KR101634044B1 - 무선 통신 시스템에서 데이터 송수신 방법 및 장치 - Google Patents

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Abstract

전송 심볼에 포함된 비트 별로 주파수를 할당하여 데이터를 송수신하는 방법 및 장치에 관한 기술이 개시된다. 개시된 데이터 전송 방법은 방법은 전송 심볼을 입력받는 단계; 상기 전송 심볼에 포함된 비트 값에 따라, 상기 비트 값을 할당할 할당 주파수를 선택하는 단계; 및 상기 비트 값이 할당된 할당 주파수를 이용하여, 상기 전송 심볼을 전송하는 단계를 포함하며, 상기 할당 주파수를 선택하는 단계는 상기 전송 심볼에 포함된 비트 별로 기 지정된 복수의 주파수 중에서, 상기 할당 주파수를 선택한다.

Description

무선 통신 시스템에서 데이터 송수신 방법 및 장치{Method and Device for Transmitting and Receiving Data in Wireless Communication System}
본 발명은 무선 통신 시스템에서 데이터 송수신 방법 및 장치에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 전송 심볼에 포함된 비트 별로 다중 주파수를 할당하여 데이터를 송수신하는 방법 및 장치에 관한 것이다.
일반적으로 무선 통신 시스템에서는 데이터를 변조하여 전송하며, 데이터 변조 방식에는 아날로그 변조와 디지털 변조가 있다. 최근 디지털 변조가 선호되며, 디지털 변조를 하는 이유는 아날로그 신호를 통신망에 전송하는 것보다 디지털 신호로 전송하는 것이 더 많은 장점을 가지고 있기 때문이다. 예를 들면, 오류가 발생했을 경우에도 아날로그 신호보다 디지털 신호에서 더 확실하게 복원을 할 수 있으며, 이러한 이유로 더 먼 거리의 정확한 전송을 가능하게 한다. 또한 디지털 전송은 아날로그 전송보다 덜 복잡하고 저렴하다.
디지털 변조 방식 중 주파수 분할 방식이 많이 이용되고 있으며, 직교 주파수 분할 다중화 방식(OFDM)은 주파수 분할 방식의 하나이다. 직교 주파수 분할 다중화 방식은 각기 다른 부반송파의 직교성을 이용하여 다수의 반송파에 여러 정보를 실어 보내는 변조 방식이다. 이 기법은 디지털 음향 방송 (DAB), 디지털 영상 방송 (DVB), IEEE 802.11 무선 지역 네트워크 (WLAN) 표준과 IEEE 802.16a 무선 도시 지역 네트 워크 (WMAN) 표준 등에 채택되었다.
이러한 주파수 분할 방식의 경우, 부반송파로 이용되는 각각의 주파수에 전송 용량에 따른 대역폭 할당이 필요하므로, 한정된 주파수 자원에서 부반송파로 이용할 수 있는 주파수에 한계가 있다.
본 발명은 전송 심볼에 포함된 비트 별로 주파수를 할당하여 데이터를 송수신하는 방법 및 장치를 제공하기 위한 것이다.
또한 본 발명은 제한된 주파수 자원을 효율적으로 이용하여 데이터를 송수신하는 방법 및 장치를 제공하기 위한 것이다.
상기한 목적을 달성하기 위해 본 발명의 일 실시예에 따르면, 전송 심볼을 입력받는 단계; 상기 전송 심볼에 포함된 비트 값에 따라, 상기 비트 값을 할당할 할당 주파수를 선택하는 단계; 및 상기 비트 값이 할당된 할당 주파수를 이용하여, 상기 전송 심볼을 전송하는 단계를 포함하며, 상기 할당 주파수를 선택하는 단계는 상기 전송 심볼에 포함된 비트 별로 기 지정된 복수의 주파수 중에서, 상기 할당 주파수를 선택하는 데이터 전송 방법을 제공한다.
또한 상기한 목적을 달성하기 위해 본 발명의 다른 실시예에 따르면, 데이터 전송 장치로부터 전송 심볼을 수신하는 단계; 상기 전송 심볼의 주파수 성분을 분석하여, 상기 전송 심볼에 포함된 비트 값이 할당된 주파수에 따라 상기 비트 값을 복원하는 단계를 포함하며, 상기 데이터 전송 장치는 상기 전송 심볼에 포함된 비트 별로 기 지정된 복수의 주파수 중에서, 상기 전송 심볼에 포함된 비트 값에 따라, 상기 비트 값을 할당할 주파수를 선택하는 데이터 수신 방법을 제공한다.
