KR102136496B1 - Method and apparatus for modulating and demodulating optical camera communication signal - Google Patents

Method and apparatus for modulating and demodulating optical camera communication signal Download PDF

Info

Publication number
KR102136496B1
KR102136496B1 KR1020190133298A KR20190133298A KR102136496B1 KR 102136496 B1 KR102136496 B1 KR 102136496B1 KR 1020190133298 A KR1020190133298 A KR 1020190133298A KR 20190133298 A KR20190133298 A KR 20190133298A KR 102136496 B1 KR102136496 B1 KR 102136496B1
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
mapping
occ
group
symbol
sequence
Prior art date
Application number
KR1020190133298A
Other languages
Korean (ko)
Inventor
장영민
팜퉁럼
Original Assignee
국민대학교산학협력단
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 국민대학교산학협력단 filed Critical 국민대학교산학협력단
Priority to KR1020190133298A priority Critical patent/KR102136496B1/en
Priority to PCT/KR2019/016595 priority patent/WO2021006433A1/en
Priority to US17/625,662 priority patent/US11979193B2/en
Application granted granted Critical
Publication of KR102136496B1 publication Critical patent/KR102136496B1/en

Links

Images

Classifications

    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04B—TRANSMISSION
    • H04B10/00—Transmission systems employing electromagnetic waves other than radio-waves, e.g. infrared, visible or ultraviolet light, or employing corpuscular radiation, e.g. quantum communication
    • H04B10/11—Arrangements specific to free-space transmission, i.e. transmission through air or vacuum
    • H04B10/114—Indoor or close-range type systems
    • H04B10/116—Visible light communication
    • G—PHYSICS
    • G06—COMPUTING; CALCULATING OR COUNTING
    • G06N—COMPUTING ARRANGEMENTS BASED ON SPECIFIC COMPUTATIONAL MODELS
    • G06N3/00—Computing arrangements based on biological models
    • G06N3/02—Neural networks
    • G06N3/08—Learning methods
    • H—ELECTRICITY
    • H03—ELECTRONIC CIRCUITRY
    • H03M—CODING; DECODING; CODE CONVERSION IN GENERAL
    • H03M13/00—Coding, decoding or code conversion, for error detection or error correction; Coding theory basic assumptions; Coding bounds; Error probability evaluation methods; Channel models; Simulation or testing of codes
    • H03M13/03—Error detection or forward error correction by redundancy in data representation, i.e. code words containing more digits than the source words
    • H03M13/05—Error detection or forward error correction by redundancy in data representation, i.e. code words containing more digits than the source words using block codes, i.e. a predetermined number of check bits joined to a predetermined number of information bits
    • H03M13/13—Linear codes
    • H03M13/15—Cyclic codes, i.e. cyclic shifts of codewords produce other codewords, e.g. codes defined by a generator polynomial, Bose-Chaudhuri-Hocquenghem [BCH] codes
    • H03M13/151—Cyclic codes, i.e. cyclic shifts of codewords produce other codewords, e.g. codes defined by a generator polynomial, Bose-Chaudhuri-Hocquenghem [BCH] codes using error location or error correction polynomials
    • H03M13/1575—Direct decoding, e.g. by a direct determination of the error locator polynomial from syndromes and subsequent analysis or by matrix operations involving syndromes, e.g. for codes with a small minimum Hamming distance
    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04B—TRANSMISSION
    • H04B10/00—Transmission systems employing electromagnetic waves other than radio-waves, e.g. infrared, visible or ultraviolet light, or employing corpuscular radiation, e.g. quantum communication
    • H04B10/50—Transmitters
    • H04B10/501—Structural aspects
    • H04B10/502—LED transmitters
    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04B—TRANSMISSION
    • H04B10/00—Transmission systems employing electromagnetic waves other than radio-waves, e.g. infrared, visible or ultraviolet light, or employing corpuscular radiation, e.g. quantum communication
    • H04B10/50—Transmitters
    • H04B10/516—Details of coding or modulation
    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04B—TRANSMISSION
    • H04B10/00—Transmission systems employing electromagnetic waves other than radio-waves, e.g. infrared, visible or ultraviolet light, or employing corpuscular radiation, e.g. quantum communication
    • H04B10/50—Transmitters
    • H04B10/516—Details of coding or modulation
    • H04B10/548—Phase or frequency modulation
    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04B—TRANSMISSION
    • H04B10/00—Transmission systems employing electromagnetic waves other than radio-waves, e.g. infrared, visible or ultraviolet light, or employing corpuscular radiation, e.g. quantum communication
    • H04B10/60—Receivers
    • H04B10/66—Non-coherent receivers, e.g. using direct detection
    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04L—TRANSMISSION OF DIGITAL INFORMATION, e.g. TELEGRAPHIC COMMUNICATION
    • H04L27/00—Modulated-carrier systems
    • H04L27/18—Phase-modulated carrier systems, i.e. using phase-shift keying

Landscapes

  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Computer Networks & Wireless Communication (AREA)
  • Signal Processing (AREA)
  • Electromagnetism (AREA)
  • Mathematical Physics (AREA)
  • Theoretical Computer Science (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Biomedical Technology (AREA)
  • Computational Linguistics (AREA)
  • Data Mining & Analysis (AREA)
  • Evolutionary Computation (AREA)
  • General Health & Medical Sciences (AREA)
  • Molecular Biology (AREA)
  • Computing Systems (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Biophysics (AREA)
  • Artificial Intelligence (AREA)
  • Software Systems (AREA)
  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • Algebra (AREA)
  • Pure & Applied Mathematics (AREA)
  • Probability & Statistics with Applications (AREA)
  • Optical Communication System (AREA)

Abstract

Disclosed are a method and apparatus for modulating and demodulating an optical camera communications signal. A method of modulating an OCC signal by an OCC transmitting node comprises the following steps of: acquiring a binary data signal; grouping the binary data signal by k bits, and converting the binary data signal into a global phase shift signal having an integer value from zero to M-1 (=2^k-1); generating a data signal group by mapping the global phase shift signal to first to M^th mapping sequences in the form of an n*M/2 bit sequence, based on the preset symbol group mapping table; generating a pulse wave signal by modulating the data signal group; and flickering each of a plurality of light sources included in the OCC transmitting node according to the pulse wave signal. Therefore, performance of a communications system may be improved.

Description

광학 카메라 통신 신호의 변조 및 복조 방법 및 장치{METHOD AND APPARATUS FOR MODULATING AND DEMODULATING OPTICAL CAMERA COMMUNICATION SIGNAL}METHOD AND APPARATUS FOR MODULATING AND DEMODULATING OPTICAL CAMERA COMMUNICATION SIGNAL}

본 발명은 광학 카메라 통신(Optical Camera Communication, OCC)을 이용하여 신호를 송수신하는 방법에 관한 것으로, 보다 구체적으로 OCC 신호를 변조하여 송신하는 방법 및 수신한 OCC 신호를 복조하는 방법에 관한 것이다.The present invention relates to a method of transmitting and receiving signals using optical camera communication (OCC), and more particularly, to a method of modulating and transmitting an OCC signal and demodulating the received OCC signal.

최근 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 카메라와 같은 이미지 센서를 이용하고, 가시광선뿐만 아니라 적외선 및 자외선 파장까지 포함하는 광학 무선 통신(Optical Camera Communications; OCC)의 국제표준화가 IEEE 802.15.7m OWC TG(Task Group)에서 진행되고 있다. OCC는 다양한 분야에 활용될 수 있으며, 특히 차량 간(vehicle to vehicle, V2V) 통신 및 차량 및 사물(vehicle to everything, V2X) 간 통신에 활용될 수 있다. Recently, Visible Light Communication (VLC) technology, which enables wireless communication by adding a communication function to visible light wavelength, is being actively researched, and the IEEE 802.15.7 international standard is also completed to promote the discovery of a business model for commercialization. have. However, IEEE 802.15.7 is mainly limited to data transmission using a photodiode (PD), so there is a problem in that a dedicated communication device such as a VLC dongle is used. As a result, IEEE 802.15.7m OWC Task Group (TG) is an international standardization of optical wireless communications (OCC) that mainly uses an image sensor such as a camera rather than a photodetector and includes infrared and ultraviolet wavelengths as well as visible light. In progress. OCC can be used in various fields, and in particular, it can be used for vehicle-to-vehicle (V2V) communication and vehicle-to-vehicle (V2X) communication.

다만, 송신 노드의 광원과 수신 노드의 이미지 센서의 상태 및 송신 노드의 광원과 수신 노드의 이미지 센서 간의 환경적 요인 등에 따라 두 광원의 샘플링 시간에 차이가 생길 수 있으므로, 이는 곧 두 광원의 점멸 위상차의 변동으로 이어지고, 복조 결과 오류가 발생할 수 있다. However, since the sampling time of the two light sources may differ depending on the state of the light source of the transmitting node and the image sensor of the receiving node and the environmental factors between the light source of the transmitting node and the image sensor of the receiving node, this may result in a blinking phase difference between the two light sources. Lead to fluctuations, and errors may occur as a result of demodulation.

이와 같이 통신 신호 전송 과정에서 발생할 수 있는 오류를 감소시키기 위한 복조 및 변조 방법이 요구된다.As described above, a demodulation and modulation method for reducing errors that may occur in a communication signal transmission process is required.

상기와 같은 문제점을 해결하기 위한 본 발명의 목적은, 광학 카메라 통신 시스템의 오류를 정정하기 위한 인공지능 기반 오류 정정 방법 및 장치를 제공하는 데 있다.An object of the present invention for solving the above problems is to provide an artificial intelligence-based error correction method and apparatus for correcting an error in an optical camera communication system.

