KR101469957B1

KR101469957B1 - Ｌｅｄ-ｉｄ 시스템에서 ｌｅｄ-ｉｄ 태그 식별방법

Info

Publication number: KR101469957B1
Application number: KR1020130007189A
Authority: KR
Inventors: 장영민; 쿠마 몬달 라탄
Original assignee: 국민대학교산학협력단
Priority date: 2013-01-22
Filing date: 2013-01-22
Publication date: 2014-12-12
Also published as: KR20140094396A

Abstract

본 발명은 LED-ID 시스템에서 다수의 LED-ID 태그 간의 간섭발생으로 인해 LED-ID 리더에서 데이터 충돌시 LED-ID 리더에서 충돌된 LED-ID 태그를 식별하도록 하는 LED-ID 시스템에서의 LED-ID 태그 식별방법에 관한 것이다.
이를 위한 본 발명은, 다수의 LED-ID 태그 및 LED-ID 리더를 포함하는 LED-ID 시스템에서의 LED-ID 태그 식별방법에 있어서, 상기 LED-ID 리더에서 식별하고자 하는 다수의 LED-ID 태그의 개수(β) 및 간섭확률 기준치(Q)를 설정하는 단계; 상기 다수의 LED-ID 태그에서 상기 LED-ID 리더의 데이터 요청에 따라 데이터를 상기 LED-ID 리더로 전송하는 단계; 상기 LED-ID 리더에서 상기 다수의 LED-ID 태그의 데이터 전송시 상기 다수의 LED-ID 태그 간의 간섭으로 인한 데이터의 충돌발생 여부를 판단하는 단계; 상기 충돌발생시 상기 LED-ID 태그는 새로운 타임슬롯을 할당받는 단계; 비충돌시 비충돌된 LED-ID 태그의 간섭확률과 상기 설정된 LED-ID 태그의 간섭확률 기준치(Q)를 비교하여 간섭이 일어난 LED-ID 태그가 식별되었는지 판단하는 단계; 및 상기 간섭이 일어난 LED-ID 태그가 식별되었으면 모든 LED-ID 태그가 식별된 것으로 처리하는 단계를 포함한다.

Description

ＬＥＤ-ＩＤ 시스템에서 ＬＥＤ-ＩＤ 태그 식별방법{METHOD FOR IDENTIFYING LED-ID TAG IN IN LED-ID SYSTEM}

본 발명은 LED-ID 시스템에 관한 것으로서, 특히 LED-ID 시스템에서 다수의 LED-ID 태그 간의 간섭발생으로 인한 LED-ID 리더에서의 데이터 충돌을 최소화하고 LED-ID 리더에서 충돌된 LED-ID 태그를 정확하게 식별하도록 하는 LED-ID 시스템에서의 LED-ID 태그 식별방법에 관한 것이다.

LED-ID 기술은 LED(Light Emitting Diode) 광원을 이용하여 태그(tag) 정보를 송수신하는 새로운 LED 광원 기반의 식별(ID:IDentification)기술로 정의될 수 있다. LED-ID 기술은 차세대 조명으로 각광을 받고 있는 LED를 사용하여 조명 기능 이외에 추가적으로 ID정보의 전달 기능을 부여한 새로운 광-무선 기술로서 LED 광원이 존재하는 어느 장소에서나 원하는 ID정보를 획득할 수 있는 신기술이다.

이러한 LED-ID는 RF(Radio Frequency)를 이용하는 기존의 무선기술처럼 주파수 허가를 신규로 획득할 필요가 없고 기존 RF에 의한 주파수 간섭이 없으며, 넓은 LED광의 대역을 사용할 수 있다. 또한, 가시광을 이용하는 경우에는 통신여부를 눈으로 확인할 수 있어서 물리적인 보안기능이 탁월하며 고속 멀티미디어 데이터전송도 가능한 장점이 있다. 최근 다양한 분야에서 LED의 사용이 확산되고 있고 이러한 LED 기반의 시설물들에 LED-ID 기술을 적용할 수 있다.