또한 상기한 목적을 달성하기 위해 본 발명의 또 다른 실시예에 따르면, 전송 심볼을 입력받는 단계; 상기 전송 심볼에 포함된 비트 각각에 대해, 비트 값을 할당할 할당 주파수를 선택하는 단계; 및 상기 할당 주파수에 따라 LED의 밝기를 조절하여 상기 전송 심볼을 전송하는 단계를 포함하며, 상기 할당 주파수를 선택하는 단계는 상기 전송 심볼에 포함된 비트 별로 기 지정된 복수의 주파수 중에서, 상기 할당 주파수를 선택하는 데이터 전송 방법을 제공한다.
또한 상기한 목적을 달성하기 위해 본 발명의 또 다른 실시예에 따르면, 복수의 주파수로 밝기가 조절되어 생성된 가시광 신호를, 데이터 전송 장치로부터 수신하는 단계; 롤링 셔터를 이용하여, 상기 가시광 신호에 대해 화면 스캔을 수행하는 단계; 및 스캔 라인별 밝기 정도에 따라, 상기 가시광 신호에 포함된 비트 값을 복원하는 단계를 포함하는 데이터 수신 방법을 제공한다.
본 발명에 따르면, 전송 심볼의 비트 값에 따라, 데이터 수신 장치로의 전송 여부 또는 전송 신호의 진폭이 결정되며 데이터 수신 장치는 수신된 주파수 성분과 수신되지 않은 주파수 성분을 구별하여 심볼을 복원할 수 있다.
또한 본 발명에 따르면, 심볼 단위로 하나의 비트 값을 하나의 주파수에 할당하여 데이터를 송수신하므로, 주파수 분할 변조 방식과 달리, 전송 용량에 따른 대역폭 할당이 불필요하며 따라서 한정된 주파수 자원에서 보다 많은 주파수를 이용하여 데이터를 송수신할 수 있다.
도 1은 본 발명의 일실시예에 따른 데이터 송수신 방법의 개념을 설명하기 위한 도면이다.
도 2는 본 발명의 일실시예에 따른 데이터 송수신 시스템을 설명하기 위한 도면이다.
도 3은 본 발명의 일실시예에 따른 데이터 전송 방법을 설명하기 위한 도면이다.
도 4는 본 발명의 일실시예에 따른 데이터 수신 방법을 설명하기 위한 도면이다.
도 5 내지 도 7은 본 발명의 구체적 실시예에 따른 데이터 송수신 방법의 개념을 설명하기 위한 도면이다.
도 8은 본 발명의 다른 실시예에 따른 데이터 송수신 시스템을 설명하기 위한 도면이다.
도 9는 본 발명의 다른 실시예에 따른 데이터 전송 방법을 설명하기 위한 도면이다.
도 10은 본 발명의 다른 실시예에 따른 데이터 수신 방법을 설명하기 위한 도면이다.
본 발명은 다양한 변경을 가할 수 있고 여러 가지 실시예를 가질 수 있는 바, 특정 실시예들을 도면에 예시하고 상세한 설명에 상세하게 설명하고자 한다. 그러나, 이는 본 발명을 특정한 실시 형태에 대해 한정하려는 것이 아니며, 본 발명의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변경, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다. 각 도면을 설명하면서 유사한 참조부호를 유사한 구성요소에 대해 사용하였다.
이하에서, 본 발명에 따른 실시예들을 첨부된 도면을 참조하여 보다 상세하게 설명한다.
도 1은 본 발명의 일실시예에 따른 데이터 송수신 방법의 개념을 설명하기 위한 도면으로서, 도 1에서는 4개의 비트를 포함하는 심볼을 전송하는 경우가 일실시예로서 설명된다.
도 1에 도시된 바와 같이, 전송 심볼에 포함된 비트 별로, 전송에 이용할 주파수가 지정되어 있으며, 본 발명에 따른 데이터 전송 장치는 전송 심볼에 포함된 비트 값에 따라, 비트 값을 할당할 할당 주파수를 선택한다.
도 1을 참조하면, 전송 심볼의 제1비트는 제1주파수(f1)를 통해 전송되며, 제2비트는 제2주파수(f2)를 통해 전송된다. 그리고 제3비트는 제3주파수(f3)를 통해 전송되며, 제4비트는 제4주파수(f4)를 통해 전송된다.