상기한 목적을 달성하기 위한 본 발명의 일 실시예에 따라 광학 카메라 통신(Optical Camera Communication, OCC) 신호를 송신하는 OCC 송신 노드에 의한 OCC 신호의 변조 방법은, 이진 데이터 신호를 획득하는 단계, 상기 이진 데이터 신호를 k 비트씩 그룹화하여 0부터

Figure 112019109036238-pat00001
까지의 정수 값을 갖는 전역 위상 천이(global phase shift) 신호로 변환하는 단계, 미리 설정된 심볼 그룹 매핑 테이블을 기초로, 상기 전역 위상 천이 신호를
Figure 112019109036238-pat00002
비트 시퀀스 형태의 제1 내지 제
Figure 112019109036238-pat00003
매핑 시퀀스에 매핑하여 데이터 신호 그룹을 생성하는 단계, 상기 데이터 신호 그룹을 변조하여 펄스파 신호를 생성하는 단계 및 상기 펄스파 신호에 따라 상기 OCC 송신 노드에 포함된 복수개의 광원들 각각을 점멸시키는 단계를 포함하며, 상기 심볼 그룹 매핑 테이블은 상기 0부터
Figure 112019109036238-pat00004
까지의 정수 값을 갖는 전역 위상 천이 신호와 상기 제1 내지 제
Figure 112019109036238-pat00005
매핑 시퀀스 간의 연결관계를 나타내고, 상기 k 및 상기 n은 3 이상의 정수인 것을 특징으로 할 수 있다.According to an embodiment of the present invention for achieving the above object, a method of modulating an OCC signal by an OCC transmitting node transmitting an optical camera communication (OCC) signal comprises: obtaining a binary data signal; Binary data signals are grouped by k bits, starting from 0
Figure 112019109036238-pat00001
Converting the global phase shift signal having an integer value up to, based on a preset symbol group mapping table, the global phase shift signal
Figure 112019109036238-pat00002
1st to 1st in bit sequence form
Figure 112019109036238-pat00003
Mapping a mapping sequence to generate a data signal group, modulating the data signal group to generate a pulse wave signal, and flashing each of a plurality of light sources included in the OCC transmission node according to the pulse wave signal And the symbol group mapping table is from 0
Figure 112019109036238-pat00004
Global phase shift signal having an integer value of up to and
Figure 112019109036238-pat00005
Represents a connection relationship between mapping sequences, and k and n may be an integer of 3 or more.

상기 제1 내지 제

Figure 112019109036238-pat00006
매핑 시퀀스는, n 비트씩을 한 묶음으로 하여,
Figure 112019109036238-pat00007
개의 n-비트 묶음을 가지는
Figure 112019109036238-pat00008
비트 시퀀스 형태로 형성되는 것을 특징으로 할 수 있다.The first to the above
Figure 112019109036238-pat00006
The mapping sequence is a group of n bits,
Figure 112019109036238-pat00007
With n-bit bundles
Figure 112019109036238-pat00008
It may be characterized in that it is formed in the form of a bit sequence.

상기 제1 내지 제

Figure 112019109036238-pat00009
매핑 시퀀스에서, 1 개의 n-비트 묶음은 1 값을 가지고
Figure 112019109036238-pat00010
개의 n-비트 묶음은 0 값을 가지며, 상기 제
Figure 112019109036238-pat00011
내지 제
Figure 112019109036238-pat00012
매핑 시퀀스에서, 1 개의 n-비트 묶음은 0 값을 가지고
Figure 112019109036238-pat00013
개의 n-비트 묶음은 1 값을 가지는 것을 특징으로 할 수 있다.The first to the above
Figure 112019109036238-pat00009
In the mapping sequence, one n-bit bundle has a value of 1
Figure 112019109036238-pat00010
Each n-bit bundle has a value of 0,
Figure 112019109036238-pat00011
Mine
Figure 112019109036238-pat00012
In the mapping sequence, 1 n-bit bundle has a value of 0
Figure 112019109036238-pat00013
The n-bit bundle of dogs may be characterized as having a value of 1.

상기 k 및 상기 n은 3이며, 상기 심볼 그룹 매핑 테이블은, 상기 0부터 7까지의 정수 값을 갖는 전역 위상 천이 신호와 제1 내지 제8 3-심볼 시퀀스 간의 연결관계, 및 상기 제1 내지 제8 3-심볼 시퀀스와 상기 제1 내지 제8 매핑 시퀀스 간의 연결관계를 더 나타내고, 상기 제1 내지 제8 3-심볼 시퀀스는 각각 3개의 심볼들을 가지도록 생성되는 것을 특징으로 할 수 있다.The k and n are 3, and the symbol group mapping table is a connection relationship between a global phase shift signal having integer values from 0 to 7 and first to eighth three-symbol sequences, and the first to the first 8 The three-symbol sequence may further indicate a connection relationship between the first to eighth mapping sequences, and the first to eighth three-symbol sequences may be generated to have three symbols, respectively.

상기 제1 3-심볼 시퀀스는 1로 설정된 3개의 심볼들을 가지도록 생성되고, 상기 제2 내지 제4 3-심볼 시퀀스는 각각 5로 설정된 1개의 심볼과 0으로 설정된 2개의 심볼들을 가지도록 생성되고, 상기 제5 내지 제7 3-심볼 시퀀스는 각각 1로 설정된 1개의 심볼과 4로 설정된 2개의 심볼들을 가지도록 생성되고, 상기 제8 3-심볼 시퀀스는 5로 설정된 3 개의 심볼들을 가지도록 생성되는 것을 특징으로 할 수 있다.The first 3-symbol sequence is generated to have 3 symbols set to 1, and the second to fourth 3-symbol sequences are generated to have 1 symbol set to 5 and 2 symbols set to 0, respectively. , The fifth through seventh 3-symbol sequences are generated to have 1 symbol set to 1 and 2 symbols set to 4, and the 8 th 3-symbol sequence is generated to have 3 symbols set to 5, respectively. It can be characterized by being.

상기 제1 내지 제8 매핑 시퀀스는, 상기 제1 내지 제8 3-심볼 시퀀스의 각 심볼들을 다음의 표에 따라 4 비트의 신호들로 매핑하여, 각각 12 비트 시퀀스 형태로 생성되는 것을 특징으로 할 수 있다.The first to eighth mapping sequences may be generated by mapping each symbol of the first to eighth three-symbol sequences into 4-bit signals according to the following table, each of which is generated in a 12-bit sequence. Can.

Figure 112019109036238-pat00014
Figure 112019109036238-pat00014

상기 심볼 그룹 매핑 테이블에서, 상기 제

Figure 112019109036238-pat00015
내지 제
Figure 112019109036238-pat00016
매핑 시퀀스는, 상기 제1 내지 제
Figure 112019109036238-pat00017
매핑 시퀀스에 NOT 연산을 적용하여 생성되는 것을 특징으로 할 수 있다.In the symbol group mapping table, the first
Figure 112019109036238-pat00015
Mine
Figure 112019109036238-pat00016
The mapping sequence is the first to the first
Figure 112019109036238-pat00017
It can be characterized by being generated by applying NOT operation to the mapping sequence.

상기 심볼 그룹 매핑 테이블은, 상기 제1 내지 제

Figure 112019109036238-pat00018
매핑 시퀀스 간의 최소 해밍 거리(hamming distance)가 2n 이 되도록 형성되는 것을 특징으로 할 수 있다.The symbol group mapping table, the first to the first
Figure 112019109036238-pat00018
It may be characterized in that the minimum hamming distance between mapping sequences is formed to be 2n.

상기한 목적을 달성하기 위한 본 발명의 일 실시예에 따라 광학 카메라 통신(Optical Camera Communication, OCC) 신호를 송신하는 OCC 송신 노드에 의한 OCC 신호의 변조 방법은 OCC 신호를 송신하는 OCC 송신 노드에 포함된 복수개의 광원들의 점멸 상태를 검출하는 단계, 상기 광원들의 점멸 상태 정보를 이진 시퀀스로 변환하는 단계, 상기 이진 시퀀스를

Figure 112019109036238-pat00019
비트씩 그룹화하여,
Figure 112019109036238-pat00020
비트의 데이터 신호 그룹을 획득하는 단계, 미리 설정된 심볼 그룹 매핑 테이블을 기초로 상기 데이터 신호 그룹으로부터 전역 위상 천이 신호를 획득하는 단계 및 상기 전역 위상 천이 신호를 변환하여 이진 데이터를 획득하는 단계를 포함하고, 상기 심볼 그룹 매핑 테이블은 상기 심볼 그룹 매핑 테이블은 0부터
Figure 112019109036238-pat00021
까지의 정수 값을 갖는 전역 위상 천이 신호와 제1 내지 제
Figure 112019109036238-pat00022
매핑 시퀀스 간의 연결관계를 나타내고, 상기 제
Figure 112019109036238-pat00023
내지 제
Figure 112019109036238-pat00024
매핑 시퀀스는, 상기 제1 내지 제
Figure 112019109036238-pat00025
매핑 시퀀스에 NOT 연산을 적용하여 생성된 것을 특징으로 할 수 있다.A method of modulating an OCC signal by an OCC transmitting node that transmits an optical camera communication (OCC) signal according to an embodiment of the present invention for achieving the above object is included in an OCC transmitting node that transmits an OCC signal Detecting a blinking state of the plurality of light sources, converting blinking state information of the light sources into a binary sequence, and converting the binary sequence
Figure 112019109036238-pat00019
Grouped bit by bit,
Figure 112019109036238-pat00020
Obtaining a data signal group of bits, obtaining a global phase shift signal from the data signal group based on a preset symbol group mapping table, and converting the global phase shift signal to obtain binary data. The symbol group mapping table is from 0 to the symbol group mapping table.
Figure 112019109036238-pat00021
Global phase shift signal with integer values up to and 1st to 1st
Figure 112019109036238-pat00022
Represents the connection relationship between mapping sequences, and
Figure 112019109036238-pat00023
Mine
Figure 112019109036238-pat00024
The mapping sequence is the first to the first
Figure 112019109036238-pat00025
It may be characterized by being generated by applying a NOT operation to the mapping sequence.

상기 심볼 그룹 매핑 테이블은, 상기 제1 내지 제

Figure 112019109036238-pat00026
매핑 시퀀스 간의 최소 해밍 거리(hamming distance)가 2n 이 되도록 형성되는 것을 특징으로 할 수 있다.The symbol group mapping table, the first to the first
Figure 112019109036238-pat00026
It may be characterized in that the minimum hamming distance between mapping sequences is formed to be 2n.

상기 데이터 신호 그룹으로부터 전역 위상 천이 신호를 획득하는 단계는, 상기 데이터 신호 그룹이 상기 제1 내지 제

Figure 112019109036238-pat00027
매핑 시퀀스 중 어느 하나와 일치하는지 여부를 판단하는 단계 및 상기 데이터 신호 그룹이 상기 제1 내지 제
Figure 112019109036238-pat00028
매핑 시퀀스 중 어느 하나와 일치할 경우, 상기 데이터 신호 그룹을 상기 데이터 신호 그룹과 일치하는 매핑 시퀀스에 연결된 전역 위상 천이 신호로 변환하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 할 수 있다.In the step of obtaining a global phase shift signal from the data signal group, the data signal group is the first to the first
Figure 112019109036238-pat00027
Determining whether it matches any one of the mapping sequences and the data signal group is the first to the first
Figure 112019109036238-pat00028
And if it matches any one of the mapping sequences, converting the data signal group into a global phase shift signal connected to a mapping sequence matching the data signal group.

