KR101934654B1 - Multi-level and multi-carrier screen modulation using wavelet transform - Google Patents

Multi-level and multi-carrier screen modulation using wavelet transform Download PDF

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KR101934654B1 KR1020170184832A KR20170184832A KR101934654B1 KR 101934654 B1 KR101934654 B1 KR 101934654B1 KR 1020170184832 A KR1020170184832 A KR 1020170184832A KR 20170184832 A KR20170184832 A KR 20170184832A KR 101934654 B1 KR101934654 B1 KR 101934654B1
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장영민
응웬반장
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국민대학교산학협력단
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Abstract

A method for optical wireless transmission according to an embodiment of the present invention comprises the steps of: a modulator receiving a transmission data input; the modulator converting the transmission data into a predetermined number of M-ASK symbols; the modulator applying an Inverse Discrete Wavelet Transform (IDWT) to the predetermined number of M-ASK symbols to generate an IDWT symbol; and the transmitter controlling the light source panel based on the IDWT symbol.

Description

웨이블릿 변환을 이용한 멀티 레벨 및 멀티 캐리어 스크린 변조{Multi-level and multi-carrier screen modulation using wavelet transform}[0001] Multi-level and multi-carrier screen modulation using wavelet transform [

본 발명은 웨이블릿 변환을 이용한 광학 무선 통신 방법 및 장치에 관한 것이다.The present invention relates to an optical wireless communication method and apparatus using wavelet transform.

최근 백열전구와 형광등과 같은 조명이 반도체 LED(Light Emitting Diode) 조명으로 교체되는 인프라를 이용하여 가시광 파장에 통신기능을 부가하여 무선 통신을 가능하게 하는 기술인 가시광 통신(Visible Light Communication; VLC) 기술이 활발히 연구되고 있으며, IEEE 802.15.7 국제표준규격도 완료되어 상용화를 위한 비즈니스 모델 발굴을 추진하고 있다. 그러나 IEEE 802.15.7은 주로 광 검출기(Photo Diode; PD)를 이용한 데이터 전송에 국한되어 있어 VLC 동글 등의 전용 통신장치를 사용해야 하는 문제점이 있다. 이에 따라 광검출기보다는 주로 스마트폰의 카메라와 같은 이미지 센서를 이용하고, 가시광선뿐만 아니라 적외선 및 자외선 파장까지 포함하는 광학 무선 통신(Optical Wirelesss Communications; OWC)의 국제표준화가 IEEE 802.15.7m OWC TG(Task Group)에서 진행되고 있다.Recently, Visible Light Communication (VLC) technology, which is a technology that enables wireless communication by adding a communication function to a visible light wavelength using an infrastructure in which an incandescent lamp and a fluorescent lamp are replaced with a semiconductor LED (Light Emitting Diode) And the IEEE 802.15.7 international standard has been completed, and business models for commercialization are being sought. However, since IEEE 802.15.7 is mainly limited to data transmission using a photodiode (PD), there is a problem of using a dedicated communication device such as a VLC dongle. Accordingly, the international standardization of Optical Wireless Communications (OWC), which mainly uses an image sensor such as a camera of a smart phone rather than a photodetector, and includes not only visible light but also infrared and ultraviolet wavelength, is disclosed in IEEE 802.15.7m OWC TG Task Group.

본 발명자는 IEEE 802.15.7m OWC TG 국제표준화 기구의 의장으로서 OWC 기술에 관한 많은 기고문을 제출하여 OWC 국제표준화를 선도하고 있으며, 본 발명은 OWC 국제표준기술의 가장 핵심적인 기술 중 하나인 웨이블릿 변환을 이용한 광학 무선 통신 시스템에 관한 것이다. 본 발명은 A-QL(Asynchronous Quick Link)에 적용될 수 있다.The present inventor has been leading the international standardization of OWC by presenting many articles related to OWC technology as the chairman of the IEEE 802.15.7m OWC TG International Standardization Organization. The present invention is one of the most important technologies of OWC international standard technology, To an optical wireless communication system using the same. The present invention can be applied to A-QL (Asynchronous Quick Link).

본 발명은 웨이블릿 변환을 이용한 광학 무선 통신 방법 및 장치를 제공한다.The present invention provides an optical wireless communication method and apparatus using wavelet transform.

본 발명의 일 실시예에 의한 광학 무선 송신 방법은, 변조기가 전송 데이터를 입력받는 단계, 상기 변조기가 상기 전송 데이터를 소정의 수의 M-ASK 심볼들로 변환하는 단계, 상기 변조기가 상기 소정의 수의 M-ASK 심볼들에 역 이산 웨이블릿 변환(IDWT; Inverse Discrete Wavelet Transform)을 적용하여 IDWT 심볼을 생성하는 단계, 및 송신기가 상기 IDWT 심볼에 기초하여 광원 패널을 제어하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 한다.An optical wireless transmission method according to an embodiment of the present invention includes a step of receiving a transmission data by a modulator, a step of the modulator converting the transmission data into a predetermined number of M-ASK symbols, The method comprising the steps of: generating an IDWT symbol by applying an inverse discrete wavelet transform (IDWT) to a number of M-ASK symbols; and controlling a light source panel based on the IDWT symbol by a transmitter .

일 실시예에서, 상기 역 이산 웨이블릿 변환은 n 레벨 변환이며, 상기 소정의 수의 M-ASK 심볼들은 상기 역 이산 웨이블릿 변환의 서브 밴드들 중 k개의 서브 밴드들에 대한 웨이블릿 계수(wavelet coefficient)로 입력되는 것을 특징으로 한다.In one embodiment, the inverse discrete wavelet transform is an n-level transform and the predetermined number of M-ASK symbols is a wavelet coefficient for k subbands of the inverse discrete wavelet transform Is input.

일 실시예에서, 상기 광원 패널의 광원들은 0부터 L까지의 밝기로 제어되며, 상기 M-ASK 심볼들의 최대 크기는 다음 식을 따르는 것을 특징으로 한다.In one embodiment, the light sources of the light source panel are controlled to have brightness from 0 to L, and the maximum size of the M-ASK symbols conforms to the following equation.

Max_amplitude = L*2n / kMax_amplitude = L * 2 n / k

일 실시예에서, 상기 소정의 수의 M-ASK 심볼들은 상기 역 이산 웨이블릿 변환의 하위 서브 밴드들의 웨이블릿 계수로 입력되지 않는 것을 특징으로 한다.In one embodiment, the predetermined number of M-ASK symbols are not input as wavelet coefficients of the lower subbands of the inverse discrete wavelet transform.

일 실시예에서, 상기 소정의 수의 M-ASK 심볼들은 상기 역 이산 웨이블릿 변환의 최하위 서브 밴드의 웨이블릿 계수로 입력되지 않는 것을 특징으로 한다.In one embodiment, the predetermined number of M-ASK symbols are not inputted as the wavelet coefficients of the lowest sub-band of the inverse discrete wavelet transform.

일 실시예에서, 상기 소정의 수의 M-ASK 심볼들은 상기 역 이산 웨이블릿 변환의 서브 밴드들 중 최하위 서브 밴드를 제외한 모든 서브 밴드들의 웨이블릿 계수로 입력되는 것을 특징으로 한다.In one embodiment, the predetermined number of M-ASK symbols are input as wavelet coefficients of all subbands excluding the lowest sub-band among the sub-bands of the inverse discrete wavelet transform.

일 실시예에서, 상기 역 이산 웨이블릿 변환은 2차원 변환이며, 상기 M-ASK 심볼들은 해당 서브 밴드의 웨이블릿 계수인 2차원 행렬로 구성되는 것을 특징으로 한다.In one embodiment, the inverse discrete wavelet transform is a two-dimensional transform, and the M-ASK symbols are composed of a two-dimensional matrix which is a wavelet coefficient of a corresponding subband.