기존의 LED 관련 연구는 가시광 통신(VLC:Visible Light Communication) 기술과 같이 조명과 결합된 통신에 역점을 두어 진행되어 왔다. 그러나, 상기와 같은 많은 장점과 가능성에도 불구하고 현재까지는 LED-ID 기술에 대한 연구는 아직까지 초기단계에 머물고 있다. 예컨대, 다수의 LED-ID 태그 및 LED-ID 리더가 함께 존재하는 LED-ID 시스템에서 LED-ID 태그의 FOV(Field of View) 간의 간섭에 의한 LED-ID 태그의 전송데이터가 충돌하는 경우 이를 해결하는 방법에 대한 해결방안이 제시되고 있지 않다. 또한, LED-ID 시스템에서는 이러한 충돌시 LED-ID 태그를 식별하기 위한 기술도 제시되지 않고 있다. 향후에 크게 성정할 것으로 예상되는 홈 네트워크 분야의 경우에 이러한 충돌방지 및 LED-ID 태그의 식별기술에 대한 연구개발이 요구되고 있다.

본 발명은 상기한 종래기술의 문제점과 기술개발의 요구에 부응하여 제안된 것으로서, LED-ID 시스템에서 다수의 LED-ID 태그 간의 간섭발생으로 인해 LED-ID 리더에서 데이터 충돌시 LED-ID 리더에서 충돌된 LED-ID 태그를 정확하게 식별할 수 있도록 하는 LED-ID 시스템에서의 LED-ID 태그 식별방법을 제공하는데 그 목적이 있다.

상기 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 LED-ID 시스템에서의 LED-ID 태그 식별방법은,

다수의 LED-ID 태그 및 LED-ID 리더를 포함하는 LED-ID 시스템에서의 LED-ID 태그 식별방법에 있어서, 상기 LED-ID 리더에서 식별하고자 하는 다수의 LED-ID 태그의 개수(β) 및 간섭확률 기준치(Q)를 설정하는 단계; 상기 다수의 LED-ID 태그에서 상기 LED-ID 리더의 데이터 요청에 따라 데이터를 상기 LED-ID 리더로 전송하는 단계; 상기 LED-ID 리더에서 상기 다수의 LED-ID 태그의 데이터 전송시 상기 다수의 LED-ID 태그 간의 간섭으로 인한 데이터의 충돌발생 여부를 판단하는 단계; 상기 충돌발생시 상기 LED-ID 태그는 새로운 타임슬롯을 할당받는 단계; 상기 비충돌시 상기 비충돌된 LED-ID 태그의 간섭확률과 상기 설정된 LED-ID 태그의 간섭확률 기준치(Q)를 비교하여 간섭이 일어난 LED-ID 태그가 식별되었는지 판단하는 단계; 및 상기 간섭이 일어난 LED-ID 태그가 식별되었으면 모든 LED-ID 태그가 식별된 것으로 처리하는 단계; 를 포함한다.

본 발명에서, 상기 LED-ID 태그에서 상기 LED-ID 리더로 데이터를 전송하는 단계는, 상기 LED-ID 리더에서 ID검출모드에서 다수의 LED-ID 태그로 웨이크업 신호를 전송하는 단계; 상기 LED-ID 태그에서 LED-ID 리더로부터 웨이크업 신호를 수신하면 조명모드에서 조명/데이터전송 모드로 전환하는 단계; 상기 LED-ID 태그에서 조명/데이터전송 모드로 전환되면 자신의 태그 ID 및 데이터를 상기 LED-ID 리더로 전송하는 단계; 상기 LED-ID 리더에서 상기 태그 ID 및 데이터가 수신되면 ID검출모드에서 데이터수신 모드로 전환하는 단계; 상기 LED-ID 리더에서 상기 LED-ID 태그로 데이터 전송을 요청하는 단계; 상기 LED-ID 태그에서 상기 LED-ID 리더로 데이터를 전송하는 단계; 및 상기 LED-ID 리더에서 상기 LED-ID 태그로 수신응답(ACK)를 전송하는 단계; 를 포함한다.