상기 데이터 신호 그룹으로부터 전역 위상 천이 신호를 획득하는 단계는, 상기 데이터 신호 그룹이 상기 제1 내지 제

Figure 112019109036238-pat00029
매핑 시퀀스 중 어느 하나와 일치하는지 여부를 판단하는 단계, 상기 데이터 신호 그룹이 상기 제1 내지 제
Figure 112019109036238-pat00030
매핑 시퀀스 중 어느 하나와 일치하지 않을 경우, 상기 데이터 신호 그룹과 상기 제1 내지 제
Figure 112019109036238-pat00031
매핑 시퀀스 간의 해밍 거리를 기초로 상기 데이터 신호 그룹의 오류를 정정하는 단계, 오류가 정정된 데이터 신호 그룹을 생성하는 단계 및 상기 오류가 정정된 데이터 신호 그룹이 상기 제1 내지 제
Figure 112019109036238-pat00032
매핑 시퀀스 중 어느 하나와 일치하는지 여부를 다시 판단하는 단계를 포함하며, 상기 데이터 신호 그룹의 오류를 정정하는 단계는, 상기 OCC 수신 노드의 인공 신경망(artificial neural network)에 의해 수행되는 것을 특징으로 할 수 있다.In the step of obtaining a global phase shift signal from the data signal group, the data signal group is the first to the first
Figure 112019109036238-pat00029
Determining whether it matches any one of the mapping sequences, and the data signal group is the first to the first
Figure 112019109036238-pat00030
If it does not match any one of the mapping sequences, the data signal group and the first to the first
Figure 112019109036238-pat00031
Correcting an error of the data signal group based on a Hamming distance between mapping sequences, generating an error-corrected data signal group, and the error-corrected data signal group are the first to the first.
Figure 112019109036238-pat00032
And re-determining whether it matches any one of the mapping sequences, and correcting the error of the data signal group is performed by an artificial neural network of the OCC receiving node. Can.

상기 OCC 신호의 복조 방법은, 상기 데이터 신호 그룹의 오류를 정정하는 단계 이후, 상기 OCC 신호 송신 노드가 송신한 데이터 신호 그룹과 상기 오류가 정정된 데이터 신호 그룹 간의 오류 정보를 산출하는 단계 및 상기 오류 정보를 역전파(back-propagation)하여 상기 인공 신경망의 가중 벡터(weight vector)를 업데이트하는 단계를 더 포함할 수 있다.The method for demodulating the OCC signal includes, after correcting an error in the data signal group, calculating error information between the data signal group transmitted by the OCC signal transmission node and the error corrected data signal group, and the error. The method may further include updating the weight vector of the artificial neural network by back-propagating the information.

상기한 목적을 달성하기 위한 본 발명의 일 실시예에 따라 광학 카메라 통신(Optical Camera Communication, OCC) 신호를 송신하는 OCC 송신 노드는 프로세서(processor), 상기 프로세서의 제어에 따라 동작하는 복수개의 광원들 및 상기 프로세서에 의해 실행되는 하나 이상의 명령들이 저장된 메모리를 포함하며, 상기 하나 이상의 명령들은, 이진 데이터 신호를 획득하고, 상기 이진 데이터 신호를 k 비트씩 그룹화하여 0부터

Figure 112019109036238-pat00033
까지의 정수 값을 갖는 전역 위상 천이(global phase shift) 신호로 변환하고, 미리 설정된 심볼 그룹 매핑 테이블을 기초로, 상기 전역 위상 천이 신호를
Figure 112019109036238-pat00034
비트 시퀀스 형태의 제1 내지 제
Figure 112019109036238-pat00035
매핑 시퀀스에 매핑하여 데이터 신호 그룹을 생성하고, 상기 데이터 신호 그룹을 변조하여 펄스파 신호를 생성하고, 그리고 상기 펄스파 신호에 따라 상기 복수개의 광원들 각각을 점멸시키도록 실행되며, 상기 심볼 그룹 매핑 테이블은 상기 An OCC transmission node that transmits an optical camera communication (OCC) signal according to an embodiment of the present invention for achieving the above object is a processor, a plurality of light sources operating under the control of the processor And a memory in which one or more instructions executed by the processor are stored, wherein the one or more instructions obtain a binary data signal, and group the binary data signals by k bits from 0.
Figure 112019109036238-pat00033
Convert to a global phase shift signal having an integer value of up to, and based on a preset symbol group mapping table, the global phase shift signal
Figure 112019109036238-pat00034
1st to 1st in bit sequence form
Figure 112019109036238-pat00035
Mapping to a mapping sequence generates a data signal group, modulates the data signal group to generate a pulse wave signal, and is executed to flash each of the plurality of light sources according to the pulse wave signal, and the symbol group mapping Table above

0부터

Figure 112019109036238-pat00036
까지의 정수 값을 갖는 전역 위상 천이 신호와 상기 제1 내지 제
Figure 112019109036238-pat00037
매핑 시퀀스 간의 연결관계를 나타내고, 상기 k 및 상기 n은 3 이상의 정수인 것을 특징으로 할 수 있다.From 0
Figure 112019109036238-pat00036
Global phase shift signal having an integer value of up to and
Figure 112019109036238-pat00037
Represents a connection relationship between mapping sequences, and k and n may be an integer of 3 or more.

상기 제1 내지 제

Figure 112019109036238-pat00038
매핑 시퀀스는, n 비트씩을 한 묶음으로 하여,
Figure 112019109036238-pat00039
개의 n-비트 묶음을 가지는
Figure 112019109036238-pat00040
비트 시퀀스 형태로 형성되고, 상기 제1 내지 제
Figure 112019109036238-pat00041
매핑 시퀀스에서, 1 개의 n-비트 묶음은 1 값을 가지고
Figure 112019109036238-pat00042
개의 n-비트 묶음은 0 값을 가지며, 상기 제
Figure 112019109036238-pat00043
내지 제
Figure 112019109036238-pat00044
매핑 시퀀스에서, 1 개의 n-비트 묶음은 0 값을 가지고
Figure 112019109036238-pat00045
개의 n-비트 묶음은 1 값을 가지는 것을 특징으로 할 수 있다.The first to the above
Figure 112019109036238-pat00038
The mapping sequence is a group of n bits,
Figure 112019109036238-pat00039
With n-bit bundles
Figure 112019109036238-pat00040
Formed in the form of a bit sequence, the first to the first
Figure 112019109036238-pat00041
In the mapping sequence, one n-bit bundle has a value of 1
Figure 112019109036238-pat00042
Each n-bit bundle has a value of 0,
Figure 112019109036238-pat00043
Mine
Figure 112019109036238-pat00044
In the mapping sequence, 1 n-bit bundle has a value of 0
Figure 112019109036238-pat00045
The n-bit bundle of dogs may be characterized as having a value of 1.

상기 OCC 송신 노드에 있어서, 상기 k 및 상기 n은 3이며, 상기 심볼 그룹 매핑 테이블은, 상기 0부터 7까지의 정수 값을 갖는 전역 위상 천이 신호와 제1 내지 제8 3-심볼 시퀀스 간의 연결관계 및 상기 제1 내지 제8 3-심볼 시퀀스와 상기 제1 내지 제8 매핑 시퀀스 간의 연결관계를 더 나타내고, 상기 제1 내지 제8 3-심볼 시퀀스는 각각 3개의 심볼들을 가지도록 생성되는 것을 특징으로 할 수 있다.In the OCC transmitting node, k and n are 3, and the symbol group mapping table is a connection relationship between global phase shift signals having integer values from 0 to 7 and first to eighth three-symbol sequences. And further showing a connection relationship between the first to eighth three-symbol sequences and the first to eighth mapping sequences, and the first to eighth three-symbol sequences are each generated with three symbols. can do.

상기 OCC 송신 노드에 있어서, 상기 제1 3-심볼 시퀀스는 1로 설정된 3개의 심볼들을 가지도록 생성되고, 상기 제2 내지 제4 3-심볼 시퀀스는 각각 5로 설정된 1개의 심볼과 0으로 설정된 2개의 심볼들을 가지도록 생성되고, 상기 제5 내지 제7 3-심볼 시퀀스는 각각 1로 설정된 1개의 심볼과 4로 설정된 2개의 심볼들을 가지도록 생성되고, 상기 제8 3-심볼 시퀀스는 5로 설정된 3 개의 심볼들을 가지도록 생성되며, 상기 제1 내지 제8 매핑 시퀀스는, 상기 제1 내지 제8 3-심볼 시퀀스의 각 심볼들을 다음의 표에 따라 4 비트의 신호들로 매핑하여, 각각 12 비트 시퀀스 형태로 생성되는 것을 특징으로 할 수 있다.In the OCC transmitting node, the first 3-symbol sequence is generated to have three symbols set to 1, and the second to fourth 3-symbol sequences are 1 symbol set to 5 and 2 set to 0, respectively. Are generated to have two symbols, and the fifth to seventh three-symbol sequences are respectively generated to have one symbol set to 1 and two symbols set to 4, and the eighth three-symbol sequence is set to 5 It is generated to have three symbols, and the first to eighth mapping sequences map each symbol of the first to eighth three-symbol sequences to four-bit signals according to the following table, each 12 bits. It may be characterized in that it is generated in a sequence form.

Figure 112019109036238-pat00046
Figure 112019109036238-pat00046

상기 심볼 그룹 매핑 테이블에서, 상기 제

Figure 112019109036238-pat00047
내지 제
Figure 112019109036238-pat00048
매핑 시퀀스는, 상기 제1 내지 제
Figure 112019109036238-pat00049
매핑 시퀀스에 NOT 연산을 적용하여 생성되는 것을 특징으로 할 수 있다.In the symbol group mapping table, the first
Figure 112019109036238-pat00047
Mine
Figure 112019109036238-pat00048
The mapping sequence is the first to the first
Figure 112019109036238-pat00049
It can be characterized by being generated by applying NOT operation to the mapping sequence.