일 실시예에서, 상기 송신기가 상기 역 이산 웨이블릿 변환의 k개의 서브 밴드들 각각을 통해 동일한 채널 추정 시퀀스를 송신하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 한다.In one embodiment, the transmitter further comprises transmitting the same channel estimation sequence through each of the k subbands of the inverse discrete wavelet transform.

일 실시예에서, 상기 전송 데이터를 입력받는 단계는, 복수의 채널별로 상기 전송 데이터를 입력 받는 단계를 포함하고, 상기 복수의 채널들은 상기 역 이산 웨이블릿 변환의 서로 다른 서브 밴드들에 각각 맵핑되는 것을 특징으로 한다.In one embodiment, the step of receiving the transmission data includes receiving the transmission data for each of a plurality of channels, and the plurality of channels are mapped to different subbands of the inverse discrete wavelet transform .

일 실시예에서, 상기 IDWT 심볼을 생성하는 단계는, 복수의 IDWT 심볼들을 생성하는 단계를 포함하고, 상기 광원 패널을 제어하는 단계는, 상기 복수의 IDWT 심볼들을 상기 광원 패널의 서로 다른 위치에 동시에 표시하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 한다.In one embodiment, the step of generating an IDWT symbol includes generating a plurality of IDWT symbols, and the step of controlling the light source panel may include simultaneously transmitting the plurality of IDWT symbols to different positions of the light source panel at the same time The method comprising the steps of:

일 실시예에서, 상기 IDWT 심볼을 생성하는 단계는, 상기 소정의 수의 M-ASK 심볼들에 시공간 블록 부호화(STBC; Space-Time Block Coding)를 적용한 후에 역 이산 웨이블릿 변환(IDWT)을 적용하여 상기 IDWT 심볼을 생성하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 한다.In one embodiment, the step of generating the IDWT symbol comprises applying Space-Time Block Coding (STBC) to the predetermined number of M-ASK symbols, applying an IDWT And generating the IDWT symbol.

일 실시예에서, M-ASK 심볼들로 변환하는 단계는, 상기 전송 데이터에 순방향 오류 정정(FEC; Forward Error Correction) 부호화를 적용한 후에 상기 소정의 수의 M-ASK 심볼들로 변환하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 한다.In one embodiment, the step of converting to M-ASK symbols comprises the step of applying forward error correction (FEC) coding to the transmission data and then converting to the predetermined number of M-ASK symbols .

일 실시예에서, 상기 광원 패널을 제어하는 단계는, 상기 IDWT 심볼에 기초하여 상기 광원 패널의 동일한 위치의 서로 다른 컬러 채널들을 제어하는 것을 특징으로 한다.In one embodiment, the step of controlling the light source panel controls different color channels at the same position of the light source panel based on the IDWT symbols.

일 실시예에서, 상기 IDWT 심볼을 생성하는 단계는, 복수의 IDWT 심볼들을 생성하는 단계를 포함하고, 상기 광원 패널을 제어하는 단계는, 상기 복수의 IDWT 심볼들을 상기 광원 패널의 동일한 위치의 서로 다른 컬러 채널들을 통해 각각 표시하는 것을 특징으로 한다.In one embodiment, the step of generating an IDWT symbol includes generating a plurality of IDWT symbols, and the step of controlling the light source panel further comprises the step of controlling the plurality of IDWT symbols in different positions Color channels, respectively.

본 발명의 일 실시예에 의한 광학 무선 수신 방법은, 수신기가 이미지 센서로부터 광원 패널을 촬영한 이미지를 수신하는 단계, 복조기가 상기 이미지로부터 IDWT(Inverse Discrete Wavelet Transform) 심볼을 검출하는 단계, 상기 복조기가 상기 IDWT 심볼에 이산 웨이블릿 변환(DWT; Discrete Wavelet Transform)을 적용하여 소정의 수의 M-ASK 심볼들을 복원하는 단계, 및 상기 복조기가 상기 소정의 수의 M-ASK 심볼들로부터 전송 데이터를 복원하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 한다.An optical wireless receiving method according to an embodiment of the present invention includes receiving an image of a light source panel taken by an image sensor from a receiver, detecting an IDWT (Inverse Discrete Wavelet Transform) symbol from the image by a demodulator, (M-ASK) symbols by applying discrete wavelet transform (DWT) to the IDWT symbols, and recovering transmission data from the predetermined number of M-ASK symbols by restoring a predetermined number of M- The method comprising the steps of:

일 실시예에서, 상기 이산 웨이블릿 변환은 n 레벨 변환이며, 상기 소정의 수의 M-ASK 심볼들을 복원하는 단계는, 상기 이산 웨이블릿 변환의 서브 밴드들 중 k개에 대한 웨이블릿 계수를 상기 소정의 수의 M-ASK 심볼들로 결정하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 한다.In one embodiment, the discrete wavelet transform is an n-level transform, and the step of reconstructing the predetermined number of M-ASK symbols comprises transforming the wavelet coefficients for k of the subbands of the discrete wavelet transform into the predetermined number ≪ / RTI > of the M-ASK symbols.

일 실시예에서, 상기 소정의 수의 M-ASK 심볼들을 복원하는 단계는, 상기 이산 웨이블릿 변환의 서브 밴드들 중 최하위 서브 밴드를 제외한 서브 밴드들의 웨이블릿 계수를 상기 소정의 수의 M-ASK 심볼들로 결정하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 한다.In one embodiment, the step of reconstructing the predetermined number of M-ASK symbols comprises: transforming the wavelet coefficients of the subbands excluding the lowest sub-band among the subbands of the discrete wavelet transform to the predetermined number of M-ASK symbols And a step of determining whether or not the value of the reference value is equal to or larger than the reference value.

일 실시예에서, 상기 이산 웨이블릿 변환은 2차원 변환이며, 상기 M-ASK 심볼들은 해당 서브 밴드의 웨이블릿 계수인 2차원 행렬로 구성되는 것을 특징으로 한다.In one embodiment, the discrete wavelet transform is a two-dimensional transform, and the M-ASK symbols are composed of a two-dimensional matrix which is a wavelet coefficient of a corresponding subband.

일 실시예에서, 상기 소정의 수의 M-ASK 심볼들을 복원하는 단계는, 상기 k개의 서브 밴드들 각각으로부터 채널 추정 시퀀스를 검출하는 단계, 및 상기 채널 추정 시퀀스에 기초하여 상기 소정의 수의 M-ASK 심볼들을 복원하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 한다.In one embodiment, recovering the predetermined number of M-ASK symbols comprises: detecting a channel estimation sequence from each of the k subbands; and estimating the predetermined number of M-ASK symbols based on the channel estimation sequence, And restoring the ASK symbols.

일 실시예에서, 상기 복조기는, 상기 이산 웨이블릿 변환의 복수의 서브 밴드들로부터 서로 다른 채널들의 전송 데이터를 각각 복원하는 것을 특징으로 한다.In one embodiment, the demodulator reconstructs transmission data of different channels from a plurality of subbands of the discrete wavelet transform.

일 실시예에서, 상기 IDWT 심볼을 검출하는 단계는, 상기 이미지의 서로 다른 위치에서 복수의 IDWT 심볼 각각을 검출하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 한다.In one embodiment, detecting the IDWT symbol comprises detecting each of a plurality of IDWT symbols at different positions of the image.

일 실시예에서, 상기 소정의 수의 M-ASK 심볼들을 복원하는 단계는, 상기 IDWT 심볼에 시공간 블록 복호화를 적용한 후에 상기 소정의 수의 M-ASK 심볼들을 복원하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 한다.In one embodiment, recovering the predetermined number of M-ASK symbols comprises recovering the predetermined number of M-ASK symbols after applying space time block decoding to the IDWT symbols .

일 실시예에서, 상기 전송 데이터를 복원하는 단계는, 상기 소정의 수의 M-ASK 심볼들에 FEC 복호화를 적용한 후에 상기 전송 데이터를 복원하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 한다.In one embodiment, the step of recovering the transmission data may include restoring the transmission data after applying the FEC decoding to the predetermined number of M-ASK symbols.