본 발명에서, 상기 LED-ID 리더에서 상기 LED-ID 태그로 데이터 전송을 요청하는 단계 및 상기 LED-ID 태그에서 상기 LED-ID 리더로 데이터를 전송하는 단계 이전에, 상기 LED-ID 태그에서 상기 LED-ID 리더로 비콘메시지를 전송하는 단계를 더 포함한다.

본 발명에서, 상기 간섭이 일어난 LED-ID 태그가 식별되었는지 판단하는 단계는, 비충돌된 LED-ID 태그의 간섭확률이 상기 설정된 LED-ID 태그의 간섭확률 기준치(Q)보다 작은지를 판단하는 단계; 및 상기 판단결과, 상기 설정된 LED-ID 태그의 간섭확률 기준치(Q)보다 작으면 상기 간섭이 일어난 LED-ID 태그가 식별된 것으로 판단하는 단계; 를 포함한다.

본 발명에서, 상기 충돌발생시 상기 LED-ID 태그는 새로운 타임슬롯을 할당받는 단계는, 상기 충돌발생한 LED-ID 태그에서 다른 LED-ID 태그들이 모두 식별될 때까지 재식별하기 위하여 다음 전송주기의 타임슬롯을 선택한다.

상기와 같은 본 발명에 따른 LED-ID 시스템에서의 LED-ID 태그 식별방법은 하기와 같은 효과가 있다.

본 발명에 따르면, LED-ID 시스템에서 간섭으로 인한 데이터 충돌시에도 LED-ID 태그의 정확한 식별이 가능하다.

또한, 본 발명에 따르면 다수의 LED-ID 태그에서 동일한 타임슬롯을 이용하여 LED-ID 리더로 데이터를 전송할 때 간섭에 의해 데이터 충돌이 발생하는 경우에도 충돌을 피할 수 있다.

도 1은 본 발명의 실시 예에 따른 LED-ID 시스템의 개략적인 구성도.
도 2는 본 발명의 실시 예에 따른 LED-ID 태그의 구성블럭도.
도 3은 본 발명의 실시 예에 따른 LED-ID 리더의 구성블럭도.
도 4는 본 발명에 따른 LED-ID 태그 및 리더 간의 통신흐름도.
도 5는 본 발명에 따른 LED-ID 태그 식별과정을 보인 흐름도.

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-ID 시스템의 개략적인 구성도이다.

도 1에 도시된 바와 같이, 본 발명의 실시 예에 따른 LED-ID 시스템은 다수의 LED-ID 태그(tag)(110), 다수의 LED-ID 리더(reader)(120), 태그관리부(130), 코어망(140) , LED-ID 서버(150) 및 응용서버(160)를 포함하여 구성된다.

LED-ID 태그(110)는 바람직하게는 LED를 광원으로 사용하는 조명기기로 구현될 수 있으며 내부에 태그 ID 또는 소정의 데이터를 포함한다. LED-ID 리더(120)는 무선 광 채널을 통한 가시광 통신을 이용하여 다수의 LED-ID 태그(110)와 데이터를 송수신한다. LED-ID 리더(120)는 휴대폰 등과 같이 사용자 단말로 구현할 수 있다.

LED-ID 리더(120)는 가시광 통신을 이용하여 다수의 LED-ID 태그(110)로 각각 태그 ID 또는 소정의 데이터를 요청하고, LED-ID 태그(110)는 이러한 요청에 응답하여 태그 ID 또는 데이터를 가시광 통신을 통해 해당 LED-ID 리더(120)로 전송한다. 또한, 다수의 LED-ID 리더(120)는 다수의 LED-ID 태그(110)에서 데이터 요청이 수신되며 각 LED-ID 태그(110)로 이를 전송할 수도 있다.

