KR102135526B1

KR102135526B1 - 통신 시스템에서 하이브리드 변조 방식을 사용하는 통신 방법 및 장치

Info

Publication number: KR102135526B1
Application number: KR1020190046218A
Authority: KR
Inventors: 장영민; 밍 득 디오
Original assignee: 국민대학교산학협력단
Priority date: 2019-01-17
Filing date: 2019-04-19
Publication date: 2020-08-26

Abstract

통신 시스템에서 하이브리드 변조 방식을 사용하는 통신 방법 및 장치가 개시된다. 제1 통신 노드는 프로세서; 상기 프로세서의 제어에 따라 제1 LED 집합을 점멸시킴으로써 제1 신호를 전송하는 제1 LED 어레이; 상기 프로세서의 제어에 따라 제2 LED 집합을 점멸시킴으로써 제2 신호를 전송하는 제2 LED 어레이; 및 상기 프로세서에 의해 실행되는 하나 이상의 명령들이 저장된 메모리를 포함한다. 따라서 통신 시스템의 성능이 향상될 수 있다.

Description

통신 시스템에서 하이브리드 변조 방식을 사용하는 통신 방법 및 장치{COMMUNICATION METHOD AND APPARATUS USING HYBRID MODULATION MANNER IN COMMUNICATION SYSTEM}

본 발명은 광학 카메라를 사용한 통신 기술에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 하이브리드 변조 방식에 기초한 통신 방법 및 장치에 관한 것이다.

정보통신 기술의 발전과 더불어 다양한 무선 통신 기술이 개발되고 있다. 가시광 통신(Visible Light Communication; VLC)은 LED(Light Emitting Diode)를 사용하여 수행될 수 있다. 가시광 통신 기술은 IEEE(Institute of Electrical and Electronics Engineers) 802.15.7에서 표준화되었으며, IEEE 802.15.7은 PHY(physical) 계층 및 MAC(medium access control) 계층의 기술들을 규정하고 있다. 특히, IEEE 802.15.7은 LoS(Line of Sight) 환경에서 고속 데이터 송수신을 위한 기술들을 규정하고 있으며, IEEE 802.15.7에 규정된 기술들은 실제 통신 환경에 적용되기 어려운 문제점이 있다.

IEEE 802.15.7의 개선 필요성에 따라 IEEE 802.15.7m의 표준화가 진행되었다. IEEE 802.15.7m은 OWC(Optical Wireless Communication) 기술을 규정하고 있으며, OWC 기술은 LiFi(Light Fidelity) 기술, OCC(Optical Camera Communication) 기술, 및 LED-ID(LED Identification) 기술 등을 포함할 수 있다.

OCC를 지원하는 통신 시스템(이하, "OCC 통신 시스템"이라 함)에서 송신기는 하나의 변조 방식(예를 들어, OOK(On Off Keying) 또는 PSK(Phase Shift Keying))을 사용하여 통신을 수행할 수 있다. 그러나 신호의 종류(예를 들어, 제어 정보 또는 사용자 데이터)에 따라 서로 다른 변조 방식이 사용되는 경우에 신호의 종류에 따른 전송 요구사항(예를 들어, 지연(delay), 신뢰도(reliability))이 충족될 수 있으나, 현재 OCC 통신 시스템에서 오직 하나의 변조 방식에 따라 신호가 송수신될 수 있다. 따라서 이러한 문제점을 해결하기 위한 통신 방법 및 장치가 필요하다.

상기와 같은 문제점을 해결하기 위한 본 발명의 목적은 통신 시스템에서 하이브리드 변조 방식을 사용하여 신호를 송수신하기 위한 방법 및 장치를 제공하는 데 있다.

상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 제1 실시예에 따른 제1 통신 노드는 프로세서; 상기 프로세서의 제어에 따라 제1 LED 집합을 점멸시킴으로써 제1 신호를 전송하는 제1 LED 어레이; 상기 프로세서의 제어에 따라 제2 LED 집합을 점멸시킴으로써 제2 신호를 전송하는 제2 LED 어레이; 및 상기 프로세서에 의해 실행되는 하나 이상의 명령들이 저장된 메모리를 포함하며, 상기 하나 이상의 명령들은, C-OOK 방식을 사용하여 제어 정보에 대한 변조 동작을 수행하고; 변조된 제어 정보에 기초하여 상기 제1 LED 어레이에 포함된 상기 제1 LED 집합을 점멸시킴으로써 상기 변조된 제어 정보를 포함하는 상기 제1 신호를 제2 통신 노드에 전송하고; DS8-PSK 방식을 사용하여 사용자 데이터에 대한 변조 동작을 수행하고; 그리고 변조된 사용자 데이터에 기초하여 상기 제2 LED 어레이에 포함된 상기 제2 LED 집합을 점멸시킴으로써 상기 변조된 사용자 데이터를 포함하는 상기 제2 신호를 상기 제2 통신 노드에 전송하도록 수행되고, 상기 제1 LED 집합 및 상기 제2 LED 집합 각각은 하나 이상의 LED들을 포함하고, 상기 제어 정보는 상기 제2 신호의 전송을 위해 필요한 정보 요소들을 포함한다.

여기서, 상기 제어 정보는 상기 제1 통신 노드의 ID, 상기 제2 통신 노드의 ID, 및 하이브리드 변조 방식을 지원하는 것을 지시하는 정보를 포함할 수 있다.

여기서, 상기 제어 정보는 상기 제2 LED 어레이에 포함된 LED 그룹들의 개수를 지시하는 정보 및 상기 LED 그룹들 각각에 포함된 LED들의 개수를 지시하는 정보, 상기 LED 그룹들 각각에서 LED 배치 형태를 지시하는 정보를 포함할 수 있다.

여기서, 상기 제어 정보는 글로벌 위상 시프트 값과 비트 스트림 간의 매핑 관계를 지시하는 제1 테이블의 정보, 디밍 레벨에 따른 비트 스트림과 로컬 위상 시프트 값 간의 매핑 관계를 지시하는 제2 테이블의 정보, 및 상기 디밍 레벨의 패턴의 정보를 포함할 수 있다.

여기서, 상기 디밍 레벨의 패턴은 패킷 또는 서브-패킷별로 적용될 수 있고, 상기 패킷은 복수의 서브-패킷들을 포함할 수 있고, 동일한 패킷에 포함된 상기 복수의 서브-패킷들은 동일한 사용자 데이터를 포함할 수 있다.

여기서, 상기 제2 신호는 상기 제2 LED 어레이에 포함된 기준 LED 그룹을 통해 전송되는 기준 신호 및 상기 제2 LED 어레이에 포함된 데이터 LED 그룹을 통해 전송되는 데이터 신호를 포함할 수 있고, 상기 기준 신호는 제1 로컬 위상 시프트 값을 가질 수 있고, 상기 데이터 신호는 제2 로컬 위상 시프트 값을 가질 수 있고, 상기 제1 로컬 위상 시프트 값과 상기 제2 위상 시프트 값 간의 차이는 글로벌 위상 시프트 값일 수 있다.

여기서, 상기 제2 신호는 상기 제2 통신 노드로부터 상기 제1 신호에 대한 응답 신호가 수신된 경우에 전송될 수 있으며, 상기 응답 신호는 상기 제2 통신 노드에서 하이브리드 변조 방식이 사용 가능한 것을 지시하는 정보를 포함할 수 있다.