예를 들어 본 발명은, 전송 심볼이 '0011'인 경우 제1및 제2주파수에 비트 값 '1'을 할당하여, 기 설정된 전송 파워로 데이터 수신 장치로 전송한다. 또는 본 발명은 전송 심볼이 '1111'인 경우, 제1 내지 제4주파수 모두에 비트값 '1'을 할당하여, 기 설정된 전송 파워로 데이터 수신 장치로 전송한다. 비트 값이 '0'인 경우에는 해당 비트 값(0)이 비트 별로 지정된 주파수에 할당되지 않으며 데이터 수신 장치로 전송되지 않는다. 또는 실시예에 따라서, 본 발명은 비트 값이 '1'인 경우와 '0'인 경우의 진폭에 차이를 주어 데이터 수신 장치로 전송할 수 있다.
결국, 본 발명에 따르면, 전송 심볼의 비트 값에 따라, 데이터 수신 장치로의 전송 여부 또는 전송 신호의 진폭이 결정되며 데이터 수신 장치는 수신된 주파수 성분과 수신되지 않은 주파수 성분을 구별하여 심볼을 복원할 수 있다.
또한 본 발명에 따르면, 심볼 단위로 하나의 비트 값을 하나의 주파수에 할당하여 데이터를 송수신하므로, 주파수 분할 변조 방식과 달리, 전송 용량에 따른 대역폭 할당이 불필요하며 따라서 한정된 주파수 자원에서 보다 많은 주파수를 이용하여 데이터를 송수신할 수 있다.
또한 본 발명에 따르면, N개의 주파수를 이용할 경우 심볼당 N개의 비트를 전송할 수 있으며, 한 심볼을 전송하는데 필요한 시간이 Td일 경우 N/Td bits/sec의 전송 용량을 확보할 수 있다.
도 2는 본 발명의 일실시예에 따른 데이터 송수신 시스템을 설명하기 위한 도면이다.
도 2에 도시된 바와 같이, 본 발명에 따른 데이터 송수신 시스템은 데이터 전송 장치(210) 및 데이터 수신 장치(220)를 포함한다. 데이터 전송 장치(210)는 주파수 선택부(211) 및 심볼 전송부(213)을 포함한다. 데이터 수신 장치(220)는 심볼 수신부(221) 및 데이터 복원부(223)를 포함한다.
데이터 전송 장치(210)의 주파수 선택부(211)는 데이터 전송 장치(210)로 입력된 전송심볼에 포함된 포함된 비트 값에 따라, 비트 값을 할당할 할당 주파수를 선택한다. 이 때, 주파수 선택부(211)는 전송 심볼에 포함된 비트 별로 기 지정된 복수의 주파수 중에서, 할당 주파수를 선택한다.
도 1을 참조하면, 예를 들어, 전송 심볼이 '0010'인 경우 주파수 선택부(211)는 제2주파수(f2)를 제2비트인 '1'을 할당할 할당 주파수로 선택하며, '0'인비트에 대해서는 비트 값을 할당할 주파수를 선택하지 않는다.
심볼 전송부(213)는 비트 값이 할당된 할당 주파수를 이용하여, 전송 심볼을 전송한다. 즉, 심볼 전송부(213)는 비트 값을 할당할 할당 주파수가 선택된 경우, 할당 주파수를 이용하여 할당 주파수에 할당된 비트 값을 전송한다. 그리고 심볼 전송부(213)는 전송 심볼 중 할당 주파수가 선택되지 않은 비트 값은 전송하지 않을 수 있다. 또는 심볼 전송부(213)는 비트 값이 할당된 할당 주파수 신호의 진폭을, 비트 값이 할당되지 않은 주파수 신호의 진폭보다 크게 하여 전송할 수 있다.
이 때, 심볼 전송부(213)는 할당 주파수 중 최저 주파수에 따라 전송 시간을 결정하여, 전송 심볼을 전송하는 것이 바람직하다. 즉, 심볼 전송부(213)는 기 설정된 전송 구간에서 단위 심볼을 전송할 수 있다. 주파수가 작을수록 파장이 길어지기 때문에, 데이터 수신 장치(220)에서 최저 주파수의 신호를 수신하여 복원할 수 있도록, 심볼 전송부(213)는 할당 주파수 중 최저 주파수에 따라 결정된 단위 전송 시간 이상동안 하나의 전송 심볼을 전송하는 것이 바람직하다.
데이터 수신 장치(220)의 심볼 수신부(221)는 데이터 전송 장치로부터 전송 심볼을 수신한다. 데이터 복원부(223)는 전송 심볼의 주파수 성분을 분석하여, 전송 심볼에 포함된 비트 값이 할당된 주파수에 따라 비트 값을 복원한다.