본 발명의 실시예에 의하면, 인공지능을 기반으로 광학 카메라 통신(Optical Camera Communication, OCC) 신호의 오류를 정정함으로써, OCC 시스템의 정확도를 향상시킬 수 있다.According to an embodiment of the present invention, it is possible to improve the accuracy of the OCC system by correcting an error of an optical camera communication (OCC) signal based on artificial intelligence.

본 발명의 실시예에 의하면, 이진 데이터를 데이터 신호 그룹으로 변환하되, 코드 레이트 1/n 조건에서 그룹 간 최소 해밍 거리가 2n이 되도록 기 설정된 심볼 그룹 매핑 테이블에 기초하여 변환함으로써, OCC 신호 복호 성능 및 인공지능에 의한 오류 정정 성능을 향상시킬 수 있다.According to an embodiment of the present invention, OCC signal decoding performance is achieved by converting binary data into a data signal group, but converting it based on a preset symbol group mapping table such that a minimum hamming distance between groups is 2n under a code rate of 1/n. And error correction performance by artificial intelligence.

본 발명의 실시예에 의하면, 이진 데이터를 3-심볼 시퀀스로 변환하고 상기 3-심볼 시퀀스를 데이터 신호 그룹으로 변환하되, 코드 레이트 1/3 조건에서 그룹 간 최소 해밍 거리가 6이 되도록 기 설정된 심볼 그룹 매핑 테이블에 기초하여 변환함으로써, OCC 신호 복호 성능 및 인공지능에 의한 오류 정정 성능을 향상시킬 수 있다.According to an embodiment of the present invention, the binary data is converted into a 3-symbol sequence, and the 3-symbol sequence is converted into a data signal group, but a predetermined symbol is set so that the minimum Hamming distance between groups is 6 under a code rate of 1/3. By converting based on the group mapping table, it is possible to improve OCC signal decoding performance and error correction performance by artificial intelligence.

본 발명의 실시예에 의하면, 동일한 코드 레이트 조건에서도 컨볼루션 코드(Convolution Code, CC) 방식 등 종래의 오류 정정 방식에 비하여 오류 정정 동작의 성능이 크게 향상되어, 오류 정정의 성능을 높이면서도 통신의 효율성을 높일 수 있다.According to an embodiment of the present invention, even in the same code rate condition, the performance of the error correction operation is greatly improved compared to a conventional error correction method such as a convolutional code (CC) method, and the error correction performance is increased while improving communication performance. Increase efficiency.

도 1은 본 발명에 따른 광학 카메라 통신(optical camera communication, OCC) 시스템의 일 실시예를 도시한 구성도이다.
도 2는 본 발명에 따른 OCC 송신 노드의 OCC 신호 송신 동작의 일 실시예를 도시한 흐름도이다.
도 3은 본 발명에 따른 OCC 수신 노드의 OCC 신호 수신 동작의 일 실시예를 도시한 흐름도이다.
도 4는 본 발명에 따른 OCC 수신 노드의 오류 정정 동작의 일 실시예를 도시한 흐름도이다.
도 5는 본 발명에 따른 OCC 수신 노드에 포함된 인공 신경망(artificial neural network)의 일 실시예를 도시한 개념도이다.
도 6은 본 발명에 따른 OCC 수신 노드의 오류 정정 동작의 효과를 설명하기 위한 그래프이다.1 is a configuration diagram showing an embodiment of an optical camera communication (optical camera communication, OCC) system according to the present invention.
2 is a flowchart illustrating an embodiment of an OCC signal transmission operation of an OCC transmission node according to the present invention.
3 is a flowchart illustrating an embodiment of an OCC signal receiving operation of an OCC receiving node according to the present invention.
4 is a flowchart illustrating an embodiment of an error correction operation of an OCC receiving node according to the present invention.
5 is a conceptual diagram illustrating an embodiment of an artificial neural network included in an OCC receiving node according to the present invention.
6 is a graph for explaining the effect of the error correction operation of the OCC receiving node according to the present invention.

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.The present invention can be applied to various changes and can have various embodiments, and specific embodiments will be illustrated in the drawings and described in detail. However, this is not intended to limit the present invention to specific embodiments, and should be understood to include all modifications, equivalents, and substitutes included in the spirit and scope of the present invention.

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.Terms such as first and second may be used to describe various components, but the components should not be limited by the terms. The terms are used only for the purpose of distinguishing one component from other components. For example, the first component may be referred to as a second component without departing from the scope of the present invention, and similarly, the second component may be referred to as a first component. The term and/or includes a combination of a plurality of related described items or any one of a plurality of related described items.

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.When an element is said to be "connected" or "connected" to another component, it is understood that other components may be directly connected to or connected to the other component, but there may be other components in between. It should be. On the other hand, when a component is said to be "directly connected" or "directly connected" to another component, it should be understood that no other component exists in the middle.

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.The terms used in this application are only used to describe specific embodiments, and are not intended to limit the present invention. Singular expressions include plural expressions unless the context clearly indicates otherwise. In this application, terms such as “include” or “have” are intended to indicate that a feature, number, step, operation, component, part, or combination thereof described in the specification exists, and that one or more other features are present. It should be understood that the existence or addition possibilities of fields or numbers, steps, operations, components, parts or combinations thereof are not excluded in advance.

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.Unless defined otherwise, all terms used herein, including technical or scientific terms, have the same meaning as commonly understood by a person skilled in the art to which the present invention pertains. Terms such as those defined in a commonly used dictionary should be interpreted as having meanings consistent with meanings in the context of related technologies, and should not be interpreted as ideal or excessively formal meanings unless explicitly defined in the present application. Does not.

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.Hereinafter, exemplary embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings. In order to facilitate the overall understanding in describing the present invention, the same reference numerals are used for the same components in the drawings, and duplicate descriptions for the same components are omitted.

도 1은 본 발명에 따른 광학 카메라 통신(optical camera communication, OCC) 시스템의 일 실시예를 도시한 구성도이다.1 is a configuration diagram showing an embodiment of an optical camera communication (optical camera communication, OCC) system according to the present invention.

도 1을 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 의한 OCC 시스템은 광학 무선 송신 장치(110)와 광학 무선 수신 장치(120)을 포함할 수 있다. 광학 무선 송신 장치(110)는 변조기(111)와 송신기(112)를 포함할 수 있다. 송신기(112)는 적어도 하나 이상의 광원들(112-1, 112-2)을 포함할 수 있으며, 광원(112-1, 112-2)은 발광 다이오드(Light Emitting Diode, LED)일 수 있다. 광학 무선 수신 장치(120)는 수신기(121)와 복조기(123)를 포함할 수 있으며, 광원 검출기(122)를 더 포함할 수 있다. 수신기(121)는 카메라와 같은 이미지 센서(121-1)를 포함할 수 있다. Referring to FIG. 1, the OCC system according to an embodiment of the present invention may include an optical wireless transmission device 110 and an optical wireless reception device 120. The optical wireless transmission device 110 may include a modulator 111 and a transmitter 112. The transmitter 112 may include one or more light sources 112-1 and 112-2, and the light sources 112-1 and 112-2 may be light emitting diodes (LEDs). The optical wireless reception device 120 may include a receiver 121 and a demodulator 123, and may further include a light source detector 122. The receiver 121 may include an image sensor 121-1 such as a camera.

변조기(111)는 전송하고자 하는 비트 열(bit sequence)인 이진 데이터 신호 D[i]를 입력받을 수 있고, 변조된 펄스 파형을 갖는 이진 데이터 신호 S1(t) 및 S2(t)를 생성할 수 있다. S1(t) 및 S2(t)는 연속 신호일 수도 있고 이산 신호일 수 있다.The modulator 111 can receive a binary data signal D[i], which is a bit sequence to be transmitted, and generates binary data signals S 1 (t) and S 2 (t) having a modulated pulse waveform. can do. S 1 (t) and S 2 (t) may be continuous signals or discrete signals.

송신기(112)는 이진 데이터 신호 S1(t) 및 S2(t)에 따라 복수개의 광원들(112-1, 112-2) 각각을 점멸시킴으로써 데이터를 송신할 수 있다. 여기서 점멸이라 함은 반드시 광원(112-1, 112-2)이 완전히 켜지고 완전히 꺼지는 방식만을 나타내는 것이 아니라, 광원(112-1, 112-2)의 밝기 변화를 이용해 이진값 0과 1 두 가지 상태를 나타내는 모든 방식을 포함할 수 있다. 광원(112-1, 112-2)의 점멸 주파수가 일정값(예: 200Hz) 이상이면 사람은 광원(112-1, 112-2)의 점멸을 느끼지 못할 수 있다. The transmitter 112 may transmit data by flashing each of the plurality of light sources 112-1 and 112-2 according to the binary data signals S 1 (t) and S 2 (t). Here, the blinking does not necessarily indicate the way in which the light sources 112-1 and 112-2 are completely turned on and off, but the binary values of 0 and 1 are used to change the brightness of the light sources 112-1 and 112-2. It may include any way to represent. If the flashing frequencies of the light sources 112-1 and 112-2 are greater than or equal to a certain value (eg, 200 Hz), a person may not be able to feel the flashing of the light sources 112-1 and 112-2.

수신기(121)는 이미지 센서(121-1)가 광원(112-1, 112-2)들을 연속적으로 촬영(샘플링)한 이미지 열(image sequence)을 수신할 수 있다. 광원 검출기(122)는 수신한 이미지에서 광원(112-1, 112-2)들의 위치를 검출할 수 있다. 복조기(123)은 광원(112-1, 112-2)들의 점멸 상태로부터 데이터 신호를 복조할 수 있다.The receiver 121 may receive an image sequence in which the image sensors 121-1 continuously photograph (sample) the light sources 112-1 and 112-2. The light source detector 122 may detect the positions of the light sources 112-1 and 112-2 in the received image. The demodulator 123 can demodulate the data signal from the flashing states of the light sources 112-1 and 112-2.

도 2는 본 발명에 따른 OCC 송신 노드의 OCC 신호 송신 동작의 일 실시예를 도시한 흐름도이다. 2 is a flowchart illustrating an embodiment of an OCC signal transmission operation of an OCC transmission node according to the present invention.