일 실시예에서, 상기 IDWT 심볼을 검출하는 단계는, 상기 이미지의 동일한 위치의 서로 다른 컬러 채널들로부터 상기 IDWT 심볼을 검출하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 한다.In one embodiment, detecting the IDWT symbol comprises detecting the IDWT symbol from different color channels at the same position of the image.

일 실시예에서, 상기 IDWT 심볼을 검출하는 단계는, 상기 이미지의 동일한 위치의 서로 다른 컬러 채널들로부터 복수의 IDWT 심볼들을 각각 검출하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 한다.In one embodiment, detecting the IDWT symbol comprises detecting a plurality of IDWT symbols from different color channels at the same position of the image, respectively.

본 발명의 일 실시예에 의한 광학 무선 송신 장치는, 전송 데이터를 입력받고, 상기 전송 데이터를 소정의 수의 M-ASK 심볼들로 변환하고, 상기 소정의 수의 M-ASK 심볼들에 역 이산 웨이블릿 변환(IDWT; Inverse Discrete Wavelet Transform)을 적용하여 IDWT 심볼을 생성하는 변조기, 및 상기 IDWT 심볼에 기초하여 광원 패널을 제어하는 송신기를 포함하는 것을 특징으로 한다.The optical wireless transmission apparatus according to an embodiment of the present invention receives transmission data, converts the transmission data into a predetermined number of M-ASK symbols, and outputs a predetermined number of M- A modulator for generating an IDWT symbol by applying an inverse discrete wavelet transform (IDWT), and a transmitter for controlling the light source panel based on the IDWT symbol.

본 발명의 일 실시예에 의한 광학 무선 수신 장치는, 이미지 센서로부터 광원 패널을 촬영한 이미지를 수신하는 수신기, 및 상기 이미지로부터 IDWT(Inverse Discrete Wavelet Transform) 심볼을 검출하고, 상기 IDWT 심볼에 이산 웨이블릿 변환(DWT; Discrete Wavelet Transform)을 적용하여 소정의 수의 M-ASK 심볼들을 복원하고, 상기 소정의 수의 M-ASK 심볼들로부터 전송 데이터를 복원하는 복조기를 포함하는 것을 특징으로 한다.An optical wireless receiver according to an embodiment of the present invention includes a receiver for receiving an image of a light source panel taken from an image sensor and a receiver for detecting an IDWT (Inverse Discrete Wavelet Transform) symbol from the image, And a demodulator for recovering a predetermined number of M-ASK symbols by applying a discrete wavelet transform (DWT) and restoring transmission data from the predetermined number of M-ASK symbols.

본 발명은, 본 발명의 일 실시예에 의한 방법을 컴퓨터에서 실행시키기 위하여 기록매체에 저장된 컴퓨터프로그램을 포함한다.The present invention includes a computer program stored on a recording medium for causing a computer to execute a method according to an embodiment of the present invention.

본 발명은, 본 발명의 일 실시예에 의한 방법을 컴퓨터에서 실행시키기 위한 프로그램을 기록한 컴퓨터로 읽을 수 있는 기록매체를 포함한다.The present invention includes a computer-readable recording medium storing a program for causing a computer to execute a method according to an embodiment of the present invention.

본 발명에 의하면 스크린을 이용한 광학 무선 통신을 효율적으로 수행할 수 있게 된다. 주변광에 의한 노이즈의 영향을 줄일 수 있으며, 기존의 A-QL 컬러 변조보다 데이터 레이트를 수 배 올릴 수 있다. 먼 거리(예를 들면 10m까지)에서 OCC 스크린 통신을 이용할 수 있으며, Mbps 단위의 링크 레이트를 얻을 수 있다.According to the present invention, optical wireless communication using a screen can be performed efficiently. The influence of noise due to ambient light can be reduced, and the data rate can be increased several times as compared with the conventional A-QL color modulation. OCC screen communication can be used at a long distance (for example, up to 10 m), and a link rate in units of Mbps can be obtained.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 의한 광학 무선 통신 시스템의 구성을 개략적으로 도시한 도면이다.
도 2는 4개의 채널을 통해 전송 데이터를 입력받아 1 레벨 2차원 역 이산 웨이블릿 변환을 수행하는 경우를 도시한 도면이다.
도 3은 16개의 채널을 통해 전송 데이터를 입력받아 2 레벨 2차원 역 이산 웨이블릿 변환을 수행하는 경우를 도시한 도면이다.
도 4은 7개의 채널을 통해 전송 데이터를 입력받아 2 레벨 2차원 역 이산 웨이블릿 변환을 수행하는 경우를 도시한 도면이다.
도 5는 광원 패널에 복수의 IDWT 심볼들이 서로 다른 위치에 동시에 표시된 것을 도시한 도면이다.
도 6은 본 발명의 일 실시예에 의한 광학 무선 송신 및 수신 과정을 개략적으로 도시한 도면이다.1 is a view schematically showing a configuration of an optical wireless communication system according to an embodiment of the present invention.
FIG. 2 is a diagram illustrating a case where transmission data is received through four channels and one-level two-dimensional inverse discrete wavelet transform is performed.
FIG. 3 is a diagram illustrating a case where two-level two-dimensional inverse discrete wavelet transform is performed by receiving transmission data through 16 channels.
FIG. 4 is a diagram illustrating a case where transmission data is received through seven channels and two-level two-dimensional inverse discrete wavelet transform is performed.
5 is a view showing a plurality of IDWT symbols displayed on different positions on the light source panel at the same time.
FIG. 6 is a schematic view illustrating an optical wireless transmission and reception process according to an embodiment of the present invention.

이하에서 본 발명의 기술적 사상을 명확화하기 위하여 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 상세하게 설명하도록 한다. 본 발명을 설명함에 있어서, 관련된 공지 기능 또는 구성요소에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우 그 상세한 설명을 생략할 것이다. 도면들 중 실질적으로 동일한 기능구성을 갖는 구성요소들에 대하여는 비록 다른 도면상에 표시되더라도 가능한 한 동일한 참조번호들 및 부호들을 부여하였다. 설명의 편의를 위하여 필요한 경우에는 장치와 방법을 함께 서술하도록 한다.Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings in order to clarify the technical idea of the present invention. In the following description of the present invention, a detailed description of known functions and configurations incorporated herein will be omitted when it may make the subject matter of the present invention rather unclear. BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS Fig. 1 is a block diagram of a computer system according to an embodiment of the present invention; Fig. For convenience of explanation, the apparatus and method are described together when necessary.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 의한 광학 무선 통신 시스템의 구성을 개략적으로 도시한 도면이다. 도 1을 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 의한 광학 무선 통신 시스템은 광학 무선 송신 장치(100)와 광학 무선 수신 장치(200)를 포함하며, 광학 무선 송신 장치(100)는 변조기(110)와 송신기(120)를 포함하고, 광학 무선 수신 장치(200)는 수신기(210)와 복조기(220)를 포함한다.1 is a view schematically showing a configuration of an optical wireless communication system according to an embodiment of the present invention. 1, an optical wireless communication system according to an exemplary embodiment of the present invention includes an optical wireless transmission apparatus 100 and an optical wireless reception apparatus 200. The optical wireless transmission apparatus 100 includes a modulator 110, And a transmitter 120. The optical wireless receiver 200 includes a receiver 210 and a demodulator 220.