데이터 수신 장치(220)는, 전송 심볼에 포함된 비트 별로 기 지정된 복수의 주파수 정보를 저장하고 있으며, 데이터 복원부(223)는 저장된 정보를 이용하여 검출된 주파수 성분과 검출되지 않은 주파수 성분에 따라 비트 값을 복원할 수 있다. 또는 데이터 복원부(223)는 주파수 성분의 크기에 따라 비트 값을 복원할 수 있다.
예를 들어, 전송 심볼이 '0010'인 경우, 제2주파수(f2) 성분에 '1'이 할당되어 기 설정된 전송 파워로 전송되므로 데이터 복원부(223)는 제2주파수(f2)를 검출할 수 있으며, 전송 심볼의 제2비트 값이 '1'임을 알 수 있다. 또한 데이터 복원부(223)는 제1, 제3 및 제4주파수를 검출하지 못하므로 전송 심볼의 나머지 비트 값이 '0'임을 알 수 있다.
최저 주파수에 따라 결정되는 전송 구간 내에서, 데이터 복원부(223)가 전송 심볼에 포함된 비트 별로 지정된 주파수 성분을 검출하지 못한 경우, 데이터 복원부(223)는 전송 심볼을 '0000'으로 판단할 수 있다.
도 3은 본 발명의 일실시예에 따른 데이터 전송 방법을 설명하기 위한 도면으로서, 도 2의 데이터 전송 장치의 데이터 전송 방법이 일실시예로서 설명된다.
본 발명에 따른 데이터 전송 장치는 전송 심볼을 입력받아(S310), 전송 심볼에 포함된 비트 값에 따라, 비트 값을 할당할 할당 주파수를 선택(S320)한다. 이 때, 데이터 전송 장치는 전송 심볼에 포함된 비트 별로 기 지정된 복수의 주파수 중에서, 할당 주파수를 선택할 수 있다.
그리고 데이터 전송 장치는 비트 값이 할당된 할당 주파수를 이용하여, 전송 심볼을 전송(S330)하는데, 비트 값을 할당할 할당 주파수가 선택된 경우, 할당 주파수를 이용하여 할당 주파수에 할당된 비트 값을 전송할 수 있다.
이 때, 데이터 전송 장치는 기 설정된 전송 구간에서 전송 심볼을 전송하며, 전송 구간은 할당 주파수 중 최저 주파수에 따라 결정될 수 있다. 그리고 전송 구간은 최저 주파수에 따라 결정된 전송 시간과 대응되거나 보다 큰 것이 바람직하다.
도 4는 본 발명의 일실시예에 따른 데이터 수신 방법을 설명하기 위한 도면으로서, 도 2의 데이터 수신 장치의 데이터 수신 방법이 일실시예로서 설명된다.
본 발명에 따른 데이터 수신 장치는 데이터 전송 장치로부터 전송 심볼을 수신(S410)하며, 전송 심볼의 주파수 성분을 분석하여, 전송 심볼에 포함된 비트 값이 할당된 주파수에 따라 비트 값을 복원(S420)한다. 이 때, 데이터 전송 장치는 전술된 바와 같이, 전송 심볼에 포함된 비트 별로 기 지정된 복수의 주파수 중에서, 전송 심볼에 포함된 비트 값에 따라, 비트 값을 할당할 주파수를 선택한다.
데이터 수신 장치는 전송 심볼에 포함된 비트 별로 기 지정된 복수의 주파수 정보를 이용하여, 비트 값이 할당된 주파수의 검출에 따라 비트 값을 복원할 수 있다. 즉, 데이터 수신 장치는 비트가 할당된 주파수 성분을 검출할 수 있으며, 검출된 주파수에 대한 비트 값을 복원할 수 있다.
도 5 내지 도 7은 본 발명의 구체적 실시예에 따른 데이터 송수신 방법의 개념을 설명하기 위한 도면으로서, 도 5 내지 도 7에서는 가시광 통신을 이용하는 방법이 설명된다.
먼저, 도 5를 참조하면, 데이터 전송 장치는 LED 조명을 통해, 2개의 비트를 포함하는 전송 심볼을 전송하며 제1주파수(f1) 및 제2주파수(f2)를 이용한다. 그리고 각각의 주파수로 밝기가 가변하는 2개의 LED 조명이 이용된다. 실시예에 따라서 도 1과 같은 전송 심볼을 전송하기 위해 제1 내지 제4주파수가 이용될 수 있으며, 이용되는 주파수 개수에 따라서 데이터를 전송하는 LED 개수가 달라질 수 있다.