도 2를 참조하면, OCC 송신 노드(110)는 이진 데이터 신호(D[i])를 획득할 수 있다. 그리고 OCC 송신 노드(110)의 변조기(111)는 획득한 이진 데이터 신호를 미리 설정된 복수개의 비트 단위로 그룹화하여 0부터

Figure 112019109036238-pat00050
까지의 정수 값을 갖는 전역 위상 천이 신호로 변환할 수 있다(S210). OCC 송신 노드(110)의 변조기(111)는 송신하는 신호의 변조 방식에 따라 이진 데이터 신호를 전역 위상 천이 신호로 변환할 수 있다. OCC 송신 노드의 변조기는 M-ASK(M-amplitude shift keying), M-FSK(M-frequency shift keying), M-PSK(M-phase shift keying), DSM-PSK(dimmable spatial M-phase shift keying) 등의 변조 방식에 따라 이진 데이터 신호를 변조할 수 있다. 예를 들어,
Figure 112019109036238-pat00051
=8 이고, k=3일 경우, OCC 송신 노드(110)의 변조기(111)는 표 1에 따라 이진 데이터 신호를 전역 위상 천이 신호로 변환할 수 있다(S210).Referring to FIG. 2, the OCC transmitting node 110 may acquire a binary data signal D[i]. In addition, the modulator 111 of the OCC transmission node 110 groups the obtained binary data signals into a plurality of preset bit units, and starts from 0.
Figure 112019109036238-pat00050
It can be converted into a global phase shift signal having an integer value up to (S210). The modulator 111 of the OCC transmission node 110 may convert a binary data signal into a global phase shift signal according to a modulation method of a transmitted signal. The modulators of the OCC transmitting node are M-amplitude shift keying (M-ASK), M-frequency shift keying (M-FSK), M-phase shift keying (M-PSK), and dimmable spatial M-phase shift keying (DSM-PSK). ) Can modulate the binary data signal according to a modulation method. For example,
Figure 112019109036238-pat00051
=8 and k=3, the modulator 111 of the OCC transmitting node 110 may convert the binary data signal into a global phase shift signal according to Table 1 (S210).

Figure 112019109036238-pat00052
Figure 112019109036238-pat00052

OCC 송신 노드(110)의 변조기(111)는 표 1에 따라 이진 데이터 신호를 전역 위상 천이 신호로 변환할 수 있으며, 변환 결과 획득한 각각의 전역 위상 천이 신호는 OCC 송신 노드(110)가 송신하는 데이터 신호 그룹의 그룹 ID를 지시할 수 있다. The modulator 111 of the OCC transmitting node 110 may convert a binary data signal into a global phase shift signal according to Table 1, and each global phase shift signal obtained as a result of the conversion is transmitted by the OCC transmitting node 110 The group ID of the data signal group can be indicated.

OCC 송신 노드(110)의 변조기(111)는 획득한 그룹 ID에 기초하여 복수의 심볼을 포함하는 데이터 신호 그룹을 생성할 수 있다(S220). 구체적으로, OCC 송신 노드(110)의 변조기(111)는 미리 설정된 심볼 그룹 매핑 테이블에 기초하여 데이터 신호 그룹을 생성할 수 있다(S220). 심볼 그룹 매핑 테이블은 OCC 송신 노드(110)가 송신하는 신호의 변조 방식에 따라 정의될 수 있다.The modulator 111 of the OCC transmitting node 110 may generate a data signal group including a plurality of symbols based on the obtained group ID (S220). Specifically, the modulator 111 of the OCC transmitting node 110 may generate a data signal group based on a preset symbol group mapping table (S220). The symbol group mapping table may be defined according to a modulation method of a signal transmitted by the OCC transmission node 110.

심볼 그룹 매핑 테이블은 0부터

Figure 112019109036238-pat00053
까지의 정수 값을 갖는 전역 위상 천이 신호와,
Figure 112019109036238-pat00054
비트 시퀀스 형태의 제1 내지 제
Figure 112019109036238-pat00055
매핑 시퀀스 간의 연결관계를 나타낼 수 있다. (여기서, n은 3 이상의 정수값을 가진다) 즉, 심볼 그룹 매핑 테이블은 0부터
Figure 112019109036238-pat00056
까지의 정수 값을 갖는 전역 위상 천이 신호와,
Figure 112019109036238-pat00057
비트 시퀀스 형태의 제1 내지 제
Figure 112019109036238-pat00058
매핑 시퀀스를 포함하며, 전역 위상 천이 신호 각각을 제1 내지 제
Figure 112019109036238-pat00059
매핑 시퀀스 각각에 일대일 대응할 수 있다.Symbol group mapping table is from 0
Figure 112019109036238-pat00053
A global phase shift signal having an integer value up to,
Figure 112019109036238-pat00054
1st to 1st in bit sequence form
Figure 112019109036238-pat00055
It may indicate a connection relationship between mapping sequences. (Where n has an integer value of 3 or more), that is, the symbol group mapping table is from 0
Figure 112019109036238-pat00056
A global phase shift signal having an integer value up to,
Figure 112019109036238-pat00057
1st to 1st in bit sequence form
Figure 112019109036238-pat00058
Mapping sequence, each of the global phase shift signal from the first to the first
Figure 112019109036238-pat00059
One-to-one correspondence to each mapping sequence.

본 발명의 제1 실시예에 따른 심볼 그룹 매핑 테이블에서, 제1 내지 제

Figure 112019109036238-pat00060
매핑 시퀀스는, n 비트씩을 한 묶음으로 하여,
Figure 112019109036238-pat00061
개의 n-비트 묶음을 가지는
Figure 112019109036238-pat00062
비트 시퀀스 형태로 형성될 수 있다.In the symbol group mapping table according to the first embodiment of the present invention, the first to the first
Figure 112019109036238-pat00060
The mapping sequence is a group of n bits,
Figure 112019109036238-pat00061
With n-bit bundles
Figure 112019109036238-pat00062
It may be formed in the form of a bit sequence.

제1 내지 제

Figure 112019109036238-pat00063
매핑 시퀀스에서, 1 개의 n-비트 묶음은 1 값을 가지고
Figure 112019109036238-pat00064
개의 n 비트 묶음은 0 값을 가질 수 있다. 1st to 1st
Figure 112019109036238-pat00063
In the mapping sequence, one n-bit bundle has a value of 1
Figure 112019109036238-pat00064
A bundle of n bits may have a value of 0.

예를 들어, 제1 매핑 시퀀스에서는 첫 번째 n-비트 묶음이 1 값을 가지고, 제2 매핑 시퀀스에서는 두 번째 n-비트 묶음이 1 값을 가지고, 제

Figure 112019109036238-pat00065
매핑 시퀀스에서는
Figure 112019109036238-pat00066
번째 n-비트 묶음이 1 값을 가질 수 있다. For example, in the first mapping sequence, the first n-bit bundle has a value of 1, and in the second mapping sequence, the second n-bit bundle has a value of 1,
Figure 112019109036238-pat00065
In the mapping sequence
Figure 112019109036238-pat00066
The first n-bit bundle may have a value of 1.

Figure 112019109036238-pat00067
내지 제
Figure 112019109036238-pat00068
매핑 시퀀스는 제1 내지 제
Figure 112019109036238-pat00069
매핑 시퀀스에 NOT 연산을 적용하여 생성될 수 있다.
Figure 112019109036238-pat00067
Mine
Figure 112019109036238-pat00068
The mapping sequence is the first to the first
Figure 112019109036238-pat00069
It can be generated by applying NOT operation to the mapping sequence.

예를 들어,

Figure 112019109036238-pat00070
=8 이고, k=3일 경우, 본 발명의 제1 실시예에 따른 심볼 그룹 매핑 테이블은 표 2와 같이 정의될 수 있다.For example,
Figure 112019109036238-pat00070
When =8 and k=3, the symbol group mapping table according to the first embodiment of the present invention may be defined as shown in Table 2.

Figure 112019109036238-pat00071
Figure 112019109036238-pat00071

표 2의 심볼 그룹 매핑 테이블에 따라 생성된 데이터 신호 그룹 간의 해밍 거리(hamming distance)는 수학식 1에 의해 산출될 수 있다.The hamming distance between the data signal groups generated according to the symbol group mapping table in Table 2 may be calculated by Equation 1.

Figure 112019109036238-pat00072
Figure 112019109036238-pat00072

수학식 1은 데이터 신호 그룹에 포함된 첫 번째 내지 4n 번째 심볼 간의 해밍 거리의 총합을 지시할 수 있다. 심볼 간의 해밍 거리는 표 2에 나타난 심볼 간의 해밍 거리일 수 있다. 상기한 바와 같이 표 2의 심볼 그룹 매핑 테이블에 따라 생성되는 데이터 신호 그룹 간의 해밍 거리는 미리 설정된 임계 값 이상이 되도록 생성될 수 있다. 이를테면, 표 2의 심볼 그룹 매핑 테이블에 따라 생성되는 데이터 신호 그룹들의 최소 해밍 거리는 2n일 수 있다.Equation 1 may indicate the sum of Hamming distances between the first to 4nth symbols included in the data signal group. The hamming distance between symbols may be a hamming distance between symbols shown in Table 2. As described above, the hamming distance between data signal groups generated according to the symbol group mapping table in Table 2 may be generated to be equal to or greater than a preset threshold. For example, the minimum hamming distance of data signal groups generated according to the symbol group mapping table of Table 2 may be 2n.

예를 들어,

Figure 112019109036238-pat00073
=8 이고, k=3이고, n=3일 경우, 본 발명의 제1 실시예에 따른 심볼 그룹 매핑 테이블은 표 3과 같이 정의될 수 있다.For example,
Figure 112019109036238-pat00073
=8, k=3, and n=3, the symbol group mapping table according to the first embodiment of the present invention may be defined as shown in Table 3.

Figure 112019109036238-pat00074
Figure 112019109036238-pat00074

표 3의 심볼 그룹 매핑 테이블에 따라 생성된 데이터 신호 그룹 간의 해밍 거리는 수학식 2에 의해 산출될 수 있다.Hamming distance between data signal groups generated according to the symbol group mapping table in Table 3 may be calculated by Equation (2).