상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 제2 실시예에 따른 제1 통신 노드는 프로세서; 상기 프로세서의 제어에 따라 제2 통신 노드에 포함된 제1 LED 어레이의 제1 점멸 상태를 촬영하는 제1 카메라; 상기 프로세서의 제어에 따라 상기 제2 통신 노드에 포함된 제2 LED 어레이의 제2 점멸 상태를 촬영하는 제2 카메라; 및 상기 프로세서에 의해 실행되는 하나 이상의 명령들이 저장된 메모리를 포함하며, 상기 하나 이상의 명령들은, C-OOK 방식을 사용하여 상기 제1 점멸 상태로부터 제어 정보를 획득하고; 그리고 DS8-PSK 방식을 사용하여 상기 제2 점멸 상태로부터 사용자 데이터를 획득하도록 수행되고, 상기 제어 정보는 상기 사용자 데이터의 수신을 위해 필요한 정보 요소들을 포함하고, 상기 사용자 데이터는 상기 제어 정보에 기초하여 획득된다.

여기서, 상기 제어 정보는 상기 제1 통신 노드의 ID, 상기 제2 통신 노드의 ID, 하이브리드 변조 방식을 지원하는 것을 지시하는 정보, 상기 제2 LED 어레이에 포함된 LED 그룹들의 개수를 지시하는 정보, 상기 LED 그룹들 각각에 포함된 LED들의 개수를 지시하는 정보, 및 상기 LED 그룹들 각각에서 LED 배치 형태를 지시하는 정보를 포함할 수 있다.

여기서, 상기 사용자 데이터는 상기 제2 LED 어레이에 포함된 기준 LED 그룹을 통해 수신된 기준 신호 및 상기 제2 LED 어레이에 포함된 데이터 LED 그룹을 통해 수신된 데이터 신호를 기초로 획득될 수 있고, 상기 기준 신호는 제1 로컬 위상 시프트 값을 가질 수 있고, 상기 데이터 신호는 제2 로컬 위상 시프트 값을 가질 수 있고, 상기 제1 로컬 위상 시프트 값과 상기 제2 위상 시프트 값 간의 차이는 글로벌 위상 시프트 값일 수 있다.

본 발명에 의하면, 통신 시스템에서 제1 통신 노드는 제1 변조 방식(예를 들어, C-OOK(Camera-On Off Keying)) 또는 제2 변조 방식(예를 들어, DS8-PSK(Dimmable Spatial 8-hase Shift Keying))을 사용하여 신호를 제2 통신 노드에 전송할 수 있다. 제1 변조 방식에 따른 신호 전송률은 제2 변조 신호에 따른 신호 전송률보다 낮을 수 있다. 제1 통신 노드는 제1 변조 방식을 사용하여 중요 정보(예를 들어, ID(identifier), 제2 변조 방식에 따른 전송을 위해 필요한 전송 파라미터들)를 전송할 수 있고, 제2 변조 방식을 사용하여 사용자 데이터를 전송할 수 있다.

한편, 제2 통신 노드는 중요 정보가 제1 변조 방식에 기초하여 전송될 것으로 기대할 수 있고, 사용자 데이터가 제2 변조 방식에 기초하여 전송될 것으로 기대할 수 있다. 따라서 제2 통신 노드는 제1 변조 방식에 기초하여 중요 정보를 획득할 수 있고, 중요 정보에 기초하여 사용자 데이터를 수신할 수 있다. 여기서, 사용자 데이터는 제2 변조 방식에 따라 수신될 수 있다. 따라서 신호의 종류별 전송 요구사항들이 만족할 수 있으며, 이에 따라 통신 시스템의 성능이 향상될 수 있다.

도 1은 통신 시스템의 제1 실시예를 도시한 개념도이다.
도 2는 통신 시스템을 구성하는 통신 노드의 제1 실시예를 도시한 블록도이다.
도 3은 통신 시스템에서 통신 노드에 포함된 송신 모듈의 제1 실시예를 도시한 블록도이다.
도 4는 통신 시스템에서 송신 모듈에 포함된 제1 송신 처리부의 제1 실시예를 도시한 블록도이다.
도 5는 통신 시스템에서 패킷의 제1 실시예를 도시한 블록도이다.
도 6은 통신 시스템에서 디코딩 방식의 제1 실시예를 도시한 개념도이다.
도 7은 통신 시스템에서 송신 모듈에 포함된 제2 송신 처리부의 제1 실시예를 도시한 블록도이다.
도 8은 통신 시스템에서 통신 노드에 포함된 제2 LED 어레이의 제1 실시예를 도시한 개념도이다.
도 9는 통신 시스템에서 통신 노드에 포함된 수신 모듈의 제1 실시예를 도시한 블록도이다.
도 10은 통신 시스템에서 수신 모듈에 포함된 제1 수신 처리부의 제1 실시예를 도시한 블록도이다.
도 11은 통신 시스템에서 데이터의 송수신 방법의 제1 실시예를 도시한 순서도이다.
도 12는 통신 시스템에서 디코딩 동작의 제1 실시예를 도시한 개념도이다.

본 발명은 다양한 변경을 가할 수 있고 여러 가지 실시예를 가질 수 있는 바, 특정 실시예들을 도면에 예시하고 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.

제1, 제2 등의 용어는 다양한 구성요소들을 설명하는데 사용될 수 있지만, 상기 구성요소들은 상기 용어들에 의해 한정되어서는 안 된다. 상기 용어들은 하나의 구성요소를 다른 구성요소로부터 구별하는 목적으로만 사용된다. 예를 들어, 본 발명의 권리 범위를 벗어나지 않으면서 제1 구성요소는 제2 구성요소로 명명될 수 있고, 유사하게 제2 구성요소도 제1 구성요소로 명명될 수 있다. 및/또는 이라는 용어는 복수의 관련된 기재된 항목들의 조합 또는 복수의 관련된 기재된 항목들 중의 어느 항목을 포함한다.

어떤 구성요소가 다른 구성요소에 "연결되어" 있다거나 "접속되어" 있다고 언급된 때에는, 그 다른 구성요소에 직접적으로 연결되어 있거나 또는 접속되어 있을 수도 있지만, 중간에 다른 구성요소가 존재할 수도 있다고 이해되어야 할 것이다. 반면에, 어떤 구성요소가 다른 구성요소에 "직접 연결되어" 있다거나 "직접 접속되어" 있다고 언급된 때에는, 중간에 다른 구성요소가 존재하지 않는 것으로 이해되어야 할 것이다.

본 출원에서 사용한 용어는 단지 특정한 실시예를 설명하기 위해 사용된 것으로, 본 발명을 한정하려는 의도가 아니다. 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다. 본 출원에서, "포함하다" 또는 "가지다" 등의 용어는 명세서상에 기재된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.

다르게 정의되지 않는 한, 기술적이거나 과학적인 용어를 포함해서 여기서 사용되는 모든 용어들은 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 일반적으로 이해되는 것과 동일한 의미를 가지고 있다. 일반적으로 사용되는 사전에 정의되어 있는 것과 같은 용어들은 관련 기술의 문맥 상 가지는 의미와 일치하는 의미를 가진 것으로 해석되어야 하며, 본 출원에서 명백하게 정의하지 않는 한, 이상적이거나 과도하게 형식적인 의미로 해석되지 않는다.

이하, 첨부한 도면들을 참조하여, 본 발명의 바람직한 실시예를 보다 상세하게 설명하고자 한다. 본 발명을 설명함에 있어 전체적인 이해를 용이하게 하기 위하여 도면상의 동일한 구성요소에 대해서는 동일한 참조부호를 사용하고 동일한 구성요소에 대해서 중복된 설명은 생략한다.

본 발명에 따른 실시예들이 적용되는 통신 시스템(communication system)이 설명될 것이다. 본 발명에 따른 실시예들이 적용되는 통신 시스템은 아래 설명된 내용에 한정되지 않으며, 본 발명에 따른 실시예들은 다양한 통신 시스템에 적용될 수 있다. 여기서, 통신 시스템은 통신 네트워크(network)와 동일한 의미로 사용될 수 있다.