변조기(110)는 전송 데이터를 입력받고, 입력받은 전송 데이터에 M-ASK 변조를 적용하여 소정의 수의 M-ASK 심볼들로 변환한다. 변조기(110)는 변환된 M-ASK 심볼들에 역 이산 웨이블릿 변환(IDWT; Inverse Discrete Wavelet Transform)을 적용하여 IDWT 심볼을 생성한다. M-ASK 심볼들은 역 이산 웨이블릿 변환의 서브 밴드들에 대한 웨이블릿 계수로 입력될 수 있다. 이때 변조기는 M-ASK 변조 방식을 사용하므로 역 이산 웨이블릿 변환의 출력은 실수값을 가지게 된다. 역 이산 웨이블릿 변환은 1차원 변환 또는 2차원 변환일 수 있으며, 이하 2차원 변환을 중심으로 설명한다.The modulator 110 receives transmission data and converts the received transmission data into a predetermined number of M-ASK symbols by applying M-ASK modulation. The modulator 110 applies an IDWT (Inverse Discrete Wavelet Transform) to the converted M-ASK symbols to generate an IDWT symbol. The M-ASK symbols may be input as wavelet coefficients for the subbands of the inverse discrete wavelet transform. Since the modulator uses the M-ASK modulation method, the output of the inverse discrete wavelet transform has a real value. The inverse discrete wavelet transform can be a one-dimensional transform or a two-dimensional transform.

송신기(120)는 생성된 IDWT 심볼에 기초하여 광원 패널(130)을 제어한다. 광원 패널(130)은 TV나 모니터의 화면, 모바일 기기의 화면, LED 전광판, 간판 등 복수의 광원들을 포함하는 모든 종류의 스크린을 포함할 수 있다. 송신기는 생성된 IDWT 심볼을 광원 패널에 표시할 수 있다. 웨이블릿 변환이 1차원 변환인 경우, 생성된 IDWT 심볼을 2차원 패턴으로 변환하여 광원 패널에 표시할 수 있다.The transmitter 120 controls the light source panel 130 based on the generated IDWT symbols. The light source panel 130 may include any type of screen including a plurality of light sources such as a TV or monitor screen, a screen of a mobile device, an LED electronic signboard, and a signboard. The transmitter can display the generated IDWT symbol on the light source panel. When the wavelet transform is a one-dimensional transform, the generated IDWT symbol can be converted into a two-dimensional pattern and displayed on the light source panel.

수신기(210)는 이미지 센서(230)로부터 광원 패널(130)을 촬영한 이미지를 수신한다. 복조기(220)는 수신된 이미지로부터 IDWT 심볼을 검출하고, 검출된 IDWT 심볼에 이산 웨이블릿 변환(DWT; Discrete Wavelet Transform)을 적용하여 소정의 수의 M-ASK 심볼들을 복원하고, 복원된 M-ASK 심볼들로부터 전송 데이터를 복원한다. 이산 웨이블릿 변환은 1차원 변환 또는 2차원 변환일 수 있으며, 이하 2차원 변환을 중심으로 설명한다.The receiver 210 receives the image of the light source panel 130 taken from the image sensor 230. The demodulator 220 detects an IDWT symbol from the received image, restores a predetermined number of M-ASK symbols by applying a discrete wavelet transform (DWT) to the detected IDWT symbol, and outputs the restored M-ASK And restores the transmission data from the symbols. The discrete wavelet transform can be a one-dimensional transform or a two-dimensional transform.

역 이산 웨이블릿 변환 및 이산 웨이블릿 변환은 n 레벨 변환일 수 있다. 2차원 변환의 경우 n 레벨 역 이산 웨이블릿 변환은 최대 4n개의 서브 밴드를 가질 수 있다. M-ASK 심볼들은 역 이산 웨이블릿 변환의 모든 서브 밴드들에 대한 웨이블릿 계수로 입력될 수도 있고, 그 중 일부 서브 밴드들에 대한 웨이블릿 계수로 입력될 수도 있다. 2차원 변환의 경우 M-ASK 심볼들은 2차원 행렬로 구성되어 해당 서브 밴드의 웨이블릿 계수로 입력될 수 있다. 모든 서브 밴드들이 이용되는 경우 최대의 데이터 레이트를 얻을 수 있다. 수신 측에선 이산 웨이블릿 변환의 출력인 각 서브 밴드의 웨이블릿 계수를 M-ASK 심볼로 결정할 수 있으며, 2차원 변환의 경우 M-ASK 심볼들이 웨이블릿 계수인 2차원 행렬로 구성될 수 있다.The inverse discrete wavelet transform and the discrete wavelet transform may be n-level transforms. For two-dimensional transforms, the n-level inverse discrete wavelet transform can have a maximum of 4 n subbands. The M-ASK symbols may be input as wavelet coefficients for all subbands of the inverse discrete wavelet transform, or may be input as wavelet coefficients for some of the subbands. In the case of two-dimensional transformation, the M-ASK symbols are composed of a two-dimensional matrix and can be input as wavelet coefficients of the corresponding sub-band. The maximum data rate can be obtained when all subbands are used. On the receiving side, the wavelet coefficients of each subband output from the discrete wavelet transform can be determined as M-ASK symbols. In case of two-dimensional transformation, M-ASK symbols can be composed of a two-dimensional matrix, which is a wavelet coefficient.

변조기는 전송 데이터를 복수의 채널별로 입력받고, 각 채널별로 전송 데이터를 M-ASK 심볼로 변환하여 각 서브 밴드의 웨이블릿 계수로 입력할 수 있다. 즉, 서로 다른 채널의 전송 데이터는 서로 다른 서브 밴드를 통해 전송할 수 있다. 여기서 채널은 통신 채널이 아니라 전송 데이터의 데이터 채널을 말한다. 수신 측에서는 서로 다른 서브 밴드에서 서로 다른 채널의 전송 데이터를 복원할 수 있다.The modulator receives transmission data for each of a plurality of channels, converts the transmission data into M-ASK symbols for each channel, and inputs the wavelet coefficients of each subband. That is, transmission data of different channels can be transmitted through different subbands. Here, the channel is not a communication channel but a data channel of transmission data. On the receiving side, transmission data of different channels in different subbands can be restored.

도 2는 4개의 채널을 통해 전송 데이터를 입력받아 1 레벨 2차원 역 이산 웨이블릿 변환을 수행하는 경우를 도시한 도면이다. 각 채널은 M*N개의 M-ASK 심볼을 전송하고, IDWT 심볼은 2M*2N개의 M-ASK 심볼을 전송할 수 있다.FIG. 2 is a diagram illustrating a case where transmission data is received through four channels and one-level two-dimensional inverse discrete wavelet transform is performed. Each channel transmits M * N M-ASK symbols, and IDWT symbols can transmit 2M * 2N M-ASK symbols.

도 3은 16개의 채널을 통해 전송 데이터를 입력받아 2 레벨 2차원 역 이산 웨이블릿 변환을 수행하는 경우를 도시한 도면이다. 각 채널은 M*N개의 M-ASK 심볼을 전송하고, IDWT 심볼은 4M*4N개의 M-ASK 심볼을 전송할 수 있다. 출력 이미지, 즉 IDWT 심볼의 크기가 일정한 경우, 역 이산 웨이블릿 변환의 레벨이 높아지더라도 전송할 수 있는 심볼의 양은 동일하므로 전송 속도는 늘어나지 않을 수 있으나, 주파수 필터에 유리하고 채널 간 간섭 감소의 효과를 얻을 수 있다.FIG. 3 is a diagram illustrating a case where two-level two-dimensional inverse discrete wavelet transform is performed by receiving transmission data through 16 channels. Each channel transmits M * N M-ASK symbols, and IDWT symbols can transmit 4M * 4N M-ASK symbols. In the case where the size of the output image, that is, the IDWT symbol is constant, even if the level of the inverse discrete wavelet transform is increased, since the amount of symbols to be transmitted is the same, the transmission rate may not increase. However, .