Figure 112019109036238-pat00075
Figure 112019109036238-pat00075

수학식 2는 데이터 신호 그룹에 포함된 첫 번째 내지 12 번째 심볼 간의 해밍 거리의 총합을 지시할 수 있다. 심볼 간의 해밍 거리는 표 3에 나타난 심볼 간의 해밍 거리일 수 있다. 상기한 바와 같이 표 3의 심볼 그룹 매핑 테이블에 따라 생성되는 데이터 신호 그룹 간의 해밍 거리는 미리 설정된 임계 값 이상이 되도록 생성될 수 있다. 이를테면, 표 3의 심볼 그룹 매핑 테이블에 따라 생성되는 데이터 신호 그룹들의 최소 해밍 거리는 6일 수 있다.Equation 2 may indicate the sum of Hamming distances between the first to twelfth symbols included in the data signal group. The hamming distance between symbols may be a hamming distance between symbols shown in Table 3. As described above, the hamming distance between data signal groups generated according to the symbol group mapping table of Table 3 may be generated to be equal to or greater than a preset threshold. For example, a minimum Hamming distance of data signal groups generated according to the symbol group mapping table of Table 3 may be 6.

8-PSK 방식에 의해 변조된 신호를 송신하는 OCC 송신 노드(110)의 변조기(111)는 표 2 또는 표 3의 심볼 그룹 매핑 테이블을 기초로, 전역 천이 신호로부터 심볼 그룹 매핑 테이블에 포함된 어느 하나의 데이터 신호 그룹을 생성할 수 있다. 8-PSK 변조 방식에 의한 신호를 전송하는 경우, OCC 송신 노드(110)의 변조기(111)는 4n 비트 또는 12 비트 형태를 가지는 데이터 신호 그룹을 생성할 수 있다(S220).The modulator 111 of the OCC transmission node 110 that transmits a signal modulated by the 8-PSK method is based on the symbol group mapping table of Table 2 or Table 3, which is included in the symbol group mapping table from the global transition signal. One data signal group can be created. When transmitting a signal by the 8-PSK modulation method, the modulator 111 of the OCC transmission node 110 may generate a data signal group having a 4n bit or 12 bit form (S220).

본 발명의 제2 실시예에서는, k=3이고 n=3이며, 심볼 그룹 매핑 테이블은, 0부터 7까지의 정수 값을 갖는 전역 위상 천이 신호와 제1 내지 제8 3-심볼 시퀀스 간의 연결관계 및 상기 제1 내지 제8 3-심볼 시퀀스와 제1 내지 제8 매핑 시퀀스 간의 연결관계를 나타낼 수 있다. 여기서, 제1 내지 제8 3-심볼 시퀀스는 각각 3개의 심볼들을 가지도록 생성될 수 있다.In the second embodiment of the present invention, k=3, n=3, and the symbol group mapping table is a connection relationship between global phase shift signals having integer values from 0 to 7 and first to eighth three-symbol sequences. And connection relationships between the first to eighth three-symbol sequences and the first to eighth mapping sequences. Here, the first to eighth three-symbol sequences may be generated to have three symbols each.

제1 3-심볼 시퀀스는 1로 설정된 3개의 심볼들을 포함할 수 있다. 제2 내지 제4 3-심볼 시퀀스는 각각 5로 설정된 1개의 심볼과 0으로 설정된 2개의 심볼들을 포함할 수 있다. 제5 내지 제7 3-심볼 시퀀스는 각각 1로 설정된 1 개의 심볼과 4로 설정된 2개의 심볼들을 포함할 수 있다. 또한, 제8 3-심볼 시퀀스는 5로 설정된 3개의 심볼들을 포함할 수 있다.The first 3-symbol sequence may include 3 symbols set to 1. The second to fourth three-symbol sequence may include one symbol set to 5 and two symbols set to 0, respectively. The fifth through seventh 3-symbol sequences may include 1 symbol set to 1 and 2 symbols set to 4, respectively. Further, the eighth three-symbol sequence may include three symbols set to five.

예를 들어, 본 발명의 제2 실시예에서 0부터 7까지의 정수 값을 갖는 전역 위상 천이 신호와 제1 내지 제8 3-심볼 시퀀스 간의 연결관계는 표 4와 같이 정의될 수 있다.For example, in the second embodiment of the present invention, a connection relationship between global phase shift signals having integer values from 0 to 7 and first to eighth three-symbol sequences may be defined as shown in Table 4.

Figure 112019109036238-pat00076
Figure 112019109036238-pat00076

제1 내지 제8 매핑 시퀀스는, 표 4에 정의된 제1 내지 제8 3-심볼 시퀀스의 각 심볼들을 표 5에 따라 4 비트의 신호들로 매핑하여, 각각 12 비트 시퀀스 형태로 생성될 수 있다.The first to eighth mapping sequences may be generated by mapping each symbol of the first to eighth three-symbol sequences defined in Table 4 to 4-bit signals according to Table 5, respectively, in the form of a 12-bit sequence. .

Figure 112019109036238-pat00077
Figure 112019109036238-pat00077

예를 들어, 본 발명의 제2 실시예에 따른 심볼 그룹 매핑 테이블은 표 6과 같이 정의될 수 있다.For example, the symbol group mapping table according to the second embodiment of the present invention may be defined as shown in Table 6.

Figure 112019109036238-pat00078
Figure 112019109036238-pat00078

표 6의 심볼 그룹 매핑 테이블에 따라 생성된 데이터 신호 그룹 간의 해밍 거리는 수학식 3에 의해 산출될 수 있다.The Hamming distance between data signal groups generated according to the symbol group mapping table of Table 6 may be calculated by Equation (3).

Figure 112019109036238-pat00079
Figure 112019109036238-pat00079

수학식 3은 데이터 신호 그룹에 포함된 첫 번째 내지 12 번째 심볼 간의 해밍 거리의 총합을 지시할 수 있다. 심볼 간의 해밍 거리는 표 6에 나타난 심볼 간의 해밍 거리일 수 있다. 상기한 바와 같이 표 6의 심볼 그룹 매핑 테이블에 따라 생성되는 데이터 신호 그룹 간의 해밍 거리는 미리 설정된 임계 값 이상이 되도록 생성될 수 있다. 이를테면, 표 6의 심볼 그룹 매핑 테이블에 따라 생성되는 데이터 신호 그룹들의 최소 해밍 거리는 6일 수 있다.Equation 3 may indicate the sum of Hamming distances between the first to twelfth symbols included in the data signal group. The hamming distance between symbols may be a hamming distance between symbols shown in Table 6. As described above, the hamming distance between data signal groups generated according to the symbol group mapping table in Table 6 may be generated to be equal to or greater than a preset threshold. For example, the minimum Hamming distance of the data signal groups generated according to the symbol group mapping table of Table 6 may be 6.

8-PSK 방식에 의해 변조된 신호를 송신하는 OCC 송신 노드(110)의 변조기(111)는 표 6의 심볼 그룹 매핑 테이블을 기초로, 전역 천이 신호로부터 심볼 그룹 매핑 테이블에 포함된 어느 하나의 데이터 신호 그룹을 생성할 수 있다. 8-PSK 변조 방식에 의한 신호를 전송하는 경우, OCC 송신 노드(110)의 변조기(111)는 12 비트 형태를 가지는 데이터 신호 그룹을 생성할 수 있다(S220).The modulator 111 of the OCC transmission node 110 that transmits the signal modulated by the 8-PSK method is based on the symbol group mapping table of Table 6, and any one data included in the symbol group mapping table from the global transition signal. Signal groups can be created. When transmitting a signal using the 8-PSK modulation method, the modulator 111 of the OCC transmitting node 110 may generate a data signal group having a 12-bit form (S220).

OCC 송신 노드(110)의 변조기(111)는 표 2, 표 3 또는 표 6의 심볼 그룹 매핑 테이블에 기초하여 데이터 신호 그룹을 생성할 수 있으며(S220), 데이터 신호 그룹을 변조하여 복수개의 펄스파 신호들을 생성할 수 있다(S230). OCC 송신 노드(110)의 변조기(111)는 복수개의 펄스파 신호들을 OCC 송신 노드(110)의 송신기(112)로 전달할 수 있다. The modulator 111 of the OCC transmitting node 110 may generate a data signal group based on the symbol group mapping table of Table 2, Table 3 or Table 6 (S220), and modulate the data signal group to multiple pulse waves Signals may be generated (S230). The modulator 111 of the OCC transmitting node 110 may transmit a plurality of pulse wave signals to the transmitter 112 of the OCC transmitting node 110.

OCC 송신 노드(110)의 송신기(112)는 OCC 송신 노드(110)의 변조기(111)로부터 펄스파 신호들을 획득할 수 있다. 그리고 OCC 송신 노드(110)의 송신기(112)는 생성한 복수개의 펄스파 신호들에 따라서 송신기(112)에 포함된 광원들(예를 들어, LED 등) 각각을 점멸시켜 신호를 송신할 수 있다(S240).The transmitter 112 of the OCC transmitting node 110 may acquire pulse wave signals from the modulator 111 of the OCC transmitting node 110. In addition, the transmitter 112 of the OCC transmission node 110 may transmit a signal by flashing each of the light sources (for example, LEDs) included in the transmitter 112 according to the generated plurality of pulse wave signals. (S240).

도 3은 본 발명에 따른 OCC 수신 노드의 OCC 신호 수신 동작의 일 실시예를 도시한 흐름도이다.3 is a flowchart illustrating an embodiment of an OCC signal receiving operation of an OCC receiving node according to the present invention.

도 3을 참조하면, OCC 수신 노드(120)의 수신기(121)는 OCC 송신 노드(110)의 송신기(112)에 포함된 복수개의 광원들의 점멸 상태를 검출할 수 있다. 구체적으로 OCC 수신 노드(120)의 수신기(121)에 포함되는 이미지 센서(예를 들어, 카메라 등)는 연속적으로 이미지들을 촬영하여, OCC 수신 노드(120)의 복조기(123)로 이미지들을 전달할 수 있다. OCC 수신 노드(120)의 복조기(123)는 이미지 센서로부터 획득한 이미지들을 기초로 OCC 송신 노드에 포함된 광원(예를 들어, LED 등)의 점멸 상태를 검출할 수 있다(S310). 그리고 OCC 수신 노드(120)의 복조기(123)는 OCC 송신 노드(110)의 송신기(112)에 포함된 광원의 점멸 상태를 변환하여 이진 시퀀스를 획득할 수 있다(S320). OCC 수신 노드(120)의 복조기(123)는 획득한 심볼들의 오류를 정정할 수 있다(S330).Referring to FIG. 3, the receiver 121 of the OCC receiving node 120 may detect a flashing state of a plurality of light sources included in the transmitter 112 of the OCC transmitting node 110. Specifically, the image sensor (for example, a camera, etc.) included in the receiver 121 of the OCC receiving node 120 can continuously capture images and transmit the images to the demodulator 123 of the OCC receiving node 120. have. The demodulator 123 of the OCC receiving node 120 may detect a flashing state of a light source (eg, LED, etc.) included in the OCC transmitting node based on the images acquired from the image sensor (S310). In addition, the demodulator 123 of the OCC receiving node 120 may obtain a binary sequence by converting the flashing state of the light source included in the transmitter 112 of the OCC transmitting node 110 (S320). The demodulator 123 of the OCC receiving node 120 may correct errors of the acquired symbols (S330).