상기한 바와 같이 본 발명에 따른 LED-ID 시스템에서의 전송매체로는 바람직하게는 가시광을 사용하고 미디어 액세스 제어(MAC:Media Access Control)과 물리계층(PHY:Physical Layer)의 구조 및 기능은 IEEE 802.15.7 표준에 따른다.

다수의 LED-ID 태그(110)는 일정한 공간을 갖는 방, 박물관, 도시관, 전시장 등에 설치될 수 있으며, 이들 각 LED-ID 태그(110)의 동작은 태그관리부(130)에 의해 관리 및 제어된다. 특히 태그관리부(130)는 LED-ID 시스템에서 운영과 시스템의 자원할당 기능을 수행한다.

코어망(140)은 태그관리부(130)와 LED-ID 서버(150) 또는 응용서버(160)를 연결하는 통신망이다. 이러한 코어망(140)은 유선망 또는 무선망으로 구현될 수 있으며, LED-ID 태그(110) 및 LED-ID 리더(120)에서 요구하는 데이터를 LED-ID 서버(150) 또는 응용서버(160)에서 제공할 수 있도록 전달기능을 수행한다.

LED-ID 서버(150)는 LED-ID 리더(120)로부터 전송되는 LED-ID 태그(110)의 태그 ID를 이용하여 사용자의 ID를 확인하고 해당 사용자의 위치를 인식하며, 그 인식된 사용자 ID와 사용자의 위치를 이용한다.

응용서버(160)는 LED-ID 서버(110)에서 확인된 사용자의 ID와 사용자의 위치를 바탕으로 LED-ID 태그(110)가 필요로 하는 데이터를 LED-ID 리더(120)로 전송하도록 한다.

도 2는 본 발명의 실시 예에 따른 LED-ID 태그의 구성블럭도이다.

도 2를 참조하면, 본 발명에 따른 LED-ID 태그(110)는 저장부(111), 송신부(112), 수신부(113), 전원부(114) 및 태그제어부(115)를 포함하여 구성된다.

저장부(111)는 LED-ID 태그(110)의 태그 ID 또는 소정의 데이터를 저장한다. 이때, 이러한 태그 ID는 LED-ID 태그(110)마다 할당된 고유식별정보이다. 또한, 저장부(111)는 LED-ID 리더(120)로부터 수신된 데이터를 저장하다.

송신부(112)는 저장부(111)에 저장된 태그 ID 또는 데이터를 무선 광 채널을 통한 가시광 통신을 이용하여 LED-ID 리더(120)로 전송한다. 또한, 송신부(112)는 LED 조명을 발광하도록 한다. 이를 위하여 송신부(112)는 LED부(112a), LED드라이버(112b), 조명조정부(112c) 및 송신처리부(112d)를 포함한다. LED부(112a)는 적어도 하나 이상의 LED 어레이로 구성되며 광원으로부터 가시광이 조사되도록 하고, LED드라이버(112b)는 광원에서 가시광이 조사되도록 LED부(112a)를 구동한다. 조명조정부(112c)는 LED의 조명을 조정한다. 즉, LED부(112a)는 데이터 전송이 없을 경우에 조명으로 사용할 수 있는데, 조명조정부(112c)는 LED-ID 태그(110)가 데이터의 송수신을 수행하지 않을 경우에 조명을 비추도록 제어한다. 송신처리부(112d)는 저장부(111)에 저장된 태그 ID 또는 소정의 데이터를 처리하여 LED-ID 리더(120)로 전송할 수 있도록 한다. 이를 위해 여러 가지의 변조방식에 따라 LED-ID 서버(150) 또는 응용서버(160)로부터 전달된 데이터를 각각의 변조 방식의 신호로 변조하면서 해당 신호들을 특정 주파수 대역인 반송 주파수에 실어서 변조한다. 또한, 전기신호를 가시광 영역의 광신호로 변환하여 가시광을 신호로서 송신하도록 한다.