도 1은 통신 시스템의 제1 실시예를 도시한 개념도이다.

도 1을 참조하면, 통신 시스템은 복수의 통신 노드들(110, 120)을 포함할 수 있다. 복수의 통신 노드들(110, 120)은 IEEE(Institute of Electrical and Electronics Engineers) 802.15.7(예를 들어, IEEE 802.15.7m)에 규정된 통신 방식들을 사용하여 통신을 수행할 수 있다. 예를 들어, 복수의 통신 노드들(110, 120) 각각은 LED(Light Emitting Diode) 및 카메라를 포함할 수 있고, LED를 점멸시킴으로써 신호를 전송할 수 있고, 카메라에 의해 촬영된 LED의 점멸 상태에 기초하여 신호를 획득할 수 있다. 복수의 통신 노드들(110, 120) 각각은 센서(sensor) 노드, IoT(Internet of Things) 노드, 스마트폰(smart phone) 등일 수 있다. 복수의 통신 노드들(110, 120) 각각은 다음과 같은 구조를 가질 수 있다.

도 2는 통신 시스템을 구성하는 통신 노드의 제1 실시예를 도시한 블록도이다.

도 2를 참조하면, 통신 노드(200)는 프로세서(210), 메모리(220), 송신 모듈(230), 및 수신 모듈(240)을 포함할 수 있다. 또한, 통신 노드(200)는 저장 장치(250) 등을 더 포함할 수 있다. 통신 노드(200)에 포함된 각각의 구성 요소들은 버스(bus)(260)에 의해 연결되어 서로 통신을 수행할 수 있다.

다만, 통신 노드(200)에 포함된 각각의 구성요소들은 공통 버스(260)가 아니라, 프로세서(210)를 중심으로 개별 인터페이스 또는 개별 버스를 통하여 연결될 수도 있다. 예를 들어, 프로세서(210)는 메모리(220), 송신 모듈(230), 수신 모듈(240), 및 저장 장치(250) 중에서 적어도 하나와 전용 인터페이스를 통하여 연결될 수도 있다.

프로세서(210)는 메모리(220) 및 저장 장치(250) 중에서 적어도 하나에 저장된 프로그램 명령(program command)을 실행할 수 있다. 프로세서(210)는 중앙 처리 장치(central processing unit, CPU), 그래픽 처리 장치(graphics processing unit, GPU), 또는 본 발명의 실시예들에 따른 방법들이 수행되는 전용의 프로세서를 의미할 수 있다. 메모리(220) 및 저장 장치(250) 각각은 휘발성 저장 매체 및 비휘발성 저장 매체 중에서 적어도 하나로 구성될 수 있다. 예를 들어, 메모리(220)는 읽기 전용 메모리(read only memory, ROM) 및 랜덤 액세스 메모리(random access memory, RAM) 중에서 적어도 하나로 구성될 수 있다.

송신 모듈(230)은 LED 어레이(array)를 포함할 수 있으며, 프로세서(210)의 제어에 따라 동작할 수 있다. 수신 모듈(240)은 카메라를 포함할 수 있으며, 프로세서(210)의 제어에 따라 동작할 수 있다. 송신 모듈(230)은 다음과 같이 구성될 수 있다.

도 3은 통신 시스템에서 통신 노드에 포함된 송신 모듈의 제1 실시예를 도시한 블록도이다.

도 3을 참조하면, 송신 모듈(300)은 제1 송신 처리부(310), 제2 송신 처리부(320), 디밍(dimming) 제어부(330), 제1 LED 어레이(340), 및 제2 LED 어레이(350)를 포함할 수 있다. 제1 송신 처리부(310)는 제1 변조 방식(예를 들어, OOK(Camera-On Off Keying))을 사용하여 입력 신호를 처리할 수 있고, 제2 송신 처리부(320)는 제2 변조 방식(예를 들어, DS8-PSK(Dimmable Spatial 8-Phase Shift Keying))을 사용하여 입력 신호를 처리할 수 있다. 제1 변조 방식에 따른 신호 전송률은 제2 변조 방식에 따른 신호 전송률보다 낮을 수 있다.

제1 송신 처리부(310)의 입력 신호는 제어 정보(예를 들어, 중요 정보)를 포함할 수 있다. 예를 들어, 제어 정보는 통신 노드의 ID(identifier), 제2 변조 방식에 따른 전송을 위해 필요한 전송 파라미터들 등을 포함할 수 있다. 제2 송신 처리부(320)의 입력 신호는 사용자 데이터(예를 들어, 데이터 신호)일 수 있다. 제1 송신 처리부(310)는 다음과 같이 구성될 수 있다.

도 4는 통신 시스템에서 송신 모듈에 포함된 제1 송신 처리부의 제1 실시예를 도시한 블록도이다.

도 4를 참조하면, 제1 송신 처리부(400)는 제1 FEC(Forward Error Correction) 유닛(410), Ab(Asynchronous bit) 삽입 유닛(420), 제2 FEC 유닛(430), 인코더(encoder)(440), 및 변조기(450)를 포함할 수 있다. 실시예들에서 유닛(unit)은 특정 기능을 수행하는 수단(means), 엔터티(entity), 장치(apparatus) 등을 의미할 수 있다. 제1 FEC 유닛(410)은 제1 송신 처리부(400)에 포함되지 않을 수 있다. 제1 송신 처리부(400)와 제1 송신 처리부(400)에 대응하는 구성들(예를 들어, 도 3에 도시된 제1 LED 어레이(340), 도 9에 도시된 제1 카메라(910) 및 제1 수신 처리부(940))은 아래 표 1에 기재된 모드들 중에서 하나의 모드에 따라 동작할 수 있다. 아래 표 1에서 DS(data symbol)는 서브-패킷에 포함된 페이로드일 수 있다.

제1 FEC 유닛(410)에 비트 스트림이 입력될 수 있으며, 제1 FEC 유닛(410)은 비트 스트림에 FEC를 위한 부가 정보를 추가할 수 있다. 제1 FEC 유닛(410)는 "비트 스트림 + 부가 정보"를 출력할 수 있다. "비트 스트림 + 부가 정보"는 "페이로드(예를 들어, 데이터 심볼(Data Symbol; DS))"로 지칭될 수 있다. 제1 송신 처리부(400)가 제1 FEC 유닛(410)을 포함하지 않는 경우, 페이로드는 부가 정보 없이 비트 스트림로 구성될 수 있다.

Ab 삽입 유닛(420)은 페이로드의 앞 및 뒤에 Ab 비트를 삽입할 수 있다. Ab 비트는 1비트 또는 2비트로 구성될 수 있다. Ab 비트는 서브-패킷 또는 패킷 내에서 페이로드를 구별하기 위해 사용될 수 있다. Ab 삽입 유닛(420)은 "Ab 비트 + 페이로드(예를 들어, 데이터 비트) + Ab 비트"를 출력할 수 있다. 제2 FEC 유닛(430)은 Ab 삽입 유닛(420)으로부터 입력된 신호에 FEC를 위한 부가 정보를 추가할 수 있다. 인코더(440)는 제2 FEC 유닛(430)으로부터 입력된 신호에 대한 인코딩을 수행할 수 있고, 인코딩된 신호를 출력할 수 있다. 변조기(450)는 제1 변조 방식(예를 들어, C-OOK)을 사용하여 인코더(440)로부터 입력된 신호(예를 들어, 인코딩된 신호)에 대한 변조를 수행할 수 있다. 변조기(450)의 출력 신호는 도 3에 도시된 제1 LED 어레이(340)에 입력될 수 있다. 제1 LED 어레이(340)는 복수의 LED들을 포함할 수 있으며, 복수의 LED들은 변조기(450)의 출력 신호에 따라 점멸될 수 있다.

