는 제2단계;
    상기 코디네이터에서 상기 수신된 LED 수신기의 정보를 기초로 상기 커버리지에 새로 진입한 LED 수신기인지를 판단하는 제3단계;
    상기 커버리지에 새로 진입한 LED 수신기이면 미리 설정된 자원분배 방식에 따라 상기 LED 수신기에 연결가능한 유휴 채널이 있는지를 판단하는 제4단계;
    상기 유휴 채널이 있으면 상기 LED 수신기의 요구 대역폭과 현재 가용할 수 있는 가용 대역폭을 비교하는 제5단계;
    상기 LED 수신기의 요구 대역폭이 상기 가용 대역폭 이하이면 SINR 추정치를 미리 설정된 SINR 임계치와 비교하는 제6단계;
    상기 SINR 추정치가 상기 SINR 임계치 이하이면 상기 LED 수신기의 파장품질표시(WQI)값을 생성하는 제7단계;
    상기 파장품질표시(WQI)값을 기초로 상기 LED 수신기에 대한 채널을 할당하는 제8단계; 를 포함하는 LED 기반 광 무선통신 시스템에서 채널 할당방법.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 SINR 추정치는 상기 코디네이터에 의해 모니터링된 상기 LED 송신기에서의 간섭수준을 이용하여 결정되는 것을 특징으로 하는 LED 기반 광 무선통신 시스템에서 채널 할당방법.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 제6단계는,
    상기 LED 수신기의 요구 대역폭이 상기 가용 대역폭보다 큰 경우 상기 LED 수신기에 대하여 최소 전송속도 또는 최소 용량을 위한 채널연결을 설정하는 단계를 더 포함함을 특징으로 하는 LED 기반 광 무선통신 시스템에서 채널 할당방법.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 유휴 채널이 없거나 상기 SINR 추정치가 상기 SINR 임계치보다 크면 상기 LED 수신기에 대한 채널 할당이 거절되는 것을 특징으로 하는 LED 기반 광 무선통신 시스템에서 채널 할당방법.
  5. LED 가시광을 이용하여 무선통신하는 LED 기반 광 무선통신 시스템에서 채널 할당방법에 있어서,
    LED 송신기에서 자신의 커버리지에 새로 진입한 LED 수신기가 있는지를 확인하기 위한 스캔동작을 수행하는 제1단계;
    상기 새로 진입한 LED 수신기가 있으면 상기 LED 송신기는 상기 LED 수신기로부터 WQI ID를 요청하여 수신하는 제2단계;
    상기 LED 송신기에서 상기 LED 수신기로부터 수신된 WQI ID를 포함한 LED 수신기 정보 및 현재의 채널상태 정보를 코디네이터로 전송하는 제3단계;
    상기 코디네이터는 상기 수신된 LED 수신기의 WQI ID를 기초로 현재의 채널할당 현황을 확인하는 제4단계;
    상기 코디네이터는 유휴 채널이 있으면 SINR 추정치가 미리 설정된 SINR 임계치보다 낮은 경우에 상기 LED 수신기를 위한 채널을 할당하는 제5단계; 를 포함하는 LED 기반 광 무선통신 시스템에서 채널 할당방법.
  6. 제5항에 있어서,
    상기 제5단계는,
    상기 SINR 추정치가 상기 SINR 임계치보다 낮으면 상기 코디네이터에서 상기 LED 수신기에 대한 WQI ID 및 채널대역 ID를 생성하여 상기 LED 송신기로 전송하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 LED 기반 광 무선통신 시스템에서 채널 할당방법.
  7. 제5항에 있어서,
    제5단계 이후에,
    상기 코디네이터가 상기 LED 수신기로부터 데이터를 요청받으면 상기 LED 송신기로 상기 요청된 데이터를 전송하는 단계; 및
    상기 LED 송신기는 상기 요청된 데이터를 상기 할당된 채널을 통해 상기 LED 수신기로 전송하는 단계; 를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 LED 기반 광 무선통신 시스템에서 채널 할당방법.
  8. 제5항에 있어서,
    상기 제2단계에서, 상기 LED 송신기는 상기 WQI ID를 이용하여 상기 LED 수신기가 상기 커버리지에 이미 존재했던 수신기인지 새로 진입한 수신기인지를 판단하는 것을 특징으로 하는 LED 기반 광 무선통신 시스템에서 채널 할당방법.
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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN109547103A (zh) * 2018-12-17 2019-03-29 武汉邮电科学研究院有限公司 一种可见光信道的监测方法及系统

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20030060506A (ko) * 2002-01-09 2003-07-16 삼성전자주식회사 이동통신 시스템에서 호 수락 방법
KR20070082203A (ko) * 2006-02-15 2007-08-21 삼성전자주식회사 이동 통신 시스템에서 채널 할당 시스템 및 방법
KR20080022298A (ko) * 2006-09-06 2008-03-11 삼성전자주식회사 조명광 통신에서의 핸드오버 시스템 및 방법
KR20110031269A (ko) * 2009-09-19 2011-03-25 삼성전자주식회사 가시광 통신 시스템의 채널 할당 방법 및 장치

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20030060506A (ko) * 2002-01-09 2003-07-16 삼성전자주식회사 이동통신 시스템에서 호 수락 방법
KR20070082203A (ko) * 2006-02-15 2007-08-21 삼성전자주식회사 이동 통신 시스템에서 채널 할당 시스템 및 방법
KR20080022298A (ko) * 2006-09-06 2008-03-11 삼성전자주식회사 조명광 통신에서의 핸드오버 시스템 및 방법
KR20110031269A (ko) * 2009-09-19 2011-03-25 삼성전자주식회사 가시광 통신 시스템의 채널 할당 방법 및 장치

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN109547103A (zh) * 2018-12-17 2019-03-29 武汉邮电科学研究院有限公司 一种可见光信道的监测方法及系统
CN109547103B (zh) * 2018-12-17 2020-09-15 武汉邮电科学研究院有限公司 一种可见光信道的监测方法及系统

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