수신부(113)는 무선 광 채널을 통해 LED-ID 리더(120)로부터 수신된 데이터를 수신하여 저장부(111)에 저장한다. 이를 위해 수신부(113)는 포토디텍터(113a) 및 수신처리부(113b)를 포함한다. 포토디텍터(113a)는 무선 광 채널을 통해 LED-ID 리더(120)로부터 송신되는 광신호를 수신하여 전기신호로 변환하여 출력한다. 이러한 포토디텍터(113a)는 반도체 다이오드의 하나로서 수신된 광신호에 대응하는 전류를 발생함으로써 광신호 검출에 주로 사용되는 포토다이오드 등과 같은 광전변환 소자로 구성된다. 수신처리부(113b)는 포토디텍터(113a)에서 검출된 전기신호에 대응하는 데이터를 처리하여 저장부(111)에 저장하도록 한다.

전원부(114)는 LED-ID 태그(110)의 동작에 필요한 전원을 공급한다. 특히 송신부(112), 수신부(113) 및 후술하는 태그제어부(115)로 전원을 공급하도록 한다.

태그제어부(115)는 LED-ID 태그(110)의 전반적인 동작을 제어한다. 이러한 태그제어부(115)는 조명의 조사, 광신호의 전송, 태그 ID 또는 소정의 데이터 송수신 등과 관련하여 효율적으로 동작이 이루어지도록 제어한다.

도 3은 본 발명의 실시 예에 따른 LED-ID 리더의 구성블럭도이다.

도 3을 참조하면, 본 발명에 따른 LED-ID 리더(120)는 수신부(121), 송신부(122), 전원부(123) 및 리더제어부(124)를 포함하여 구성된다.

수신부(121)는 무선 광 채널을 통해 LED-ID 태그(110)로부터 수신된 태그 ID 또는 소정의 데이터를 수신한다. 이와 같이 수신된 태그 ID 또는 데이터는 이후에 LED-ID 서버(150)로 전송될 수 있다. 이러한 수신부(121)는 포토디텍터(121a) 및 수신처리부(121b)를 포함한다. 포토디텍터(121a)는 무선 광 채널을 통해 LED-ID 태그(110)로부터 송신되는 광신호를 수신하여 전기신호로 변환하여 출력한다. 이러한 포토디텍터(113a)는 반도체 다이오드의 하나로서 수신된 광신호에 대응하는 전류를 발생함으로써 광신호 검출에 주로 사용되는 포토다이오드 등과 같은 광전변환 소자로 구성된다. 수신처리부(121b)는 포토디텍터(121a)에서 검출된 전기신호에 대응하는 데이터를 처리한다.

송신부(122)는 LED-ID 서버(150) 또는 응용서버(160)로부터 전달되는 데이터를 무선 광 채널을 통해 LED-ID 태그(110)로 송신한다. 이를 위해 송신부(122)는 송신처리부(122a)를 포함한다. 이러한 송신처리부(122a)는 여러 가지의 변조방식에 따라 LED-ID 서버(150) 또는 응용서버(160)로부터 전달된 데이터를 각각의 변조 방식의 신호로 변조하면서 해당 신호들을 특정 주파수 대역인 반송 주파수에 실어서 변조한다. 또한, 송신처리부(122a)는 변조된 신호를 가시광 영역의 광신호로 변환하여 가시광으로서 광신호를 무선 광 채널을 통해 송신하도록 한다.

한편, 본 발명의 실시 예에 따른 LED-ID 태그(110) 및 리더(120)에서의 포토디텍터(113a,121a)는 LOS(line-of-sight)를 직접감지(direct detection:DD)하는 것이 가능하다.

도 4는 본 발명에 따른 LED-ID 태그 및 LED-ID 리더 간의 통신 흐름도이다.