한편, 제1 송신 처리부(310)에 의해 생성된 패킷은 다음과 같을 수 있다.

도 5는 통신 시스템에서 패킷의 제1 실시예를 도시한 블록도이다.

도 5를 참조하면, 통신 노드에서 복수의 패킷들이 생성될 수 있다. 복수의 패킷들 각각에 포함된 페이로드(예를 들어, 데이터 심볼(DS))는 서로 다를 수 있다. 하나의 패킷은 복수의 서브-패킷들을 포함할 수 있으며, 하나의 패킷에 속한 복수의 서브-패킷들은 동일한 페이로드(예를 들어, 데이터 심볼(DS))를 포함할 수 있다. 즉, 데이터의 전송 누락을 방지하기 위해, 동일한 패킷을 통해 동일한 페이로드가 반복 전송될 수 있다. 또는, 하나의 패킷에 속한 복수의 서브-패킷들은 서로 다른 페이로드들을 포함할 수 있다. 이 경우, 하나의 패킷에 포함된 서로 다른 페이로드들이 연접됨으로써 하나의 데이터 유닛이 생성될 수 있다.

패킷 속도는 특정 구간에서 전송된 패킷들 중에서 서로 다른 페이로드를 포함하는 패킷들의 개수로 정의될 수 있다. 패킷은 오버(over) 샘플링 방식 및 언더(under) 샘플링 방식을 모두 지원하도록 설계될 수 있다. 오버 샘플링 방식은 제1 카메라(즉, 도 9에 도시된 제1 카메라(910))의 롤링 속도가 패킷 속도보다 빠른 경우에 사용되는 샘플링 방식일 수 있다. 언더 샘플링 방식은 제1 카메라(즉, 도 9에 도시된 제1 카메라(910))의 롤링 속도가 패킷 속도보다 느린 경우에 사용되는 샘플링 방식일 수 있다.

서브-패킷은 아래 표 2에 기재된 모드들 중에서 하나의 모드에 기초하여 생성될 수 있다.

또한, 하나의 서브-패킷은 SF(start frame), Ab, 페이로드, 및 Ab를 포함할 수 있다. SF 및 Ab 각각의 크기는 1비트일 수 있다. 또는, Ab의 크기는 2비트 이상일 수 있다. SF는 서브-패킷의 시작을 지시하기 위해 사용될 수 있다. Ab는 패킷을 구별하기 위해 사용될 수 있다. 예를 들어, 짝수 번째 패킷에 포함된 Ab은 0으로 설정될 수 있고, 홀수 번째 패킷에 포함된 Ab은 1로 설정될 수 있다. 이 경우, 단말은 패킷에 포함된 Ab에 기초하여 해당 패킷이 짝수 번째 패킷 또는 홀수 번째 패킷인지를 판단할 수 있다.

또한, 하나의 패킷에 속한 복수의 서브-패킷들이 서로 다른 페이로드들을 포함하는 경우, Ab는 디코딩 방향을 지시하기 위해 사용될 수 있다. 디코딩 방향은 순방향(forwarding) 디코딩 및 역방향(backwording) 디코딩으로 분류될 수 있다.

도 6은 통신 시스템에서 디코딩 방식의 제1 실시예를 도시한 개념도이다.

도 6을 참조하면, 서브-패킷에 포함됨 Ab는 2비트들로 구성될 수 있다. Ab의 첫 번째 비트는 패킷을 구별하기 위해 사용될 수 있고, Ab의 두 번째 비트는 디코딩 방향을 지시하기 위해 사용될 수 있다. 예를 들어, Ab의 두 번째 비트가 0으로 설정된 경우, 이는 순방향 디코딩 방식이 사용되는 것을 지시할 수 있다. 따라서 통신 노드는 "페이로드 #10 → 페이로드 #11" 순서로 디코딩을 수행할 수 있다. Ab의 두 번째 비트가 1로 설정된 경우, 이는 역방향 디코딩 방식이 사용되는 것을 지시할 수 있다. 따라서 통신 노드는 "페이로드 #21 → 페이로드 #20" 순서로 디코딩을 수행할 수 있다.

한편, 도 3에 도시된 제2 송신 처리부(320)는 다음과 같이 구성될 수 있다.

도 7은 통신 시스템에서 송신 모듈에 포함된 제2 송신 처리부의 제1 실시예를 도시한 블록도이다.

도 7을 참조하면, 제2 송신 처리부(700)는 인코더(710) 및 변조기(720)를 포함할 수 있다. 인코더(710)는 입력 신호(예를 들어, 비트 스트림)에 대한 인코딩을 수행할 수 있으며, 인코딩된 신호를 출력할 수 있다. 변조기(720)는 제2 변조 방식(예를 들어, DS8-PSK)을 사용하여 인코더(710)로부터 입력된 신호에 대한 변조를 수행할 수 있다. 제2 송신 처리부(700)와 제2 송신 처리부(700)에 대응하는 구성들(예를 들어, 도 3에 도시된 제2 LED 어레이(350), 도 9에 도시된 제2 카메라(920) 및 제2 수신 처리부(950))은 아래 표 3에 기재된 모드들 중에서 하나의 모드에 따라 동작할 수 있다.

변조기(720)의 출력 신호는 도 3에 도시된 디밍 제어부(330)에 입력될 수 있다. 디밍 제어부(330)는 미리 설정된 디밍 레벨(예를 들어, 1/8, 2/8, 3/8, 4/8, 5/8, 6/8, 7/8)에 따라 동작할 수 있다. 도 3에 도시된 제2 LED 어레이(350)는 변조기(720)의 출력 신호 및 디밍 제어부(300)의 제어에 따라 점멸될 수 있다. 여기서, 제2 LED 어레이(350)는 다음과 같이 구성될 수 있다.

도 8은 통신 시스템에서 통신 노드에 포함된 제2 LED 어레이의 제1 실시예를 도시한 개념도이다.

도 8을 참조하면, 제2 LED 어레이(800)는 복수의 LED 그룹을 포함할 수 있으며, LED 그룹은 참조(reference) LED 그룹(811) 및 데이터 LED 그룹(821, 822, 823, 824, 825, 826, 827)으로 분류될 수 있다. 즉, 제2 LED 어레이(800)는 하나의 기준 LED 그룹(811) 및 복수의 데이터 LED 그룹들(821, 822, 823, 824, 825, 826, 827)을 포함할 수 있다. 복수의 LED 그룹들(800, 821, 822, 823, 824, 825, 826, 827) 각각은 K개의 LED들을 포함할 수 있다. K는 자연수일 수 있다. 예를 들어, K는 8일 수 있다. LED 그룹에서 LED들은 A×B 형태로 배치될 수 있다. A는 LED 그룹에서 행의 개수를 지시할 수 있고, B는 LED 그룹에서 열의 개수를 지시할 수 있다. 예를 들어, LED 그룹에서 LED들은 1×8, 2×4, 4×2, 또는 8×1 형태로 배치될 수 있다.

한편, 도 2에 도시된 통신 노드(200)에 포함된 수신 모듈(240)은 다음과 같이 구성될 수 있다.

도 9는 통신 시스템에서 통신 노드에 포함된 수신 모듈의 제1 실시예를 도시한 블록도이다.

도 9를 참조하면, 수신 모듈(900)은 제1 카메라(910), 제2 카메라(920), 롤(Rol) 업데이트 유닛(930), 제1 수신 처리부(940), 및 제2 수신 처리부(950)를 포함할 수 있다. 제1 카메라(910)는 상대적으로 낮은 프레임 속도를 가지는 이미지를 촬영하기 위해 사용될 수 있으며, 도 3에 도시된 송신 모듈(300)에 포함된 제1 LED 어레이(340)에 의해 발생하는 이미지를 촬영할 수 있다. 즉, 제1 카메라(910)는 저속 데이터 스트림을 수신함으로써 관심 영역(즉, 롤(Rol))을 감지하기 위해 사용될 수 있다. 제1 카메라(910)의 셔터 속도는 8kHz 이하일 수 있다.