도 5에서, 데이터 전송 장치의 제1LED 조명은 제1주파수(f1)로 전송심볼의 제1비트를 전송하며, 데이터 전송 장치의 제2LED 조명은 제2주파수(f2)로 전송심볼의 제2비트를 전송한다. 제1주파수는 제2주파수의 2배이다.
비트 값이 전송되지 않을 경우에, 제1LED 조명은 제1주파수(f1)로 밝기가 조절되며 평균 밝기는 일정하다. 또한 제2LED 조명은 제2주파수(f2)로 밝기가 조절되며 평균 밝기는 일정하다. 비트 값 '1'이 전송될 경우에 하이 레벨의 진폭이 커지며, 비트 값 '0'이 전송될 경우에 로우 레벨의 진폭이 커진다.
즉, 본 발명에 따른 데이터 전송 장치는 전송 심볼에 포함된 비트 별로 기 지정된 복수의 주파수 중에서, 할당 주파수를 선택하고 진폭을 조절하여 데이터를 전송할 수 있다.
데이터 수신 장치는 이미지 센서에 의해 생성되는 영상의 밝기 변화를 통해 전송되는 데이터를 복원할 수 있다. 보다 구체적으로 데이터 수신 장치는 롤링 셔터(rolling shutter)를 이용하여 라인 별 스캔을 통해 영상(510)을 생성한다. 그리고 스캔 라인의 화면 밝기 변화를 통해 제1 및 제2주파수 성분을 분석하고 비트 값을 복원할 수 있다. 스캔 영상(510)의 각 라인의 화살표는 스캔 방향을 나타낸다. 롤링 셔터는 전자식 셔터의 하나로서, CMOS 이미지 센서에 많이 이용된다.
제1 및 제2LED의 밝기 변화 패턴은 기본적으로 제1 및 제2주파수에 따라 결정되는 규칙적인 패턴이다. 따라서 데이터 수신 장치는 스캔 라인별 밝기 변화에 대해 푸리에 변환 연산을 이용하여, 제1 및 제2주파수 성분을 생성할 수 있으며, 각각의 주파수 성분 별로 밝기 변화를 확인하여 주파수 별 비트 값을 복원할 수 있다.
스캔 영상(510)의 각 라인의 숫자는 LED 조명의 평균 밝기를 기준으로 상대적인 밝기를 나타낸다. 예를 들어, LED 조명의 평균 밝기가 0이고, 주파수 별로 비트 값이 할당되지 않을 경우, 제1스캔 라인(511)의 밝기는 2이며, 제3스캔 라인(513)의 밝기는 0이 된다. 하지만 비트 값이 할당될 경우, 제1스캔 라인(511)의 밝기는 제1LED 조명의 비트 값 '1'에 의해 하이 레벨의 진폭이 커지므로 3이되며, 제3스캔 라인(513)의 밝기는 제2LED 조명의 비트 값 '0'에 의해 로우 레벨의 진폭이 커지므로 -1이 된다.
즉, 주파수에 할당된 비트 값에 따라서, 스캔 라인의 밝기 값, 즉 스캔 라인의 화소 값이 변하며 데이터 수신 장치는 비트 값을 복원할 수 있다. 하나의 프레임을 생성하기 위해 m개의 스캔 라인이 이용되고, 초당 n개의 프레임이 생성될 경우, 데이터 수신 장치는 초당 mn개의 스캔 라인의 밝기 변화를 통해 비트 값을 복원할 수 있다.
한편, 도 6에 도시된 바와 같이, 데이터 전송 장치는 2-PPM(Pulse Position Modulation) 방식으로 비트 별로 주파수를 할당하여 전송 심볼을 전송할 수 있다. 진폭을 조절하는 방식과 달리 비트 별로 펄스 위치를 변경시켜 비트 값을 결정한다. 비트 값이 0인지 1인지에 따라서 주기당 펄스 위치가 달라진다.