도 4를 참조하면, 본 발명의 실시 예에서 LED-ID 리더(120)는 ID 검출모드에서 LED-ID 태그(110)와의 통신을 위해 웨이크업 신호를 LED-ID 태그(110)로 전송한다(S10). 그러면 LED-ID 태그(110)는 이러한 웨이크업 신호에 의하여 조명모드에서 조명/데이터전송 모드로 전환되며 태그 ID 또는 소정의 데이터를 포함한 비콘메시지를 생성하여 LED-ID 리더(120)로 전송한다(S11). 여기서, LED-ID 태그(110)는 바람직하게는 조명모드에서만 웨이크업 신호를 수신한다. LED-ID 리더(120)는 이러한 비콘 메시지의 수신에 의해 ID 검출모드에서 데이터 수신모드로 전환된다. 이러한 LED-ID 태그(110) 및 LED-ID 리더(120)의 모드변환은 태그관리부(130)에 의해 관리 및 진행된다.

이후에, LED-ID 태그(110)는 조명/데이터전송 모드에서 데이터 전송을 위한 타임슬롯을 할당하고 비콘 메시지를 발송한다(S12). 즉, LED-ID 리더(120)의 위치정보를 통해 적절한 타임슬롯을 할당하고 비콘메시지를 발송한다. 이때, 할당할 수 있는 타임슬롯의 수는 가변적이며 최대 노드 수를 설정함이 바람직하다. 그 이유는 제한 없이 많은 수의 타임 슬롯을 할당하게 된다면 많은 시간을 데이터 수신에 할당하게 되어 실시간성을 보장할 수 없게 된다. 이로써 LED-ID 리더(120)는 LED-ID 태그(110)로 태그 ID 또는 데이터를 요청한다(S13). 이와 같이 LED-ID 태그(110)에서 데이터 요청이 수신되면 LED-ID 리더(120)와 LED-ID 태그(110) 간에는 데이터 전송을 위한 자원 할당이 이루어진다(S14). 이후에 LED-ID 태그(110)는 비콘 메시지를 전송한 후(S15), LED-ID 리더(120)에서 요청한 데이터를 전송한다(S15). 그러면 LED-ID 리더(120)는 해당 데이터를 수신한 후 ACK 메시지를 LED-ID 태그(110)로 전송한다(S16).

한편, 상기와 같은 다수의 LED-ID 태그(110) 및 LED-ID 리더(120)의 통신에서는 인접한 LED-ID 태그(110) 간의 동작범위 내에서 서로 간의 간섭에 의해 LED-ID 리더(120)의 데이터 수신시 충돌이 발생할 수 있다. 이러한 충돌 문제를 해결하기 위해 본 실시 예에서는 슬롯화된(slotted) ALOHA 프로토콜을 이용한다. 이러한 슬롯화된 ALOHA 프로토콜에서는 무선 광 채널을 공유하는 다수의 LED-ID 태그(110)에서 LED-ID 리더(120)로 전송할 데이터가 있을 때 태그가 채널을 사용하는 일정한 시간 간격으로서 타임슬릇으로 구성된 프레임 단위로 데이터 통신을 수행한다. 이로써 LED-ID 리더(120)의 전송명령에 대하여 다수의 LED-ID 태그(110)가 응답하는 시간을 고정된 크기의 슬롯으로 나누고 다수의 LED-ID 태그(110)들이 각자 선택한 슬롯에 자신의 태그 ID 또는 데이터를 전송하게 되며 여러 개의 슬롯을 하나의 프레임으로 구성하여 태그를 인식하도록 한다.

도 5는 본 발명의 실시 예에 따른 간섭이 발생한 경우 LED-ID 태그의 식별과정을 보인 흐름도이다.