롤 업데이트 유닛(930)은 제1 카메라(910)에 의해 촬영된 이미지에 기초하여 롤을 감지하고, 그 결과에 기초하여 제2 카메라(920)를 활성화시킬 수 있다. 제2 카메라(920)가 활성화되는 경우, 도 1에 도시된 제1 통신 노드(110)와 제2 통신 노드(120) 간의 통신 링크가 활성화될 수 있다. 제2 카메라(920)는 상대적으로 높은 프레임 속도를 가지는 이미지를 촬영하기 위해 사용될 수 있으며, 도 3에 도시된 송신 모듈(300)에 포함된 제2 LED 어레이(350)(즉, 도 8에 도시된 제2 LED 어레이(800))에 의해 발생하는 이미지를 촬영할 수 있다. 즉, 제2 카메라(920)는 롤 업데이트 유닛(930)에 의해 선택된 롤을 통해 고속 데이터 스트림을 수신하기 위해 사용될 수 있다.

제1 수신 처리부(940)는 제1 카메라(910)에 의해 촬영된 이미지로부터 제어 정보를 획득할 수 있다. 이 경우, 제1 수신 처리부(940)는 제1 변조 방식(예를 들어, C-OOK)에 대응하는 복조 방식에 따라 제어 정보를 획득할 수 있다. 제2 수신 처리부(950)는 제2 카메라(920)에 의해 촬영된 이미지로부터 사용자 데이터를 획득할 수 있다. 이 경우, 제2 수신 처리부(950)는 제2 변조 방식(예를 들어, DS8-PSK)에 대응하는 복조 방식에 따라 사용자 데이터를 획득할 수 있다.

한편, 제1 수신 처리부(940)는 다음과 같이 구성될 수 있다.

도 10은 통신 시스템에서 수신 모듈에 포함된 제1 수신 처리부의 제1 실시예를 도시한 블록도이다.

도 10을 참조하면, 제1 수신 처리부(1000)는 전처리(pre-processing) 유닛(1010), 다운샘플링(down-sampling) 유닛(1020), 디-트렌드(de-trend) 유닛(1030), SF 검출기(1040), 복조기(1050), 및 복구기(1060)를 포함할 수 있다. 전처리 유닛(1010)은 도 9에 도시된 제1 카메라(910)로부터 촬영된 이미지를 획득할 수 있고, 촬영된 이미지에 대한 전처리 동작을 수행함으로서 2D 이미지를 획득할 수 있다. 2D 이미지는 다운샘플링 유닛(1020)으로 입력될 수 있다. 다운샘플링 유닛(1020)은 2D 이미지에 대한 다운샘플링 동작을 수행함으로써 1D 이미지를 생성할 수 있다. 1D 이미지는 디-트렌드 유닛(1030)으로 입력될 수 있다.

디-트렌드 유닛(1030)은 입력 신호(예를 들어, 1D 이미지)에 대한 디-트렌드 동작을 수행함으로써 특정 신호를 제거할 수 있다. SF 검출기(1040)는 디-트렌드 유닛(1030)으로부터 입력된 신호에서 SF(즉, 도 5에 도시된 SF)를 검출함으로써 서브-패킷의 시작 시점을 확인할 수 있다. SF 검출기(1040)는 서브-패킷 중에서 SF가 제외된 나머지인 "Ab + 페이로드 + Ab"를 변조기(1050)에 전달할 수 있다. 변조기(1050)는 SF 검출기(1040)로부터 "Ab + 페이로드 + Ab"를 수신할 수 있고, Ab에 기초하여 해당 서브-패킷이 속한 패킷을 구별할 수 있다. 또한, 변조기(1050)는 Ab에 기초하여 디코딩 방향(예를 들어, 순방향 디코딩 또는 역방향 디코딩)을 확인할 수 있고, 확인된 디코딩 방향에 기초하여 페이로드에 대한 디코딩을 수행할 수 있다. 변조기(1050)의 출력인 디코딩된 신호는 복구기(1060)에 전달할 수 있다. 복구기(1060)는 데이터 퓨전(fusion) 동작, 다수결 동작(majority voting) 등을 수행함으로써 최종 데이터(즉, 제어 정보)를 획득할 수 있다.

다음으로, 통신 시스템에서 데이터의 송수신 방법들이 설명될 것이다. 통신 노드들 중에서 제1 통신 노드에서 수행되는 방법(예를 들어, 신호의 전송 또는 수신)이 설명되는 경우에도 이에 대응하는 제2 통신 노드는 제1 통신 노드에서 수행되는 방법과 상응하는 방법(예를 들어, 신호의 수신 또는 전송)을 수행할 수 있다. 즉, 단말의 동작이 설명된 경우에 이에 대응하는 기지국은 단말의 동작과 상응하는 동작을 수행할 수 있다. 반대로, 기지국의 동작이 설명된 경우에 이에 대응하는 단말은 기지국의 동작과 상응하는 동작을 수행할 수 있다.

도 11은 통신 시스템에서 데이터의 송수신 방법의 제1 실시예를 도시한 순서도이다.

도 11을 참조하면, 통신 시스템은 제1 통신 노드 및 제2 통신 노드를 포함할 수 있다. 제1 통신 노드는 도 1에 도시된 제1 통신 노드(110)일 수 있고, 제2 통신 노드는 도 1에 도시된 제2 통신 노드(120)일 수 있다. 제1 통신 노드 및 제2 통신 노드 각각은 도 2에 도시된 통신 노드(200)와 동일 또는 유사하게 구성될 수 있다. 제1 통신 노드 및 제2 통신 노드 각각에 포함된 송신 모듈은 도 3, 도 4, 및 도 7에 도시된 실시예들과 동일 또는 유사하게 구성될 수 있다. 제1 통신 노드 및 제2 통신 노드 각각에 포함된 수신 모듈은 도 9 및 도 10에 도시된 실시예들과 동일 또는 유사하게 구성될 수 있다.

통신 링크 설정 절차에서, 제1 통신 노드는 제어 정보를 포함하는 패킷을 생성할 수 있다(S1110). 제어 정보를 포함하는 패킷은 제1 통신 노드에 포함된 제1 송신 처리부에 의해 생성될 수 있으며, 도 5에 도시된 패킷과 동일 또는 유사하게 구성될 수 있다. 여기서, 제어 정보는 아래 표 4에 기재된 정보 요소들(elements) 중에서 하나 이상의 정보 요소들을 포함할 수 있다.

ID는 제1 통신 노드의 ID를 지시할 수 있다. 또한, ID는 제1 통신 노드의 ID뿐만 아니라 제어 정보를 포함하는 패킷의 수신 대상인 제2 통신 노드의 ID를 지시할 수 있다. 하이브리드 변조 지시자는 1로 설정될 수 있다. 위상 매핑 테이블은 아래 표 5와 같이 설정될 수 있다.

1로 설정된 글로벌/로컬 위상 시프트 값은 위상이 45°만큼 시프트되는 것을 지시할 수 있고, 2로 설정된 글로벌/로컬 위상 시프트 값은 위상이 90°만큼 시프트되는 것을 지시할 수 있고, 3으로 설정된 글로벌/로컬 위상 시프트 값은 위상이 135°만큼 시프트되는 것을 지시할 수 있다. 4로 설정된 글로벌/로컬 위상 시프트 값은 위상이 180°만큼 시프트되는 것을 지시할 수 있고, 5로 설정된 글로벌/로컬 위상 시프트 값은 위상이 225°만큼 시프트되는 것을 지시할 수 있고, 6으로 설정된 글로벌/로컬 위상 시프트 값은 위상이 270°만큼 시프트되는 것을 지시할 수 있고, 7로 설정된 글로벌/로컬 위상 시프트 값은 위상이 315°만큼 시프트되는 것을 지시할 수 있다.