도 4는 본 발명에 따른 OCC 수신 노드의 오류 정정 동작의 일 실시예를 도시한 흐름도이다. 4 is a flowchart illustrating an embodiment of an error correction operation of an OCC receiving node according to the present invention.

도 4를 참조하면, OCC 수신 노드(120)의 복조기(123)는 이진 시퀀스를

Figure 112019109036238-pat00080
비트씩 그룹화하여,
Figure 112019109036238-pat00081
비트의 데이터 신호 그룹을 획득할 수 있다(S331). 데이터 신호 그룹에 포함된 심볼들의 개수는 OCC 송신 노드(110)에 의해 전송된 신호의 변조 방식에 따라서 변경될 수 있다.Referring to Figure 4, the demodulator 123 of the OCC receiving node 120 is a binary sequence
Figure 112019109036238-pat00080
Grouped bit by bit,
Figure 112019109036238-pat00081
A data group of bits may be obtained (S331). The number of symbols included in the data signal group may be changed according to the modulation scheme of the signal transmitted by the OCC transmission node 110.

OCC 수신 노드(120)의 복조기(123)는 데이터 신호 그룹으로부터 심볼의 오류를 정정하기 이전에 데이터 전처리(pre-processing)를 수행할 수 있다(S332). OCC 수신 노드(120)의 복조기(123)는 심볼들 간의 해밍거리를 반영하도록 심볼을 변조할 수 있다. OCC 수신 노드(120)의 복조기(123)는 전처리된 데이터 신호 그룹을 획득할 수 있으며(S332), 전처리된 데이터 신호 그룹의 오류 여부를 판단할 수 있다.The demodulator 123 of the OCC receiving node 120 may perform data pre-processing before correcting the error of the symbol from the data signal group (S332). The demodulator 123 of the OCC receiving node 120 may modulate the symbol to reflect the hamming distance between the symbols. The demodulator 123 of the OCC receiving node 120 may acquire a preprocessed data signal group (S332), and may determine whether or not the preprocessed data signal group is in error.

OCC 신호를 수신한 OCC 수신 노드(120)의 복조기(123)는 데이터 신호 그룹이 표 2, 표 3 또는 표 6에 포함되어 있는지 여부를 판단할 수 있다. 데이터 신호 그룹이 표 2, 표 3 또는 표 6에 포함되지 않은 경우, OCC 수신 노드(120)의 복조기(123)는 데이터 신호 그룹에 오류가 있다고 판단할 수 있다. The demodulator 123 of the OCC receiving node 120 receiving the OCC signal may determine whether the data signal group is included in Table 2, Table 3 or Table 6. If the data signal group is not included in Table 2, Table 3 or Table 6, the demodulator 123 of the OCC receiving node 120 may determine that there is an error in the data signal group.

데이터 신호 그룹에 오류가 있다고 판단한 OCC 수신 노드(120)는 수신한 데이터 신호 그룹의 오류를 정정할 수 있다(S333). S333 단계의 오류 정정 동작은 OCC 수신 노드(120)에 포함된 인공 신경망(artificial neural network)에 의해 수행되는 오류 정정(artificial intelligent error correction, AIEC) 동작일 수 있다.The OCC receiving node 120, which determines that there is an error in the data signal group, may correct the error in the received data signal group (S333). The error correction operation in step S333 may be an artificial intelligent error correction (AIEC) operation performed by an artificial neural network included in the OCC receiving node 120.

도 5는 본 발명에 따른 OCC 수신 노드에 포함된 인공 신경망(artificial neural network)의 일 실시예를 도시한 개념도이다.5 is a conceptual diagram illustrating an embodiment of an artificial neural network included in an OCC receiving node according to the present invention.

도 5를 참조하면, OCC 수신 노드(120)의 인공 신경망은 복수개의 계층(layer)들을 포함할 수 있으며, 각각의 계층들은 복수개의 인공 노드(artificial node)들을 포함할 수 있다. 그리고 OCC 수신 노드(120)의 인공 신경망은 복수의 적응적 가중 벡터(adaptive weight vector)들을 포함할 수 있으며, 인공 신경망의 각각의 계층들에 포함된 인공 노드들은 가중 벡터에 의해 연결될 수 있다. OCC 수신 노드의 인공 신경망은 미리 설정된 파라미터에 따라 복수개의 계층들 및 인공 노드들을 포함할 수 있으며, OCC 수신 노드(120)가 수신한 데이터 신호 그룹의 오류를 정정할 수 있다.Referring to FIG. 5, the artificial neural network of the OCC receiving node 120 may include a plurality of layers, and each layer may include a plurality of artificial nodes. In addition, the artificial neural network of the OCC receiving node 120 may include a plurality of adaptive weight vectors, and artificial nodes included in respective layers of the artificial neural network may be connected by a weight vector. The artificial neural network of the OCC receiving node may include a plurality of layers and artificial nodes according to a preset parameter, and may correct errors in the data signal group received by the OCC receiving node 120.

예를 들어, DS8-PSK 방식에 의해 변조된 데이터 신호 그룹을 수신한 경우, OCC 수신 노드(120)는 표 7의 파라미터들에 기초하여 설정된 인공 신경망을 이용하여 데이터 신호 그룹의 오류를 정정할 수 있다.For example, when a data signal group modulated by the DS8-PSK method is received, the OCC receiving node 120 can correct the error of the data signal group using an artificial neural network set based on the parameters in Table 7. have.

Figure 112019109036238-pat00082
Figure 112019109036238-pat00082

표 7을 참조하면, OCC 수신 노드(120)의 인공 신경망은 4개의 계층을 포함할 수 있다. 제1 계층은 전처리된 데이터 신호 그룹이 입력되는 계층일 수 있다. 제1 계층은 12 개의 인공 노드들을 포함할 수 있으며, 각각의 인공 노드들은 데이터 전처리 결과 획득되는 비트들이 입력되는 인공 노드일 수 있다. Referring to Table 7, the artificial neural network of the OCC receiving node 120 may include four layers. The first layer may be a layer into which a pre-processed data signal group is input. The first layer may include 12 artificial nodes, and each artificial node may be an artificial node into which bits obtained as a result of data preprocessing are input.

그리고 제2 계층은 제1 계층에서 입력된 데이터 신호 그룹으로부터 오류가 정정된 데이터 신호 그룹을 출력하는 계층일 수 있다. 제2 계층은 8개의 인공 노드들을 포함할 수 있으며, 제2 계층에 포함되는 각각의 인공 노드들은 표 2, 3 및 6에 정의된 데이터 신호 그룹을 지시할 수 있다. In addition, the second layer may be a layer that outputs a data signal group in which errors are corrected from the data signal group input in the first layer. The second layer may include eight artificial nodes, and each artificial node included in the second layer may indicate a data signal group defined in Tables 2, 3, and 6.

4개의 계층들 중 2개의 계층들은 히든 계층(hidden layer)일 수 있다. 그리고 각각의 히든 계층들은 81개의 인공 노드를 포함할 수 있다. 히든 계층은 가중 벡터를 통해 입력 계층과 연결될 수 있으며, 또는 히든 계층은 가중 벡터를 통해 출력 계층과 연결될 수 있다. OCC 수신 노드(120)의 인공 신경망은 데이터 전처리 결과 생성한 데이터 신호 그룹의 비트를 입력 값으로 하여, 인공 신경망의 가중 벡터들에 따라서 오류가 정정된 데이터 신호 그룹을 획득할 수 있다. Two of the four layers may be a hidden layer. And each hidden layer may include 81 artificial nodes. The hidden layer can be connected to the input layer through a weighted vector, or the hidden layer can be connected to an output layer through a weighted vector. The artificial neural network of the OCC receiving node 120 may obtain a data signal group in which an error is corrected according to weighting vectors of the artificial neural network by using a bit of the data signal group generated as a result of data preprocessing as an input value.

OCC 수신 노드(120)는 인공 신경망의 가중 벡터들을 업데이트하는 학습(learning) 동작을 수행할 수 있다. 학습 동작은 OCC 수신 노드(120)에 포함된 다층 퍼셉트론(multi-layer perceptron) 분류기에 의해 수행될 수 있다. The OCC receiving node 120 may perform a learning operation to update the weighted vectors of the artificial neural network. The learning operation may be performed by a multi-layer perceptron classifier included in the OCC receiving node 120.

OCC 수신 노드(120)는 다층 퍼셉트론 분류기를 더 포함할 수 있다. 다층 퍼셉트론 분류기는 미리 설정된 학습 알고리즘을 통해 인공 신경망을 훈련(training)할 수 있다. 학습 알고리즘은 교사 학습 알고리즘(supervised learning algorithm), 비교사 학습 알고리즘(non-supervised learning algorithm)과 같은 학습 알고리즘을 포함할 수 있다. The OCC receiving node 120 may further include a multi-layer perceptron classifier. The multi-layer perceptron classifier can train an artificial neural network through a preset learning algorithm. The learning algorithm may include learning algorithms such as a supervised learning algorithm and a non-supervised learning algorithm.

OCC의 수신 노드(120)의 인공 신경망은 피드 포워드(feed-forward) 동작을 수행하여 데이터 신호 그룹의 오류를 정정함으로써, 오류가 정정된 데이터 신호 그룹을 생성할 수 있다. OCC 수신 노드(120)의 다층 퍼셉트론 분류기는 인공 신경망을 통해 오류를 정정한 데이터 신호 그룹과 OCC 송신 노드(110)가 전송한 데이터 신호 그룹 사이의 오차 정보를 산출할 수 있다. OCC의 수신 노드(120)의 다층 퍼셉트론 분류기는 산출된 오차 정보를 역전파(back-propagation)하여 인공 신경망의 계층간의 가중 벡터들을 수정하는 학습 동작을 수행할 수 있다. OCC의 수신 노드(120)의 다층 퍼셉트론 분류기는 표 8에서 정의하는 파라미터들에 기초하여 학습 동작을 수행할 수 있다.The artificial neural network of the receiving node 120 of the OCC may perform a feed-forward operation to correct errors in the data signal group, thereby generating a data signal group in which errors are corrected. The multilayer perceptron classifier of the OCC receiving node 120 may calculate error information between a data signal group corrected for an error through an artificial neural network and a data signal group transmitted by the OCC transmitting node 110. The multi-layer perceptron classifier of the receiving node 120 of the OCC can perform a learning operation to correct weighted vectors between layers of the artificial neural network by back-propagating the calculated error information. The multi-layer perceptron classifier of the receiving node 120 of the OCC can perform a learning operation based on the parameters defined in Table 8.