데이터 수신 장치는 도 5에서 설명된 바와 같이, 스캔 라인의 밝기 변화를 통하여 비트를 검출 및 복원할 수 있다. 예를 들어, 스캔 영상(610)에서 제1스캔 라인(611)의 경우, 제1주파수(f1)에서 0이 할당되고 제2주파수(f2)에서 0이 할당되고 펄스 위치가 앞쪽에 있으므로, 제1스캔 라인(611)의 밝기는 2에서 0으로 변한다. 제2스캔 라인(612)의 경우, 제1주파수(f1)에서 1이 할당되고 펄스 위치가 뒤쪽에 있고, 제2주파수(f2)에서는 비트 값이 할당되지 않으므로, 제2스캔 라인(612)의 밝기는 0에서 1로 변한다. 여기서, 스캔라인의 밝기가 0인 부분은 LED 조명에서 펄스가 할당되지 않은 부분과 대응된다.
데이터 수신 장치는 스캔 라인별로 할당되는 주파수에 대한 정보를 이용하여, 비트를 복원할 수 있다. 제1주파수(f1)는 제1 내지 제4스캔 라인(611 내지 614)에 할당되며, 제2주파수(f2)는 제1 및 제3스캔 라인(611, 613)에 할당된다. 이용되는 주파수 중 가장 높은 주파수의 한주기당 하나의 스캔이 이루어지도록 설정될 수 있다.
따라서, 데이터 수신 장치는 제1스캔 라인(611)의 밝기가 2에서 0으로 변경되기 때문에, 제1 및 제2주파수(f1, f2)를 통해 비트 1이 전송됨을 확인할 수 있다. 또한 데이터 수신 장치는 제2스캔 라인(612)의 밝기가 0에서 1로 변경되기 때문에, 제1주파수(f1)를 통해 비트 1이 전송됨을 확인할 수 있다.
또한 본 발명에 따른 데이터 전송 장치는 전술된 디지털 신호가 아닌 아날로그 신호를 이용하여 전송 심볼을 전송할 수도 있다. 도 7에 도시된 바와 같이, 2비트의 심볼을 제1주파수(f1) 및 제2주파수(f2)에 할당하고, 사인파를 이용하여 전송할 수 있으며, 데이터 전송 장치의 제1LED 조명은 제1주파수(f1)로 전송심볼의 제1비트를 전송하며, 데이터 전송 장치의 제2LED 조명은 제2주파수(f2)로 전송심볼의 제2비트를 전송할 수 있다.
전송 심볼의 비트 값에 따라 사인파의 진폭은 조절되며, 도 7에 도시된 바와 같이, 비트 값이 '1'일 경우 사인파의 진폭은 1이고, 비트 값이 '0'일 경우 사인파의 진폭은 0이 될 수 있다. 전술된 바와 같이, 진폭의 변화에 따라 데이터 수신 장치의 스캔 라인별 밝기가 변하며, 데이터 수신 장치는 밝기 변화에 따른 주파수 특성을 분석하여, 비트 값이 할당된 주파수 별로, 수신된 전송 심볼의 비트 값을 복원할 수 있다.
이 때, 데이터 전송 장치는 할당 주파수 중 최저 주파수에 따라 전송 시간을 결정하여, 심볼을 전송할 수 있다. 즉 도 7에 도시된 바와 같이, 데이터 전송 장치는 제1주파수(f1)보다 낮은 제2주파수(f2)의 주기를 전송 구간으로 설정하여, 전송 구간 단위로 심볼을 전송할 수 있다.
한편, 전술된 실시예에서는 각각의 LED가 서로 다른 주파수를 이용하여 전송 심볼을 전송하는 경우가 설명되었지만, 하나의 LED가 복수의 주파수를 이용하여 전송 심볼을 전송할 수도 있다. 예를 들어, 도 7에서 하나의 LED가 제1주파수(f1) 및 제2주파수(f2)의 사인파를 결합하여 데이터 수신 장치로 전송할 수 있다.
결국, 본 발명에 따르면 가시광 신호를 검출하기 위한 포토 다이오드 등의 소자없이도, 롤링 셔터와 이미지 센서를 탑재하고 있는 모바일 단말 등에서 용이하게 가시광 신호가 복원될 수 있다.
도 8은 본 발명의 다른 실시예에 따른 데이터 송수신 시스템을 설명하기 위한 도면이다.
도 8에 도시된 바와 같이, 본 발명에 따른 데이터 송수신 시스템은 데이터 전송 장치(810) 및 데이터 수신 장치(820)을 포함한다. 데이터 전송 장치(810)는 LED(811), 주파수 선택부(813) 및 제어부(815)를 포함한다. 데이터 수신 장치는 롤링 셔터(821), 이미지 센서(823) 및 데이터 복원부(825)를 포함한다.