표 5에서 비트 스트림은 제1 통신 노드에 포함된 제2 송신 처리부의 출력 값일 수 있다. 예를 들어, 제2 송신 처리부의 출력 값이 "010"인 경우, 이에 대응하는 글로벌 위상 시프트(global phase shift) 값은 2일 수 있다. 또한, 표 5에 기재된 위상 매핑 테이블은 제2 통신 노드에서 글로벌 위상 시프트 값에 대응하는 비트 스트림을 획득하기 위해 사용될 수 있다.

표 4에서 디밍 매핑 테이블은 아래 표 6 내지 표 12와 같이 설정될 수 있다. 디밍 레벨은 7개로 분류될 수 있다. 예를 들어, 디밍 레벨은 디밍 1/8, 디밍 2/8, 디밍 3/8, 디밍 4/8, 디밍 5/8, 디밍 6/8, 및 디밍 7/8으로 분류될 수 있다. 디밍 3/8은 LED 그룹에 속한 8개의 LED 중에서 3개의 LED들이 특정 시점에서 온(on) 상태인 것을 의미할 수 있다. 즉, 디밍 값이 "1110 0000"인 경우, LED 그룹에 속한 첫 번째, 두 번째, 및 세 번째 LED들은 온 상태일 수 있고, 나머지 5개의 LED들은 오프(off) 상태일 수 있다.

제1 통신 노드는 제어 정보를 포함하는 패킷(예를 들어, 표 4에 기재된 하나의 정보 요소들을 포함하는 패킷)을 전송할 수 있다(S1120). 이 경우, 제1 통신 노드에 포함된 제1 LED 어레이(예를 들어, 도 3에 도시된 제1 LED 어레이(340))가 점멸됨으로써 제어 정보를 포함하는 패킷이 전송될 수 있다.

한편, 제2 통신 노드는 제1 카메라(예를 들어, 도 9에 도시된 제1 카메라(910))를 사용하여 이미지(즉, 제1 통신 노드의 제1 LED 어레이의 점멸 상태)를 촬영할 수 있고, 촬영된 이미지로부터 정보 또는 데이터를 획득할 수 있다. 예를 들어, 제2 통신 노드는 도 10에 도시된 실시예에 기초하여 촬영된 이미지로부터 제어 정보를 획득할 수 있다. 여기서, 제2 통신 노드에서 획득된 제어 정보는 제1 통신 노드로부터 전송된 패킷에 포함된 제어 정보일 수 있고, 표 4에 기재된 하나 이상의 정보 요소들을 포함할 수 있다.

제2 통신 노드는 제어 정보에 기초하여 하이브리드 변조 방식에 따른 통신의 수행 여부를 결정할 수 있다. 하이브리드 변조 방식에 따른 통신이 수행되는 것으로 결정되는 경우, 제2 통신 노드와 제1 통신 노드 간의 통신 링크가 설정될 수 있다(S1130). 즉, 제1 통신 노드로부터 수신된 제어 정보에 기초한 통신이 제2 통신 노드에 의해 지원 가능한 경우, 제2 통신 노드와 제1 통신 노드 간의 통신 링크가 설정될 수 있다. 이 경우, 제2 통신 노드는 하이브리드 변조 방식에 따른 통신이 지원 가능함을 지시하는 정보를 포함하는 응답 패킷을 제1 통신 노드에 전송할 수 있다. 응답 패킷은 제2 통신 노드의 ID를 포함할 수 있다. 또한, 응답 패킷은 제2 통신 노드의 캐퍼빌러티(capability) 정보(예를 들어, 표 4에 기재된 정보 요소)를 더 포함할 수 있다.

응답 패킷은 제2 통신 노드에 포함된 제1 송신 처리부 또는 제2 송신 처리부에 의해 전송될 수 있다. 즉, 응답 패킷은 C-OOK 방식 또는 DS8-PSK 방식으로 전송될 수 있다. 또한, 제2 통신 노드는 제1 통신 노드의 제2 LED 어레이의 점멸 상태를 촬영하기 위한 준비 동작을 수행할 수 있다.

제2 통신 노드로부터 하이브리드 변조 방식에 따른 통신이 지원 가능함을 지시하는 정보를 포함한 응답 패킷(예를 들어, 제1 통신 노드에 의해 전송된 제어 정보에 따른 통신이 지원 가능함을 지시하는 정보를 포함한 응답 패킷)이 수신된 경우, 제1 통신 노드는 제1 통신 노드와 제2 통신 노드 간의 통신 링크가 설정된 것으로 판단할 수 있다. 또는, 응답 패킷의 송수신 절차는 생략될 수 있다.

제1 통신 노드와 제2 통신 노드 간의 통신 링크의 설정이 완료된 경우, 제1 통신 노드는 사용자 데이터를 생성할 수 있다(S1140). 사용자 데이터는 제1 통신 노드의 제2 송신 처리부(예를 들어, 도 3에 도시된 송신 처리부(320))에 의해 생성될 수 있다.

예를 들어, 제1 통신 노드는 사용자 데이터를 구성하는 비트 스트림에 매핑되는 글로벌 위상 시프트 값을 결정할 수 있다. 비트 스트림에 매핑되는 글로벌 위상 시프트 값은 표 5에 기재된 테이블에 기초하여 결정될 수 있다. 비트 스트림이 "010 100 110"인 경우, 이에 매핑되는 글로벌 위상 시프트 값은 "2 4 6"으로 결정될 수 있다.

비트 스트림에 매핑되는 글로벌 위상 시프트 값이 결정된 후에, 제1 통신 노드는 글로벌 위상 시프트 값 및 디밍 레벨(1/8, 2/8, 3/8, 4/8, 5/8, 6/8, 7/8)에 기초하여 출력(예를 들어, 도 3에 도시된 디밍 제어부(330)의 출력)을 결정할 수 있다. 글로벌 위상 시프트 값은 도 8에 도시된 기준 LED 그룹(811)에 의해 전송되는 비트 스트림의 로컬 위상 시프트 값과 도 8에 도시된 데이터 LED 그룹들(821 내지 827) 중에서 하나의 데이터 LED 그룹에 의해 전송되는 비트 스트림의 로컬 위상 시프트 값 간의 차이일 수 있다. 즉, 데이터 LED 그룹에 의해 출력되는 신호의 위상은 기준 LED 그룹에 의해 출력되는 신호의 위상을 기준으로 시프트될 수 있다.

예를 들어, 디밍 레벨이 3/8이고, 글로벌 위상 시프트 값이 2인 경우, 제1 통신 노드의 기준 LED 그룹(811)에 속한 8개의 LED들 중에서 3개의 LED들이 특정 시점에 온(on) 상태로 동작할 수 있고, 제1 통신 노드의 데이터 LED 그룹에 속한 8개의 LED들 중에서 3개의 LED들이 특정 시점에 온 상태로 동작할 수 있고, 제1 통신 노드의 기준 LED 그룹(811)을 통해 전송되는 비트 스트림의 로컬 위상 시프트 값과 제1 통신 노드의 하나의 데이터 LED 그룹을 통해 전송되는 비트 스트림의 로컬 위상 시프트 값 간의 차이는 2일 수 있다.