도 5에 도시된 바와 같이, 본 발명의 실시 예에 따른 LED-ID 태그의 식별방법에서는 간섭이 발생한 경우 먼저 식별하고자 하는 LED-ID 태그(110)의 개수(β) 및 간섭확률 기준치(Interference Probability)(Q)를 설정한다(S20). 간섭이 발생하면 LED-ID 리더(120)는 식별하고자 하는 LED-ID 태그(110)의 개수(β) 및 이들의 간섭확률 기준치(Q)를 설정할 수 있다. 일반적으로 확률이라 함은 어떤 일이 일어날 수 있는 가능성의 정도로, 본원 발명에서의 상기 간섭확률은 상기 LDE-ID 태그가 간섭이 일어날 수 있는 비율을 뜻한다. 즉, 간섭확률 기준치(Q)는 LED-ID 리더(120)에서 LED-ID 태그(110)로 신호전송시 LED-ID 리더(120)의 이동에 따라 간섭이 발생할 확률로서 LED-ID 태그(110)를 식별하기 어렵거나 불가능할 정도의 간섭에 대한 기준치를 의미한다. 이는 LED-ID 시스템에서 미리 설정된 값으로 결정될 수 있다. 이후에 LED-ID 태그(110)는 할당된 임의의 타임슬롯을 선택하여(S21) LED-ID 리더(120)로부터의 데이터 전송요청에 따라 데이터를 전송한다(S22). 이때, 다수의 LED-ID 태그(110)에서 동일한 타임슬롯을 이용하여 데이터를 전송하는 경우 LED-ID 리더(120)에서 데이터 충돌이 발생한다. 따라서, LED-ID 리더(120)는 충돌이 발생하였는지를 판단하고(S23), 충돌이 발생시 충돌이 발생한 LED-ID 태그(110)는 S21로 진행하여 다른 태그들이 모두 식별될 때까지 재식별하도록 다음주기의 타임슬롯을 선택하도록 한다(S21). 그러나 충돌이 발생하지 않으면 비충돌 태그의 간섭확률이 상기 S20 단계에서 설정된 간섭확률 기준치(Q)보다 작은 경우에는 모든 LED-ID 태그(110)가 성공적으로 식별된 것으로 판단하고(S24), 큰 경우에는 다시 S21 단계로 진행한다.

만약, 인접한 다수의 LED-ID 태그(110) 간에 간섭이 존재하는 경우 그 간섭확률을 Q라고 정의하면, 이러한 Q는 다르게는 간섭으로 인한 비식별되는 태그의 확률로도 정의될 수 있다. 따라서, 식별된 태그의 확률은 (1-Q)가 된다. 간섭이 발생한 경우 태그는 식별되지 않을 수도 있다. 각 라운드에서 식별된 태그에 대한 수식은 (1-Q)/e로 표시된다. 따라서, 식별되지 않고 남아 있는 태그에 대한 수식은 [1-(1-Q)/e]가 된다. 여기서, 식별하고자 하는 태그의 전체 개수를 β라고 하고 모든 LED-ID 태그를 식별하는데 걸리는 전체 라운드 개수를 ri라고 가정하면 초기의 전체 태그의 개수(β)에서 식별된 개수는 βㆍ[1-(1-Q)/e]^ri가 된다. 이때, 식별하고자 하는 목표 태그를 λ라고 할 때 βㆍλ의 태그가 식별된다. 이때 ri는 하기 수학식 1과 같이 계산될 수 있다.

여기서, β개의 모든 태그를 식별하는데 필요한 타임슬롯의 개수 T(β)는 하기 수학식 2와 같이 각 라운드별 미식별 태그의 값으로 계산될 수 있다.

상기에서 설명한 바와 같이, 본 발명에서는 다수의 LED-ID 태그(110)에서 동일한 타임슬롯을 이용하여 LED-ID 리더(120)로 데이터를 전송할 때 간섭에 의해 데이터 충돌이 발생하는 경우에도 충돌을 피할 수 있도록 한다.

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-ID 기술에 대한 관심이 고조되고 있다. LED-ID 기술은 기존의 RFID 기술과는 달리 넓은 LED광의 대역을 사용할 수 있고 보안기능이 탁월하며 고속 멀티미디어 데이터 전송도 가능하다는 장점이 있다. 이러한 LED-ID 기술은 가전기기, 이동통신기기, 조명분야, 광고분야, 의료분야, 환경분야, 농수산분야 등 LED 기반 시설물들에 LED-ID 기술을 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-ID 태그 120 : LED-ID 리더
130 : 태그관리부 140 : 코어망
150 : LED-ID 서버 160 : 응용서버