주파수 선택부(813)는 전송 심볼에 포함된 비트 각각에 대해, 비트 값을 할당할 할당 주파수를 선택하고, 제어부(815)는 할당 주파수에 따라 LED의 밝기를 조절하기 위한 제어 신호를 생성하여 LED(811)로 전송한다. LED(811)는 제어 신호에 따라 밝기를 조절하여 가시광 신호, 즉 전송 심볼을 전송한다. 이 때, 주파수 선택부(813)는 전송 심볼에 포함된 비트 별로 기 지정된 복수의 주파수 중에서, 할당 주파수를 선택할 수 있다. 도 5 내지 7에서 설명된 바와 같이, 주파수 선택부(813)는 전송 심볼의 제1비트 값에 대해 제1주파수를 선택하고, 제2비트 값에 대해 제2주파수를 선택할 수 있다.
그리고 LED(811)의 개수는 할당 주파수의 개수에 대응될 수 있으며, LED(811)의 밝기는 할당 주파수 각각에 따라 밝기가 조절될 수 있다. 도 5 내지 도 7에서 설명된 바와 같이, 진폭 또는 펄스 위치의 변화에 따라 비트 값이 결정되고 LED(811)의 밝기가 변화한다. 또한 제1LED는 제1주파수로 가시광 신호를 전송하고 제2LED는 제2주파수로 가시광 신호를 전송할 수 있다.
데이터 수신 장치(820)의 이미지 센서(823)는 가시광 신호를 수신하여 영상을 생성하는데, 롤링 셔터(821)에 의해 스캔 라인 단위로 프레임 영상을 생성한다. 데이터 복원부(825)는 스캔 라인별 밝기 정도에 따라, 가시광 신호에 포함된 비트 값을 복원한다. 가시광 신호는 전송 심볼 정보를 포함하는 신호로서, 복수의 주파수로 밝기가 조절되어 생성된다.
도 9는 본 발명의 다른 실시예에 따른 데이터 전송 방법을 설명하기 위한 도면으로서, 도 8의 데이터 전송 장치의 데이터 전송 방법이 일실시예로서 설명된다.
본 발명에 따른 데이터 전송 장치는 전송 심볼을 입력받아(S910), 전송 심볼에 포함된 비트 각각에 대해, 비트 값을 할당할 할당 주파수를 선택(S920)한다. 도 5 내지 7에서 설명된 바와 같이 전송 심볼의 제1비트에 제1주파수를 할당하고, 제2비트에 제2주파수를 할당할 수 있다. 그리고, 데이터 전송 장치는 전송 심볼에 포함된 비트 별로 기 지정된 복수의 주파수 중에서, 할당 주파수를 선택할 수 있다.
데이터 전송 장치는 할당 주파수에 따라 LED의 밝기를 조절하여 전송 심볼을 전송(S930)하는데, 할당 주파수의 개수에 대응되는 LED를 이용할 수 있다. 그리고 LED 각각은 할당 주파수 각각에 따라 밝기가 조절될 수 있다. 또는 데이터 전송 장치는 하나의 LED를 이용하여 복수의 할당 주파수에 따른 전송 심볼을 결합하여 전송할 수 있다.
도 10은 본 발명의 일실시예에 따른 데이터 수신 방법을 설명하기 위한 도면으로서, 도 8의 데이터 수신 장치의 데이터 수신 방법이 일실시예로서 설명된다.
본 발명에 따른 데이터 수신 장치는 복수의 주파수로 밝기가 조절되어 생성된 가시광 신호를, 도 8의 데이터 전송 장치로부터 수신(S1010)하고, 롤링 셔터를 이용하여, 가시광 신호에 대해 화면 스캔을 수행(S1020)한다. 화면 스캔은 라인 별로 수행될 수 있으며, 라인별 스캔을 통해 프레임 영상이 생성될 수 있다.
그리고 데이터 수신 장치는 스캔 라인별 밝기, 즉 스캔 라인에 포함된 화소 값의 밝기 정도에 따라, 가시광 신호에 포함된 비트 값을 복원(S1030)한다. 이 때, 데이터 수신 장치는 스캔 라인별 밝기 정도를 이용하여, 가시광 신호에 포함된 주파수 성분을 검출하고, 검출된 주파수 성분에 포함된 비트 값을 복원할 수 있다.