한편, 제1 통신 노드에서 사용되는 디밍 패턴은 미리 설정될 수 있고, 디밍 패턴은 제1 통신 노드와 제2 통신 노드 간에 공유될 수 있다. 예를 들어, 디밍 패턴은 "3/8 → 1/8 → 2/8 → 4/8"로 설정될 수 있으며, 이 경우에 패킷 #n에 속한 사용자 데이터(예를 들어, 페이로드)는 디밍 3/8에 기초하여 전송될 수 있고, 패킷 #n+1에 속한 사용자 데이터는 디밍 1/8에 기초하여 전송될 수 있고, 패킷 #n+2에 속한 사용자 데이터는 디밍 2/8에 기초하여 전송될 수 있고, 패킷 #n+3에 속한 사용자 데이터는 디밍 4/8에 기초하여 전송될 수 있다. 여기서, n은 0 이상의 정수일 수 있고, 디밍 패턴은 패킷 별로 설정될 수 있다.

또는, 디밍 패턴은 서브-패킷별로 설정될 수 있다. 이 경우, 디밍 패턴이 "3/8 → 1/8 → 2/8 → 4/8"로 설정되면, 패킷 내의 서브-패킷 #n에 속한 사용자 데이터(예를 들어, 페이로드)는 디밍 3/8에 기초하여 전송될 수 있고, 패킷 내의 서브-패킷 #n+1에 속한 사용자 데이터는 디밍 1/8에 기초하여 전송될 수 있고, 패킷 내의 서브-패킷 #n+2에 속한 사용자 데이터는 디밍 2/8에 기초하여 전송될 수 있고, 패킷 내의 서브-패킷 #n+3에 속한 사용자 데이터는 디밍 4/8에 기초하여 전송될 수 있다.

제1 통신 노드는 앞서 설명된 방법들에 기초하여 제2 LED 어레이(즉, 기준 LED 그룹 및 데이터 LED 그룹들)에 속한 LED들을 점멸시킴으로써 사용자 데이터를 전송할 수 있다(S1150).

한편, 제2 통신 노드의 제2 카메라(즉, 도 9에 도시된 제2 카메라(920))는 특정 샘플링 시점에서 제1 통신 노드의 제2 LED 어레이의 점멸 상태를 촬영할 수 있고, 촬영된 점멸 상태(즉, 촬영된 이미지)에 기초하여 정보(즉, 사용자 데이터)를 획득할 수 있다. 제2 통신 노드에 의해 수행되는 디코딩 동작은 다음과 같을 수 있다. 디코딩 동작은 단계 S1120에서 획득된 패킷에 포함된 제어 정보에 기초하여 수행될 수 있다.

도 12는 통신 시스템에서 디코딩 동작의 제1 실시예를 도시한 개념도이다.

도 12를 참조하면, 제2 통신 노드는 특정 샘플링 시점에서 제1 통신 노드의 제2 LED 어레이에 포함된 기준 LED 그룹 및 데이터 LED 그룹의 점멸 상태를 확인할 수 있다. 온 상태로 동작하는 LED는 1로 표현될 수 있고, 오프 상태로 동작하는 LED는 0으로 표현될 수 있다. 제2 통신 노드는 기준 LED 그룹에 속한 LED #0-7의 점멸 상태에 기초하여 "0111 0000"을 출력할 수 있고, 데이터 LED 그룹에 속한 LED #0-7의 점멸 상태에 기초하여 "0001 1100"을 출력할 수 있다.

그 후에, 제2 통신 노드는 LED #0-7의 점멸 상태를 기초로 결정된 출력 비트 스트림(즉, "0111 0000" 및 "0001 1100")에 대응하는 로컬 위상 시프트 값을 표 6 내지 표 12에 기재된 테이블에 기초하여 결정할 수 있다. 즉, 제2 통신 노드는 기준 LED 그룹으로부터 획득된 출력 비트 스트림의 로컬 위상 시프트 값을 3으로 결정할 수 있고, 데이터 LED 그룹으로부터 획득된 출력 비트 스트림의 로컬 위상 시프트 값을 5로 결정할 수 있다.

그 후에, 제2 통신 노드는 로컬 위상 시프트 값들 간의 차이를 결정할 수 있다. 로컬 위상 시프트 값들 간의 차이는 글로벌 위상 시프트 값일 수 있다. 여기서, 기준 LED 그룹의 점멸 상태에 따른 로컬 위상 시프트 값과 데이터 LED 그룹의 점멸 상태에 따른 로컬 위상 시프트 값의 차이(즉, 글로벌 위상 시프트 값)는 2일 수 있다. 제2 통신 노드는 표 5에 기재된 테이블 내에서 글로벌 위상 시프트 값인 2에 매핑되는 비트 스트림(즉, 최종 비트 스트림)인 "010"을 출력할 수 있다. 제2 통신 노드는 앞서 설명된 디코딩 동작들을 수행함으로 최종 비트 스트림(즉, 사용자 데이터)을 획득할 수 있다.

본 발명에 따른 방법들은 다양한 컴퓨터 수단을 통해 수행될 수 있는 프로그램 명령 형태로 구현되어 컴퓨터 판독 가능 매체에 기록될 수 있다. 컴퓨터 판독 가능 매체는 프로그램 명령, 데이터 파일, 데이터 구조 등을 단독으로 또는 조합하여 포함할 수 있다. 컴퓨터 판독 가능 매체에 기록되는 프로그램 명령은 본 발명을 위해 특별히 설계되고 구성된 것들이거나 컴퓨터 소프트웨어 당업자에게 공지되어 사용 가능한 것일 수도 있다.

컴퓨터 판독 가능 매체의 예에는 롬(rom), 램(ram), 플래시 메모리(flash memory) 등과 같이 프로그램 명령을 저장하고 수행하도록 특별히 구성된 하드웨어 장치가 포함된다. 프로그램 명령의 예에는 컴파일러(compiler)에 의해 만들어지는 것과 같은 기계어 코드뿐만 아니라 인터프리터(interpreter) 등을 사용해서 컴퓨터에 의해 실행될 수 있는 고급 언어 코드를 포함한다. 상술한 하드웨어 장치는 본 발명의 동작을 수행하기 위해 적어도 하나의 소프트웨어 모듈로 작동하도록 구성될 수 있으며, 그 역도 마찬가지이다.

이상 실시예를 참조하여 설명하였지만, 해당 기술 분야의 숙련된 당업자는 하기의 특허 청구의 범위에 기재된 본 발명의 사상 및 영역으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명을 다양하게 수정 및 변경시킬 수 있음을 이해할 수 있을 것이다.