Claims

다수의 LED-ID 태그 및 LED-ID 리더를 포함하는 LED-ID 시스템에서의 LED-ID 태그 식별방법에 있어서,
상기 LED-ID 리더에서 식별하고자 하는 다수의 LED-ID 태그의 개수(β) 및 간섭확률 기준치(Q)를 설정하는 단계;
상기 다수의 LED-ID 태그에서 상기 LED-ID 리더의 데이터 요청에 따라 데이터를 상기 LED-ID 리더로 전송하는 단계;
상기 LED-ID 리더에서 상기 다수의 LED-ID 태그의 데이터 전송시 상기 다수의 LED-ID 태그 간의 간섭으로 인한 데이터의 충돌발생 여부를 판단하는 단계;
상기 충돌발생시 상기 LED-ID 태그는 새로운 타임슬롯을 할당받는 단계;
비충돌시 비충돌된 LED-ID 태그의 간섭확률과 상기 설정된 LED-ID 태그의 간섭확률 기준치(Q)를 비교하여 간섭이 일어난 LED-ID 태그가 식별되었는지 판단하는 단계; 및
상기 간섭이 일어난 LED-ID 태그가 식별되었으면 모든 LED-ID 태그가 식별된 것으로 처리하는 단계; 를 포함하는 LED-ID 시스템에서의 LED-ID 태그 식별방법.
제1항에 있어서,
상기 LED-ID 태그에서 상기 LED-ID 리더로 데이터를 전송하는 단계는,
상기 LED-ID 리더에서 ID검출모드에서 다수의 LED-ID 태그로 웨이크업 신호를 전송하는 단계;
상기 LED-ID 태그에서 LED-ID 리더로부터 웨이크업 신호를 수신하면 조명모드에서 조명/데이터전송 모드로 전환하는 단계;
상기 LED-ID 태그에서 조명/데이터전송 모드로 전환되면 자신의 태그 ID 및 데이터를 상기 LED-ID 리더로 전송하는 단계;
상기 LED-ID 리더에서 상기 태그 ID 및 데이터가 수신되면 ID검출모드에서 데이터수신 모드로 전환하는 단계;
상기 LED-ID 리더에서 상기 LED-ID 태그로 데이터 전송을 요청하는 단계;
상기 LED-ID 태그에서 상기 LED-ID 리더로 데이터를 전송하는 단계; 및
상기 LED-ID 리더에서 상기 LED-ID 태그로 수신응답(ACK)를 전송하는 단계; 를 포함하는 LED-ID 시스템에서의 LED-ID 태그 식별방법.
제2항에 있어서,
상기 LED-ID 리더에서 상기 LED-ID 태그로 데이터 전송을 요청하는 단계 및 상기 LED-ID 태그에서 상기 LED-ID 리더로 데이터를 전송하는 단계 이전에,
상기 LED-ID 태그에서 상기 LED-ID 리더로 비콘메시지를 전송하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 LED-ID 시스템에서의 LED-ID 태그 식별방법.
제1항에 있어서,
상기 간섭이 일어난 LED-ID 태그가 식별되었는지 판단하는 단계는,
비충돌된 LED-ID 태그의 간섭확률이 상기 설정된 LED-ID 태그의 간섭확률 기준치(Q)보다 작은지를 판단하는 단계; 및
상기 판단결과, 상기 설정된 LED-ID 태그의 간섭확률 기준치(Q)보다 작으면 상기 간섭이 일어난 LED-ID 태그가 식별된 것으로 판단하는 단계; 를 포함하는 LED-ID 시스템에서의 LED-ID 태그 식별방법.
제1항에 있어서,
상기 충돌발생시 상기 LED-ID 태그는 새로운 타임슬롯을 할당받는 단계는,
상기 충돌발생한 LED-ID 태그에서 다른 LED-ID 태그들이 모두 식별될 때까지 재식별하기 위하여 다음 전송주기의 타임슬롯을 선택하는 것을 특징으로 하는 LED-ID 시스템에서의 LED-ID 태그 식별방법.