앞서 설명한 기술적 내용들은 다양한 컴퓨터 수단을 통하여 수행될 수 있는 프로그램 명령 형태로 구현되어 컴퓨터 판독 가능 매체에 기록될 수 있다. 상기 컴퓨터 판독 가능 매체는 프로그램 명령, 데이터 파일, 데이터 구조 등을 단독으로 또는 조합하여 포함할 수 있다. 상기 매체에 기록되는 프로그램 명령은 실시예들을 위하여 특별히 설계되고 구성된 것들이거나 컴퓨터 소프트웨어 당업자에게 공지되어 사용 가능한 것일 수도 있다. 컴퓨터 판독 가능 기록 매체의 예에는 하드 디스크, 플로피 디스크 및 자기 테이프와 같은 자기 매체(magnetic media), CD-ROM, DVD와 같은 광기록 매체(optical media), 플롭티컬 디스크(floptical disk)와 같은 자기-광 매체(magneto-optical media), 및 롬(ROM), 램(RAM), 플래시 메모리 등과 같은 프로그램 명령을 저장하고 수행하도록 특별히 구성된 하드웨어 장치가 포함된다. 프로그램 명령의 예에는 컴파일러에 의해 만들어지는 것과 같은 기계어 코드뿐만 아니라 인터프리터 등을 사용해서 컴퓨터에 의해서 실행될 수 있는 고급 언어 코드를 포함한다. 하드웨어 장치는 실시예들의 동작을 수행하기 위해 하나 이상의 소프트웨어 모듈로서 작동하도록 구성될 수 있으며, 그 역도 마찬가지이다.
이상과 같이 본 발명에서는 구체적인 구성 요소 등과 같은 특정 사항들과 한정된 실시예 및 도면에 의해 설명되었으나 이는 본 발명의 보다 전반적인 이해를 돕기 위해서 제공된 것일 뿐, 본 발명은 상기의 실시예에 한정되는 것은 아니며, 본 발명이 속하는 분야에서 통상적인 지식을 가진 자라면 이러한 기재로부터 다양한 수정 및 변형이 가능하다. 따라서, 본 발명의 사상은 설명된 실시예에 국한되어 정해져서는 아니되며, 후술하는 특허청구범위뿐 아니라 이 특허청구범위와 균등하거나 등가적 변형이 있는 모든 것들은 본 발명 사상의 범주에 속한다고 할 것이다.

Claims (11)

  1. 복수의 비트를 포함하는 전송 심볼을 입력받는 단계;
    상기 전송 심볼에 포함된 비트 값에 따라, 상기 비트 값을 할당할 할당 주파수를 선택하는 단계; 및
    상기 비트 값이 할당된 할당 주파수를 이용하여, 상기 전송 심볼을 전송하는 단계를 포함하며,
    상기 할당 주파수를 선택하는 단계는
    상기 전송 심볼에 포함된 비트 별로 기 지정된 복수의 주파수 중에서, 상기 할당 주파수를 선택하며,
    상기 전송 심볼을 전송하는 단계는
    상기 복수의 할당 주파수 중 최저 주파수에 따라 결정된 전송 시간동안, 상기 전송 심볼을 전송하는
    데이터 전송 방법.
  2. 제 1항에 있어서,
    상기 전송 심볼을 전송하는 단계는
    상기 비트 값을 할당할 할당 주파수가 선택된 경우, 상기 할당 주파수를 이용하여 상기 할당 주파수에 할당된 비트 값을 전송하는
    데이터 전송 방법.
  3. 삭제
  4. 데이터 전송 장치로부터 전송 심볼을 수신하는 단계;
    상기 전송 심볼의 주파수 성분을 분석하여, 상기 전송 심볼에 포함된 비트 값이 할당된 주파수에 따라 상기 비트 값을 복원하는 단계를 포함하며,
    상기 데이터 전송 장치는
    상기 전송 심볼에 포함된 비트 별로 기 지정된 복수의 주파수 중에서, 상기 전송 심볼에 포함된 비트 값에 따라, 상기 비트 값을 할당할 주파수를 선택하며, 상기 복수의 할당 주파수 중 최저 주파수에 따라 결정된 전송 시간동안, 상기 전송 심볼을 전송하는
    데이터 수신 방법.
  5. 제 4항에 있어서,
    상기 비트 값을 복원하는 단계는
    상기 전송 심볼에 포함된 비트 별로 기 지정된 복수의 주파수 정보를 이용하여, 상기 비트 값이 할당된 주파수의 검출에 따라 상기 비트 값을 복원하는
    데이터 수신 방법.
  6. 삭제
  7. 삭제
  8. 삭제
  9. 삭제
  10. 삭제
  11. 삭제
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