변조기는 반드시 모든 서브 밴드들을 다 이용할 필요는 없으며, 채널 상황에 따라 적절하게 서브 밴드들을 선택하여 이용할 수 있다. 하위 서브 밴드들은 DC 성분에 가까워 주변광의 영향을 많이 받을 수 있으므로 이용을 배제할 수 있다. 즉, 일정 주파수 아래의 서브 밴드들은 이용하지 않고 그 위의 서브 밴드들 중 전부 또는 일부를 이용할 수 있다. 특히 최하위 서브 밴드는 주변광의 영향을 가장 많이 받으므로 이용하지 않는 것이 바람직하다. 최하위 서브 밴드를 제외한 나머지 모든 서브 밴드들을 이용하면 주변광의 영향을 적게 받으면서 높은 데이터 레이트를 얻을 수 있다. 이 경우 M-ASK 심볼들은 역 이산 웨이블릿 변환의 근사 계수(approximation coefficient)로는 입력되지 않고 상세 계수(detail coefficient)로만 입력된다. 수신 측에서는 이산 웨이블릿 변환의 서브 밴드들 중 최하위 서브 밴드를 제외한 서브 밴드들의 웨이블릿 계수를 M-ASK 심볼로 결정할 수 있다.The modulator does not necessarily have to use all the subbands and can select and use the subbands appropriately according to the channel conditions. Since the lower subbands are close to the DC component, they may be affected by the ambient light and may be excluded. That is, all or some of the above subbands may be used without using subbands under a certain frequency. Particularly, it is preferable that the lowest sub-band is not used since it is most affected by ambient light. If all subbands except the lowest subbands are used, a high data rate can be obtained while receiving less influence of the ambient light. In this case, the M-ASK symbols are not inputted as the approximation coefficient of the inverse discrete wavelet transform but input only as the detail coefficient. On the receiving side, the wavelet coefficients of the subbands excluding the lowest sub-band among the subbands of the discrete wavelet transform can be determined as M-ASK symbols.

도 4은 7개의 채널을 통해 전송 데이터를 입력받아 2 레벨 2차원 역 이산 웨이블릿 변환을 수행하는 경우를 도시한 도면이다. 높은 서브 밴드는 많은 노이즈를 겪을 수 있으며, 따라서 높은 서브 밴드들에 대하여는 높은 레벨의 변환을 수행하지 않을 수 있다. 도 4를 참조하면, 4개의 채널(채널 1~4)의 데이터는 하위의 2 레벨 서브 밴드를 통해 전송하고, 3개의 채널(채널 5~7)의 데이터는 상위의 1 레벨 서브 밴드를 통해 전송한다. 2 레벨 서브 밴드를 이용하는 4개의 채널은 각각 M*N개의 M-ASK 심볼을 전송하고, 1 레벨 서브 밴드를 이용하는 3개의 채널은 각각 2M*2N개의 M-ASK 심볼을 전송하고, IDWT 심볼은 4M*4N개의 M-ASK 심볼을 전송할 수 있다.FIG. 4 is a diagram illustrating a case where transmission data is received through seven channels and two-level two-dimensional inverse discrete wavelet transform is performed. The high subbands may experience a lot of noise, and therefore may not perform high level conversions for the high subbands. Referring to FIG. 4, data of four channels (channels 1 to 4) are transmitted through lower two level subbands, and data of three channels (channels 5 to 7) are transmitted through upper one level subbands do. Four channels using 2-level sub-bands each transmit M * N M-ASK symbols, three channels using 1-level sub-bands each transmit 2M * 2N M-ASK symbols, and IDWT symbols transmit 4M * 4N M-ASK symbols can be transmitted.

역 이산 웨이블릿 변환의 입력의 최대값은 한 레벨을 지날 때마다 반으로 줄어드므로, 역 이산 웨이블릿 변환의 출력인 IDWT 심볼의 최대값이 광원 패널의 광원의 밝기 범위에 맞도록 역 이산 웨이블릿 변환의 입력인 M-ASK 심볼의 최대값을 결정할 수 있다.Since the maximum value of the input of the inverse discrete wavelet transform is reduced by half each time it passes one level, the inverse discrete wavelet transform is performed so that the maximum value of the IDWT symbol, which is the output of the inverse discrete wavelet transform, matches the brightness range of the light source of the light source panel. The maximum value of the input M-ASK symbol can be determined.

예를 들어 광원 패널의 광원들이 0부터 L까지의 밝기로 제어되고, k개의 서브 밴드들이 사용되는 경우, M-ASK 심볼의 최대값은 다음 식에 따라 결정될 수 있다.For example, when the light sources of the light source panel are controlled in brightness from 0 to L, and k subbands are used, the maximum value of the M-ASK symbol may be determined according to the following equation.

Max_amplitude = L*2n / kMax_amplitude = L * 2 n / k

광원이 8비트로 제어되는 경우 0부터 255까지의 밝기를 가질 수 있으며, 이 경우 M-ASK 심볼의 최대값은 255*2n / k 가 될 수 있다. 모든 서브 밴드들이 다 사용되는 경우 k=4n 이며, M-ASK 심볼의 최대값은 255/2n 이 될 수 있다.If the light source is controlled to 8 bits, it can have brightness from 0 to 255. In this case, the maximum value of the M-ASK symbol may be 255 * 2 n / k. K = 4 n when all subbands are used and the maximum value of the M-ASK symbol may be 255/2 n .

변조기는 복수의 IDWT 심볼들을 생성하고, 송신기는 생성된 복수의 IDWT 심볼들을 광원 패널의 서로 다른 위치에 동시에 표시할 수 있다. 동시에 표시되는 서로 다른 IDWT 심볼들이 동일한 M-ASK 심볼들을 전송할 수도 있고 상이한 M-ASK 심볼들을 전송할 수도 있다. Cyclic Prefix(CP)는 사용될 필요가 없으며, IDWT 심볼들 사이에 보호 공간(guard space)이 삽입될 수 있다. 도 5는 광원 패널에 복수의 IDWT 심볼들이 서로 다른 위치에 동시에 표시된 것을 도시한 도면이다. 수신 측에서는 촬영된 이미지의 서로 다른 위치에서 각각 IDWT 심볼을 검출할 수 있다.The modulator generates a plurality of IDWT symbols, and the transmitter can simultaneously display the generated plurality of IDWT symbols at different positions on the light source panel. Different IDWT symbols that are simultaneously displayed may transmit the same M-ASK symbols or may transmit different M-ASK symbols. A cyclic prefix (CP) need not be used, and a guard space may be inserted between the IDWT symbols. 5 is a view showing a plurality of IDWT symbols displayed on different positions on the light source panel at the same time. On the receiving side, IDWT symbols can be detected at different positions of the photographed image, respectively.

도 6은 본 발명의 일 실시예에 의한 광학 무선 송신 및 수신 과정을 개략적으로 도시한 도면이다. 도 6을 참조하면, 변조기는 전송 데이터에 순방향 오류 정정(FEC; Forward Error Correction) 부호화를 적용한 후에 M-ASK 심볼들로 변환할 수 있다. 순방향 오류 정정의 외부 부호로 리드 솔로몬 부호가 사용되고 내부 부호로 컨벌루션 부호가 사용될 수 있다. 예를 들어 외부 부호로 RS(15,11) 또는 RS(15,7)이 사용되고 내부 부호로 CC(1/4) 또는 CC(1/3)이 사용될 수 있다. 수신 측에서는 M-ASK 심볼에 FEC 복호화를 적용한 후에 전송 데이터를 복원할 수 있다.FIG. 6 is a schematic view illustrating an optical wireless transmission and reception process according to an embodiment of the present invention. Referring to FIG. 6, a modulator may convert forward error correction (FEC) coding to transmission data and then to M-ASK symbols. Reed-Solomon codes may be used as the outer codes of the forward error correction and convolutional codes may be used as the inner codes. For example, RS (15,11) or RS (15,7) may be used as an outer code and CC (1/4) or CC (1/3) may be used as an inner code. On the receiving side, it is possible to restore transmission data after applying FEC decoding to the M-ASK symbol.