Claims

통신 시스템에서 제1 통신 노드로서,
프로세서(processor);
상기 프로세서의 제어에 따라 제1 LED(Light Emitting Diode) 집합을 점멸시킴으로써 제1 신호를 전송하는 제1 LED 어레이(array);
상기 프로세서의 제어에 따라 제2 LED 집합을 점멸시킴으로써 제2 신호를 전송하는 제2 LED 어레이; 및
상기 프로세서에 의해 실행되는 하나 이상의 명령들이 저장된 메모리(memory)를 포함하며,
상기 하나 이상의 명령들은,
C-OOK(Camera-On Off Keying) 방식을 사용하여 제어 정보에 대한 변조 동작을 수행하고;
변조된 제어 정보에 기초하여 상기 제1 LED 어레이에 포함된 상기 제1 LED 집합을 점멸시킴으로써 상기 변조된 제어 정보를 포함하는 상기 제1 신호를 제2 통신 노드에 전송하고;
DS8-PSK(Dimmable Spatial 8-Phase Shift Keying) 방식을 사용하여 사용자 데이터에 대한 변조 동작을 수행하고; 그리고
변조된 사용자 데이터에 기초하여 상기 제2 LED 어레이에 포함된 상기 제2 LED 집합을 점멸시킴으로써 상기 변조된 사용자 데이터를 포함하는 상기 제2 신호를 상기 제2 통신 노드에 전송하도록 수행되고,
상기 제1 LED 집합 및 상기 제2 LED 집합 각각은 하나 이상의 LED들을 포함하고, 상기 제어 정보는 상기 제2 신호의 전송을 위해 필요한 정보 요소들을 포함하고, 상기 정보 요소들은 상기 제1 통신 노드의 ID(identifier), 상기 제2 통신 노드의 ID, 및 하이브리드(hybrid) 변조 방식을 지원하는 것을 지시하는 정보인, 제1 통신 노드.
삭제
청구항 1에 있어서,
상기 제어 정보는 상기 제2 LED 어레이에 포함된 LED 그룹들의 개수를 지시하는 정보, 상기 LED 그룹들 각각에 포함된 LED들의 개수를 지시하는 정보, 및 상기 LED 그룹들 각각에서 LED 배치 형태를 지시하는 정보를 포함하는, 제1 통신 노드.
청구항 1에 있어서,
상기 제어 정보는 글로벌 위상 시프트 값과 비트 스트림 간의 매핑 관계를 지시하는 제1 테이블의 정보, 디밍(dimming) 레벨에 따른 비트 스트림과 로컬 위상 시프트 값 간의 매핑 관계를 지시하는 제2 테이블의 정보, 및 상기 디밍 레벨의 패턴의 정보를 포함하는, 제1 통신 노드.
청구항 4에 있어서,
상기 디밍 레벨의 패턴은 패킷 또는 서브-패킷별로 적용되고, 상기 패킷은 복수의 서브-패킷들을 포함하고, 동일한 패킷에 포함된 상기 복수의 서브-패킷들은 동일한 사용자 데이터를 포함하는, 제1 통신 노드.
청구항 1에 있어서,
상기 제2 신호는 상기 제2 LED 어레이에 포함된 기준 LED 그룹을 통해 전송되는 기준 신호 및 상기 제2 LED 어레이에 포함된 데이터 LED 그룹을 통해 전송되는 데이터 신호를 포함하고, 상기 기준 신호는 제1 로컬 위상 시프트 값을 가지고, 상기 데이터 신호는 제2 로컬 위상 시프트 값을 가지고, 상기 제1 로컬 위상 시프트 값과 상기 제2 로컬 위상 시프트 값 간의 차이는 글로벌 위상 시프트 값인, 제1 통신 노드.
청구항 1에 있어서,
상기 제2 신호는 상기 제2 통신 노드로부터 상기 제1 신호에 대한 응답 신호가 수신된 경우에 전송되며, 상기 응답 신호는 상기 제2 통신 노드에서 하이브리드 변조 방식이 사용 가능한 것을 지시하는 정보를 포함하는, 제1 통신 노드.
통신 시스템에서 제1 통신 노드로서,
프로세서(processor);
상기 프로세서의 제어에 따라 제2 통신 노드에 포함된 제1 LED(Light Emitting Diode) 어레이(array)의 제1 점멸 상태를 촬영하는 제1 카메라;
상기 프로세서의 제어에 따라 상기 제2 통신 노드에 포함된 제2 LED 어레이의 제2 점멸 상태를 촬영하는 제2 카메라; 및
상기 프로세서에 의해 실행되는 하나 이상의 명령들이 저장된 메모리(memory)를 포함하며,
상기 하나 이상의 명령들은,
C-OOK(Camera-On Off Keying) 방식을 사용하여 상기 제1 점멸 상태로부터 제어 정보를 획득하고; 그리고
DS8-PSK(Dimmable Spatial 8-Phase Shift Keying) 방식을 사용하여 상기 제2 점멸 상태로부터 사용자 데이터를 획득하도록 수행되고,
상기 제어 정보는 상기 사용자 데이터의 수신을 위해 필요한 정보 요소들을 포함하고, 상기 사용자 데이터는 상기 제어 정보에 기초하여 획득되며,
상기 사용자 데이터는 상기 제2 LED 어레이에 포함된 기준 LED 그룹을 통해 수신된 기준 신호 및 상기 제2 LED 어레이에 포함된 데이터 LED 그룹을 통해 수신된 데이터 신호를 기초로 획득되고, 상기 기준 신호는 제1 로컬 위상 시프트 값을 가지고, 상기 데이터 신호는 제2 로컬 위상 시프트 값을 가지고, 상기 제1 로컬 위상 시프트 값과 상기 제2 로컬 위상 시프트 값 간의 차이는 글로벌 위상 시프트 값인, 제1 통신 노드.
청구항 8에 있어서,
상기 제어 정보는 상기 제1 통신 노드의 ID(identifier), 상기 제2 통신 노드의 ID, 하이브리드(hybrid) 변조 방식을 지원하는 것을 지시하는 정보, 상기 제2 LED 어레이에 포함된 LED 그룹들의 개수를 지시하는 정보, 상기 LED 그룹들 각각에 포함된 LED들의 개수를 지시하는 정보, 및 상기 LED 그룹들 각각에서 LED 배치 형태를 지시하는 정보를 포함하는, 제1 통신 노드.
청구항 8에 있어서,
상기 제어 정보는 글로벌 위상 시프트 값과 비트 스트림 간의 매핑 관계를 지시하는 제1 테이블의 정보, 디밍(dimming) 레벨에 따른 비트 스트림과 로컬 위상 시프트 값 간의 매핑 관계를 지시하는 제2 테이블의 정보, 및 상기 디밍 레벨의 패턴의 정보를 포함하는, 제1 통신 노드.
청구항 10에 있어서,
상기 디밍 레벨의 패턴은 패킷 또는 서브-패킷별로 적용되고, 상기 패킷은 복수의 서브-패킷들을 포함하고, 동일한 패킷에 포함된 상기 복수의 서브-패킷들은 동일한 사용자 데이터를 포함하는, 제1 통신 노드.
삭제
통신 시스템에서 제1 통신 노드로서,
프로세서(processor);
상기 프로세서의 제어에 따라 제1 LED(Light Emitting Diode) 집합을 점멸시킴으로써 제1 신호를 전송하는 제1 LED 어레이(array);
상기 프로세서의 제어에 따라 제2 LED 집합을 점멸시킴으로써 제2 신호를 전송하는 제2 LED 어레이; 및
상기 프로세서에 의해 실행되는 하나 이상의 명령들이 저장된 메모리(memory)를 포함하며,
상기 하나 이상의 명령들은,
C-OOK(Camera-On Off Keying) 방식을 사용하여 제어 정보에 대한 변조 동작을 수행하고;
변조된 제어 정보에 기초하여 상기 제1 LED 어레이에 포함된 상기 제1 LED 집합을 점멸시킴으로써 상기 변조된 제어 정보를 포함하는 상기 제1 신호를 제2 통신 노드에 전송하고;
DS8-PSK(Dimmable Spatial 8-Phase Shift Keying) 방식을 사용하여 사용자 데이터에 대한 변조 동작을 수행하고; 그리고
변조된 사용자 데이터에 기초하여 상기 제2 LED 어레이에 포함된 상기 제2 LED 집합을 점멸시킴으로써 상기 변조된 사용자 데이터를 포함하는 상기 제2 신호를 상기 제2 통신 노드에 전송하도록 수행되고,
상기 제1 LED 집합 및 상기 제2 LED 집합 각각은 하나 이상의 LED들을 포함하고, 상기 제어 정보는 상기 제2 신호의 전송을 위해 필요한 정보 요소들을 포함하고, 상기 정보 요소들은 상기 제2 LED 어레이에 포함된 LED 그룹들의 개수를 지시하는 정보, 상기 LED 그룹들 각각에 포함된 LED들의 개수를 지시하는 정보, 및 상기 LED 그룹들 각각에서 LED 배치 형태를 지시하는 정보인, 제1 통신 노드.