변조기는 M-ASK 심볼들에 시공간 블록 부호화(STBC; Space-Time Block Coding)를 적용한 후에 역 이산 웨이블릿 변환(IDWT)을 적용함으로써 서로 다른 송신기 간 또는 동일 송신기 내의 서로 다른 반송파 간 간섭을 줄일 수 있다. 시공간 블록 부호화는 특히 복수의 송신기가 이용되고 동일한 부반송파들이 적용되는 경우에 유용하다. 송신 측에서는 역 이산 웨이블릿 변환 전에 시공간 블록 부호화를 수행하고, 수신 측에서는 이산 웨이블릿 변환 후에 채널 추정 및 시공간 블록 복호화가 적용될 수 있다. 여기서 채널은 통신 채널을 말한다.The modulator can reduce interference between different transmitters or between different carriers within the same transmitter by applying an inverse discrete wavelet transform (IDWT) after applying Space-Time Block Coding (STBC) to the M-ASK symbols . Space time block coding is particularly useful when multiple transmitters are used and the same subcarriers are applied. On the transmitting side, space time block coding is performed before inverse discrete wavelet transform, and on the receiving side, channel estimation and space time block decoding are applied after discrete wavelet transform. Here, the channel refers to a communication channel.

다중 반송파 변조에서는 서로 다른 부반송파들에 대한 노이즈 레벨이 상이할 수 있으므로 채널 추정 시퀀스가 필요하다. 예를 들어 주파수 도메인에서 채널들을 추정하기 위해 Chu 채널 추정 시퀀스가 이용될 수 있다. 이용되는 모든 반송파들을 통해 동일한 채널 추정 시퀀스가 전송될 수 있다. 수신 측에서는 채널 추정이 이루어지고, 각 채널에 대해 적응 문턱값이 독립적으로 설정될 수 있다. 복조기는 각 서브 밴드로부터 채널 추정 시퀀스를 검출하고 이에 기초하여 M-ASK 심볼을 복원할 수 있다.In multicarrier modulation, a channel estimation sequence is needed because the noise levels for different subcarriers may be different. For example, a Chu channel estimation sequence may be used to estimate channels in the frequency domain. The same channel estimation sequence may be transmitted over all carriers used. On the receiving side, channel estimation is performed, and an adaptation threshold value can be independently set for each channel. The demodulator may detect the channel estimation sequence from each subband and recover the M-ASK symbol based thereon.

광원 패널에 복수의 IDWT 심볼들이 표시되는 경우, 각 심볼들에 대한 채널 상태는 다를 수 있다. 따라서 각 IDWT 심볼마다 다른 웨이블릿 변환, 오류 정정 부호화, 또는 시공간 블록 부호화가 사용될 수 있다. 업링크가 없는 경우에는 모든 IDWT 심볼이 동일한 부호화를 사용할 수 있다. 업링크가 있는 경우에는 채널 벡터에 따라 부호화를 결정할 수 있다. 예를 들어 이미지 센서의 초점이 중심부의 IDWT 심볼에 맞은 경우, 가장자리의 IDWT 심볼들에 대하여는 더 강한 오류 정정을 이용할 수 있다.When a plurality of IDWT symbols are displayed on the light source panel, the channel states for the respective symbols may be different. Therefore, different wavelet transform, error correction coding, or space time block coding may be used for each IDWT symbol. If there is no uplink, all IDWT symbols can use the same encoding. If there is an uplink, the coding can be determined according to the channel vector. For example, if the focus of the image sensor is matched to the center IDWT symbol, stronger error correction can be used for the edge IDWT symbols.

하나의 IDWT 심볼 내의 각 서브 밴드들에 대하여도 다른 부호화가 사용될 수 있다. 높은 서브 밴드가 더 많은 노이즈를 겪으므로 낮은 서브 밴드에 비해 낮은 부호율이 사용될 수 있다.Different coding may be used for each subband in one IDWT symbol. Since higher subbands experience more noise, lower coding rates may be used than lower subbands.

광원 패널의 각 컬러 채널의 밝기를 독립적으로 제어하여 데이터 레이트를 높일 수 있다. 예를 들어 RGB 채널을 각각 제어하는 경우 데이터 레이트가 세 배가 될 수 있다. 변조기는 광원 패널의 동일한 위치의 서로 다른 컬러 채널들을 하나의 IDWT 심볼에 따라 제어하거나 서로 다른 IDWT 심볼에 따라 독립적으로 제어할 수 있다. 예를 들어 광원 패널의 동일한 위치에 RGB 채널을 각각 제어하여 세 개의 IDWT 심볼을 하나의 컬러 이미지로 표시할 수 있다. 수신 측에서는 이미지의 동일한 위치의 서로 다른 컬러 채널들로부터 하나의 IDWT 심볼을 검출하거나 복수의 IDWT 심볼들을 각각 검출할 수 있다.The brightness of each color channel of the light source panel can be independently controlled to increase the data rate. For example, when controlling RGB channels, the data rate may be tripled. The modulator can control different color channels at the same position of the light source panel according to one IDWT symbol or independently according to different IDWT symbols. For example, three IDWT symbols may be displayed as one color image by controlling the RGB channels at the same position on the light source panel. On the receiving side, one IDWT symbol may be detected or a plurality of IDWT symbols may be detected from different color channels at the same position of the image.

지금까지 본 발명에 대하여 도면에 도시된 바람직한 실시예들을 중심으로 상세히 살펴보았다. 이러한 실시예들은 이 발명을 한정하려는 것이 아니라 예시적인 것에 불과하며, 한정적인 관점이 아니라 설명적인 관점에서 고려되어야 한다. 본 발명의 진정한 기술적 보호범위는 전술한 설명이 아니라 첨부된 특허청구범위의 기술적 사상에 의해서 정해져야 할 것이다. 비록 본 명세서에 특정한 용어들이 사용되었으나 이는 단지 본 발명의 개념을 설명하기 위한 목적에서 사용된 것이지 의미한정이나 특허청구범위에 기재된 본 발명의 범위를 제한하기 위하여 사용된 것은 아니다. 본 발명의 각 단계는 반드시 기재된 순서대로 수행되어야 할 필요는 없고, 병렬적, 선택적 또는 개별적으로 수행될 수 있다. 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자는 특허청구범위에서 청구하는 본 발명의 본질적인 기술사상에서 벗어나지 않는 범위에서 다양한 변형 형태 및 균등한 타 실시예가 가능하다는 점을 이해할 것이다. 균등물은 현재 공지된 균등물뿐만 아니라 장래에 개발될 균등물 즉 구조와 무관하게 동일한 기능을 수행하도록 발명된 모든 구성요소를 포함하는 것으로 이해되어야 한다.The present invention has been described in detail with reference to the preferred embodiments shown in the drawings. These embodiments are to be considered as illustrative rather than limiting, and should be considered in an illustrative rather than a restrictive sense. The true scope of protection of the present invention should be determined by the technical idea of the appended claims rather than the above description. Although specific terms are used herein, they are used for the purpose of describing the concept of the present invention only and are not used to limit the scope of the present invention described in the claims or the claims. Each step of the present invention need not necessarily be performed in the order described, but may be performed in parallel, selectively, or individually. It will be understood by those skilled in the art that various changes in form and details may be made therein without departing from the spirit and scope of the invention as defined by the appended claims. It is to be understood that the equivalents include all components that are invented in order to perform the same function irrespective of the currently known equivalents as well as the equivalents to be developed in the future.

Claims (29)

변조기가 전송 데이터를 입력받는 단계;
상기 변조기가 상기 전송 데이터를 소정의 수의 M-ASK 심볼들로 변환하는 단계;
상기 변조기가 상기 소정의 수의 M-ASK 심볼들에 역 이산 웨이블릿 변환(IDWT; Inverse Discrete Wavelet Transform)을 적용하여 IDWT 심볼을 생성하는 단계; 및
송신기가 상기 IDWT 심볼에 기초하여 광원 패널을 제어하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하고,
상기 역 이산 웨이블릿 변환은 n 레벨 변환이며,
상기 소정의 수의 M-ASK 심볼들은 상기 역 이산 웨이블릿 변환의 서브 밴드들 중 k개의 서브 밴드들에 대한 웨이블릿 계수로 입력되는 것을 특징으로 하는 광학 무선 송신 방법.Receiving a transmission data from a modulator;
The modulator converting the transmission data into a predetermined number of M-ASK symbols;
Wherein the modulator generates an IDWT symbol by applying an inverse discrete wavelet transform (IDWT) to the predetermined number of M-ASK symbols; And
Characterized in that the transmitter controls the light source panel based on the IDWT symbol,
Wherein the inverse discrete wavelet transform is an n-level transform,
Wherein the predetermined number of M-ASK symbols are input as wavelet coefficients for k subbands of the inverse discrete wavelet transform subbands. 삭제delete 제1항에 있어서,
상기 광원 패널의 광원들은 0부터 L까지의 밝기로 제어되며,
상기 M-ASK 심볼들의 최대 크기는 다음 식을 따르는 것을 특징으로 하는 광학 무선 송신 방법.
Max_amplitude = L*2n / kThe method according to claim 1,
The light sources of the light source panel are controlled in brightness from 0 to L,
Wherein the maximum size of the M-ASK symbols is according to the following equation.
Max_amplitude = L * 2 n / k 제1항에 있어서,
상기 소정의 수의 M-ASK 심볼들은 상기 역 이산 웨이블릿 변환의 하위 서브 밴드들의 웨이블릿 계수로 입력되지 않는 것을 특징으로 하는 광학 무선 송신 방법.The method according to claim 1,
Wherein the predetermined number of M-ASK symbols are not input as wavelet coefficients of the lower subbands of the inverse discrete wavelet transform. 제1항에 있어서,
상기 소정의 수의 M-ASK 심볼들은 상기 역 이산 웨이블릿 변환의 최하위 서브 밴드의 웨이블릿 계수로 입력되지 않는 것을 특징으로 하는 광학 무선 송신 방법.The method according to claim 1,
Wherein the predetermined number of M-ASK symbols are not input as wavelet coefficients of a least significant subband of the inverse discrete wavelet transform. 제1항에 있어서,
상기 소정의 수의 M-ASK 심볼들은 상기 역 이산 웨이블릿 변환의 서브 밴드들 중 최하위 서브 밴드를 제외한 모든 서브 밴드들의 웨이블릿 계수로 입력되는 것을 특징으로 하는 광학 무선 송신 방법.The method according to claim 1,
Wherein the predetermined number of M-ASK symbols are input as wavelet coefficients of all subbands excluding the lowest sub-band among the sub-bands of the inverse discrete wavelet transform. 제1항에 있어서,
상기 역 이산 웨이블릿 변환은 2차원 변환이며,
상기 M-ASK 심볼들은 해당 서브 밴드의 웨이블릿 계수인 2차원 행렬로 구성되는 것을 특징으로 하는 광학 무선 송신 방법.The method according to claim 1,
Wherein the inverse discrete wavelet transform is a two-dimensional transform,
Wherein the M-ASK symbols comprise a two-dimensional matrix that is a wavelet coefficient of the corresponding subband. 제1항에 있어서,
상기 송신기가 상기 역 이산 웨이블릿 변환의 k개의 서브 밴드들 각각을 통해 동일한 채널 추정 시퀀스를 송신하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 광학 무선 송신 방법.The method according to claim 1,
Wherein the transmitter is further configured to transmit the same channel estimation sequence through each of the k subbands of the inverse discrete wavelet transform. 제1항에 있어서,
상기 전송 데이터를 입력받는 단계는, 복수의 채널별로 상기 전송 데이터를 입력 받는 단계를 포함하고,
상기 복수의 채널들은 상기 역 이산 웨이블릿 변환의 서로 다른 서브 밴드들에 각각 맵핑되는 것을 특징으로 하는 광학 무선 송신 방법.The method according to claim 1,
The receiving of the transmission data may include receiving the transmission data for each of a plurality of channels,
Wherein the plurality of channels are mapped to different subbands of the inverse discrete wavelet transform, respectively. 제1항에 있어서,
상기 IDWT 심볼을 생성하는 단계는, 복수의 IDWT 심볼들을 생성하는 단계를 포함하고,
상기 광원 패널을 제어하는 단계는, 상기 복수의 IDWT 심볼들을 상기 광원 패널의 서로 다른 위치에 동시에 표시하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 광학 무선 송신 방법.The method according to claim 1,
Wherein generating the IDWT symbol comprises generating a plurality of IDWT symbols,
Wherein the step of controlling the light source panel comprises simultaneously displaying the plurality of IDWT symbols at different positions on the light source panel. 제1항에 있어서,
상기 IDWT 심볼을 생성하는 단계는,
상기 소정의 수의 M-ASK 심볼들에 시공간 블록 부호화(STBC; Space-Time Block Coding)를 적용한 후에 역 이산 웨이블릿 변환(IDWT)을 적용하여 상기 IDWT 심볼을 생성하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 광학 무선 송신 방법.The method according to claim 1,
Wherein generating the IDWT symbol comprises:
And generating IDWT symbols by applying space-time block coding (STBC) to the predetermined number of M-ASK symbols and applying IDWT to the M-ASK symbols. Optical radio transmission method. 제1항에 있어서,
M-ASK 심볼들로 변환하는 단계는,
상기 전송 데이터에 순방향 오류 정정(FEC; Forward Error Correction) 부호화를 적용한 후에 상기 소정의 수의 M-ASK 심볼들로 변환하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 광학 무선 송신 방법.The method according to claim 1,
The step of converting to M-ASK symbols comprises:
And applying forward error correction (FEC) coding to the transmission data and then converting the transmission data into the predetermined number of M-ASK symbols. 제1항에 있어서,
상기 광원 패널을 제어하는 단계는,
상기 IDWT 심볼에 기초하여 상기 광원 패널의 동일한 위치의 서로 다른 컬러 채널들을 제어하는 것을 특징으로 하는 광학 무선 송신 방법.The method according to claim 1,
The step of controlling the light source panel includes:
And controlling different color channels at the same position of the light source panel based on the IDWT symbols. 제1항에 있어서,
상기 IDWT 심볼을 생성하는 단계는, 복수의 IDWT 심볼들을 생성하는 단계를 포함하고,
상기 광원 패널을 제어하는 단계는, 상기 복수의 IDWT 심볼들을 상기 광원 패널의 동일한 위치의 서로 다른 컬러 채널들을 통해 각각 표시하는 것을 특징으로 하는 광학 무선 송신 방법.The method according to claim 1,
Wherein generating the IDWT symbol comprises generating a plurality of IDWT symbols,
Wherein the step of controlling the light source panel displays the plurality of IDWT symbols through different color channels at the same position of the light source panel. 수신기가 이미지 센서로부터 광원 패널을 촬영한 이미지를 수신하는 단계;
복조기가 상기 이미지로부터 IDWT(Inverse Discrete Wavelet Transform) 심볼을 검출하는 단계;
상기 복조기가 상기 IDWT 심볼에 이산 웨이블릿 변환(DWT; Discrete Wavelet Transform)을 적용하여 소정의 수의 M-ASK 심볼들을 복원하는 단계; 및
상기 복조기가 상기 소정의 수의 M-ASK 심볼들로부터 전송 데이터를 복원하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하고,
상기 이산 웨이블릿 변환은 n 레벨 변환이며,
상기 소정의 수의 M-ASK 심볼들을 복원하는 단계는,
상기 이산 웨이블릿 변환의 서브 밴드들 중 k개에 대한 웨이블릿 계수를 상기 소정의 수의 M-ASK 심볼들로 결정하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 광학 무선 수신 방법.Receiving an image of the light source panel taken by the receiver from the image sensor;
The demodulator detecting an IDWT (Inverse Discrete Wavelet Transform) symbol from the image;
Applying a Discrete Wavelet Transform (DWT) to the IDWT symbol to recover a predetermined number of M-ASK symbols; And
Wherein the demodulator is configured to recover transmission data from the predetermined number of M-ASK symbols,
The discrete wavelet transform is an n-level transform,
The step of recovering the predetermined number of M-ASK symbols comprises:
And determining wavelet coefficients for k of the discrete wavelet transform subbands as the predetermined number of M-ASK symbols. 삭제delete 제15항에 있어서,
상기 소정의 수의 M-ASK 심볼들을 복원하는 단계는,
상기 이산 웨이블릿 변환의 서브 밴드들 중 최하위 서브 밴드를 제외한 서브 밴드들의 웨이블릿 계수를 상기 소정의 수의 M-ASK 심볼들로 결정하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 광학 무선 수신 방법.16. The method of claim 15,
The step of recovering the predetermined number of M-ASK symbols comprises:
And determining wavelet coefficients of the subbands excluding the lowest subband among the subbands of the discrete wavelet transform as the predetermined number of M-ASK symbols. 제15항에 있어서,
상기 이산 웨이블릿 변환은 2차원 변환이며,
상기 M-ASK 심볼들은 해당 서브 밴드의 웨이블릿 계수인 2차원 행렬로 구성되는 것을 특징으로 하는 광학 무선 수신 방법.16. The method of claim 15,
The discrete wavelet transform is a two-dimensional transform,
Wherein the M-ASK symbols comprise a two-dimensional matrix that is a wavelet coefficient of the corresponding subband. 제15항에 있어서,
상기 소정의 수의 M-ASK 심볼들을 복원하는 단계는,
상기 k개의 서브 밴드들 각각으로부터 채널 추정 시퀀스를 검출하는 단계; 및
상기 채널 추정 시퀀스에 기초하여 상기 소정의 수의 M-ASK 심볼들을 복원하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 광학 무선 수신 방법.16. The method of claim 15,
The step of recovering the predetermined number of M-ASK symbols comprises:
Detecting a channel estimation sequence from each of the k subbands; And
And recovering the predetermined number of M-ASK symbols based on the channel estimation sequence. 제15항에 있어서,
상기 복조기는,
상기 이산 웨이블릿 변환의 복수의 서브 밴드들로부터 서로 다른 채널들의 전송 데이터를 각각 복원하는 것을 특징으로 하는 광학 무선 수신 방법.16. The method of claim 15,
The demodulator,
And restoring transmission data of different channels from the plurality of subbands of the discrete wavelet transform, respectively. 제15항에 있어서,
상기 IDWT 심볼을 검출하는 단계는,
상기 이미지의 서로 다른 위치에서 복수의 IDWT 심볼 각각을 검출하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 광학 무선 수신 방법.16. The method of claim 15,
Wherein detecting the IDWT symbol comprises:
And detecting each of a plurality of IDWT symbols at different positions of the image. 제15항에 있어서,
상기 소정의 수의 M-ASK 심볼들을 복원하는 단계는,
상기 IDWT 심볼에 시공간 블록 복호화를 적용한 후에 상기 소정의 수의 M-ASK 심볼들을 복원하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 광학 무선 수신 방법.16. The method of claim 15,
The step of recovering the predetermined number of M-ASK symbols comprises:
And recovering the predetermined number of M-ASK symbols after applying space time block decoding to the IDWT symbols. 제15항에 있어서,
상기 전송 데이터를 복원하는 단계는,
상기 소정의 수의 M-ASK 심볼들에 FEC 복호화를 적용한 후에 상기 전송 데이터를 복원하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 광학 무선 수신 방법.16. The method of claim 15,
Wherein the step of restoring the transmission data comprises:
And restoring the transmission data after applying the FEC decoding to the predetermined number of M-ASK symbols. 제15항에 있어서,
상기 IDWT 심볼을 검출하는 단계는,
상기 이미지의 동일한 위치의 서로 다른 컬러 채널들로부터 상기 IDWT 심볼을 검출하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 광학 무선 수신 방법.16. The method of claim 15,
Wherein detecting the IDWT symbol comprises:
And detecting the IDWT symbol from different color channels at the same location of the image. 제15항에 있어서,
상기 IDWT 심볼을 검출하는 단계는,
상기 이미지의 동일한 위치의 서로 다른 컬러 채널들로부터 복수의 IDWT 심볼들을 각각 검출하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 광학 무선 수신 방법.16. The method of claim 15,
Wherein detecting the IDWT symbol comprises:
And detecting a plurality of IDWT symbols from different color channels at the same location of the image, respectively. 전송 데이터를 입력받고, 상기 전송 데이터를 소정의 수의 M-ASK 심볼들로 변환하고, 상기 소정의 수의 M-ASK 심볼들에 역 이산 웨이블릿 변환(IDWT; Inverse Discrete Wavelet Transform)을 적용하여 IDWT 심볼을 생성하는 변조기; 및
상기 IDWT 심볼에 기초하여 광원 패널을 제어하는 송신기를 포함하는 것을 특징으로 하고,
상기 역 이산 웨이블릿 변환은 n 레벨 변환이며,
상기 소정의 수의 M-ASK 심볼들은 상기 역 이산 웨이블릿 변환의 서브 밴드들 중 k개의 서브 밴드들에 대한 웨이블릿 계수로 입력되는 것을 특징으로 하는 광학 무선 송신 장치.ASK symbols, and applying an IDWT (Inverse Discrete Wavelet Transform) to the predetermined number of M-ASK symbols, A modulator for generating a symbol; And
And a transmitter for controlling the light source panel based on the IDWT symbol,
Wherein the inverse discrete wavelet transform is an n-level transform,
Wherein the predetermined number of M-ASK symbols are input as wavelet coefficients for k subbands of the inverse discrete wavelet transform subbands. 이미지 센서로부터 광원 패널을 촬영한 이미지를 수신하는 수신기; 및
상기 이미지로부터 IDWT(Inverse Discrete Wavelet Transform) 심볼을 검출하고, 상기 IDWT 심볼에 이산 웨이블릿 변환(DWT; Discrete Wavelet Transform)을 적용하여 소정의 수의 M-ASK 심볼들을 복원하고, 상기 소정의 수의 M-ASK 심볼들로부터 전송 데이터를 복원하는 복조기를 포함하고,
상기 이산 웨이블릿 변환은 n 레벨 변환이며,
상기 소정의 수의 M-ASK 심볼들을 복원하는 단계는,
상기 이산 웨이블릿 변환의 서브 밴드들 중 k개에 대한 웨이블릿 계수를 상기 소정의 수의 M-ASK 심볼들로 결정하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 광학 무선 수신 장치.A receiver for receiving an image of a light source panel taken from an image sensor; And
Extracting an IDWT (Inverse Discrete Wavelet Transform) symbol from the image, applying a Discrete Wavelet Transform (DWT) to the IDWT symbol to recover a predetermined number of M-ASK symbols, A demodulator for recovering transmission data from the ASK symbols,
The discrete wavelet transform is an n-level transform,
The step of recovering the predetermined number of M-ASK symbols comprises:
And determining wavelet coefficients for k of the discrete wavelet transform subbands as the predetermined number of M-ASK symbols. 제1항, 제3항 내지 제15항 및 제17항 내지 제25항 중 어느 한 항의 방법을 컴퓨터에서 실행시키기 위하여 기록매체에 저장된 컴퓨터프로그램.A computer program stored on a recording medium for causing a computer to execute the method of any one of claims 1, 3 to 15 and 17 to 25. 제1항, 제3항 내지 제15항 및 제17항 내지 제25항 중 어느 한 항의 방법을 수행하는 프로그램이 기록된 컴퓨터로 읽을 수 있는 기록매체.A computer-readable recording medium having recorded thereon a program for performing the method of any one of claims 1, 3 to 15, and 17 to 25.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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Anitha.K 외 2인, Modified Lifting Based DWT/IDWT Architecture for OFDM on Virtex-5 FPGA, Global Journal of Researches in Engineering Electrical and Electronics Engineering Volume 12 Issue 8 Version 1.0,*

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