Figure 112019109036238-pat00083
Figure 112019109036238-pat00083

OCC 수신 노드(120)의 다층 퍼셉트론 분류기는 미리 설정된 최적화 알고리즘을 통해 인공 신경망의 계층간의 가중 벡터들을 수정할 수 있다. 최적화 알고리즘은 경사 하강법 등을 포함할 수 있으며, 표 8을 참조하면 아담 최적화(adam-optimizer) 알고리즘을 더 포함할 수 있다. OCC 수신 노드(120)의 다층 퍼셉트론 분류기는 미리 설정된 이폭(epoch)의 수(표 8을 참조하면 500회)만큼 학습 동작을 반복하여 수행할 수 있다.The multi-layer perceptron classifier of the OCC receiving node 120 may modify weight vectors between layers of the artificial neural network through a preset optimization algorithm. The optimization algorithm may include gradient descent and the like, and referring to Table 8, an Adam-optimizer algorithm may be further included. The multi-layer perceptron classifier of the OCC receiving node 120 may repeatedly perform a learning operation as many as a preset number of epochs (500 times in Table 8).

다시 도 4를 참조하면, OCC 수신 노드(120)의 복조기(123)는 오류가 정정된 데이터 신호 그룹으로부터 그룹 ID 및 전역 위상 천이 신호를 획득할 수 있다(S334). 전역 위상 천이 신호는 0부터 부터

Figure 112019109036238-pat00084
까지의 정수 값을 갖는 신호일 수 있다. Referring back to FIG. 4, the demodulator 123 of the OCC receiving node 120 may obtain a group ID and a global phase shift signal from a data signal group in which an error is corrected (S334). Global phase shift signal from 0
Figure 112019109036238-pat00084
It may be a signal having an integer value of.

OCC 수신 노드(120)의 복조기(123)는 획득한 그룹 ID 및 전역 위상 천이 신호를 변환하여 이진 데이터 신호(D[i])를 획득할 수 있다(S340). 예를 들어,

Figure 112019109036238-pat00085
=8 이고, k=3일 경우, OCC 수신 노드(120)의 변조기(123)는 표 1에 따라 그룹 ID 및 전역 위상 천이 신호로부터 이진 데이터 신호(D[i])를 획득할 수 있다(S340).The demodulator 123 of the OCC receiving node 120 may obtain the binary data signal D[i] by converting the acquired group ID and global phase shift signal (S340). For example,
Figure 112019109036238-pat00085
If =8 and k=3, the modulator 123 of the OCC receiving node 120 can obtain the binary data signal D[i] from the group ID and global phase shift signal according to Table 1 (S340) ).

도 6은 본 발명에 따른 OCC 수신 노드의 오류 정정 동작의 효과를 설명하기 위한 그래프이다.6 is a graph for explaining the effect of the error correction operation of the OCC receiving node according to the present invention.

도 6의 그래프에 따르면, 본 발명의 실시예에 따른 OCC 수신 노드에서 OCC 신호의 오류 정정을 위해 사용되는 AIEC 방식은, 종래의 컨볼루션 코드(Convolution Code, CC) 방식에 비하여 오류 정정 동작의 성능이 크게 향상되었다. According to the graph of FIG. 6, the AIEC method used for error correction of an OCC signal in an OCC receiving node according to an embodiment of the present invention has the performance of an error correction operation compared to a conventional convolution code (CC) method This was greatly improved.

구체적으로는, 종래의 CC 방식에 따라 코드 레이트 1/2 또는 1/3 조건에서 오류 정정을 수행할 때에 비하여, 본 발명의 실시예에 따라 코드 레이트 1/3 또는 1/5 조건에서 오류 정정을 수행할 때의 오류 정정 성능이 향상되었으며, 특히 동일 코드 레이트 조건에서도 오류 정정 성능의 향상이 확인된다.Specifically, error correction is performed under the code rate 1/3 or 1/5 condition according to an embodiment of the present invention, compared to when error correction is performed under the code rate 1/2 or 1/3 condition according to the conventional CC method. The error correction performance at the time of execution is improved, and especially the improvement of the error correction performance is confirmed even under the same code rate condition.

코드 레이트 1/n 조건에서, n이 높은 값을 가질수록 오류 정정의 성능은 향상되나, 더 많은 통신 자원이 요구되며 통신의 효율이 떨어진다. 따라서, 오류 정정의 성능을 향상시키면서도 효율적인 통신이 가능한 오류 정정 기술이 요구된다. 도 6의 그래프에 도시된 바와 같이, 본 발명의 실시예에 따른 OCC 수신 노드에서 OCC 신호의 오류 정정을 위해 사용되는 AIEC 방식은, 동일 코드 레이트 조건에서도 종래의 컨볼루션 코드(Convolution Code, CC) 방식에 비하여 오류 정정 동작의 성능이 크게 향상되어, 오류 정정의 성능을 높이면서도 통신의 효율성을 높일 수 있다.In the code rate 1/n condition, the higher the value of n, the better the performance of error correction, but more communication resources are required and the efficiency of communication decreases. Accordingly, there is a need for an error correction technique that enables efficient communication while improving the performance of error correction. As shown in the graph of FIG. 6, the AIEC method used for error correction of an OCC signal in an OCC receiving node according to an embodiment of the present invention is a conventional convolutional code (CC) even under the same code rate condition. Compared to the method, the performance of the error correction operation is greatly improved, and the efficiency of communication can be increased while increasing the performance of the error correction.

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.The methods according to the invention may be implemented in the form of program instructions that can be executed through various computer means and recorded on a computer readable medium. Computer-readable media may include program instructions, data files, data structures, or the like alone or in combination. The program instructions recorded on the computer-readable medium may be specially designed and configured for the present invention, or may be known and usable by those skilled in computer software.

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.Examples of computer-readable media include hardware devices specifically configured to store and execute program instructions, such as roms, rams, flash memories, and the like. Examples of program instructions include high-level language code that can be executed by a computer using an interpreter, etc., as well as machine code such as that produced by a compiler. The above-described hardware device may be configured to operate with at least one software module to perform the operation of the present invention, and vice versa.

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.Although described with reference to the above embodiments, those skilled in the art understand that various modifications and changes can be made to the present invention without departing from the spirit and scope of the present invention as set forth in the claims below. Will be able to.

Claims (18)

광학 카메라 통신(Optical Camera Communication, OCC) 신호를 송신하는 OCC 송신 노드에 의한 OCC 신호의 변조 방법에 있어서,
이진 데이터 신호를 획득하는 단계;
상기 이진 데이터 신호를 k 비트씩 그룹화하여 0부터
Figure 112020047456440-pat00086
까지의 정수 값을 갖는 전역 위상 천이(global phase shift) 신호로 변환하는 단계;
미리 설정된 심볼 그룹 매핑 테이블을 기초로, 상기 전역 위상 천이 신호를
Figure 112020047456440-pat00087
비트 시퀀스 형태의 제1 내지 제
Figure 112020047456440-pat00088
매핑 시퀀스에 매핑하여 데이터 신호 그룹을 생성하는 단계;
상기 데이터 신호 그룹을 변조하여 펄스파 신호를 생성하는 단계; 및
상기 펄스파 신호에 따라 상기 OCC 송신 노드에 포함된 복수개의 광원들 각각을 점멸시키는 단계를 포함하며,
상기 심볼 그룹 매핑 테이블은 상기 0부터
Figure 112020047456440-pat00089
까지의 정수 값을 갖는 전역 위상 천이 신호와 상기 제1 내지 제
Figure 112020047456440-pat00090
매핑 시퀀스 간의 연결관계를 나타내고,
상기 k 및 상기 n은 3이며,
상기 심볼 그룹 매핑 테이블은,
상기 0부터 7까지의 정수 값을 갖는 전역 위상 천이 신호와 제1 내지 제8 3-심볼 시퀀스 간의 연결관계; 및
상기 제1 내지 제8 3-심볼 시퀀스와 상기 제1 내지 제8 매핑 시퀀스 간의 연결관계를 더 나타내고,
상기 제1 내지 제8 3-심볼 시퀀스는 각각 3개의 심볼들을 가지도록 생성되되,
상기 제1 3-심볼 시퀀스는 1로 설정된 3개의 심볼들을 가지도록 생성되고,
상기 제2 내지 제4 3-심볼 시퀀스는 각각 5로 설정된 1개의 심볼과 0으로 설정된 2개의 심볼들을 가지도록 생성되고,
상기 제5 내지 제7 3-심볼 시퀀스는 각각 1로 설정된 1개의 심볼과 4로 설정된 2개의 심볼들을 가지도록 생성되고,
상기 제8 3-심볼 시퀀스는 5로 설정된 3 개의 심볼들을 가지도록 생성되는 것을 특징으로 하는 OCC 신호의 변조 방법.A method for modulating an OCC signal by an OCC transmitting node that transmits an optical camera communication (OCC) signal,
Obtaining a binary data signal;
Group the binary data signals by k bits, starting from 0
Figure 112020047456440-pat00086
Converting to a global phase shift signal having an integer value up to;
Based on the preset symbol group mapping table, the global phase shift signal
Figure 112020047456440-pat00087
1st to 1st in bit sequence form
Figure 112020047456440-pat00088
Mapping the mapping sequence to generate a data signal group;
Generating a pulse wave signal by modulating the data signal group; And
And blinking each of a plurality of light sources included in the OCC transmission node according to the pulse wave signal,
The symbol group mapping table is from 0
Figure 112020047456440-pat00089
Global phase shift signal having an integer value of up to and
Figure 112020047456440-pat00090
Represents the connection relationship between mapping sequences,
Wherein k and n are 3,
The symbol group mapping table,
A connection relationship between the global phase shift signals having integer values from 0 to 7 and first to eighth three-symbol sequences; And
Further showing the connection relationship between the first to eighth three-symbol sequence and the first to eighth mapping sequence,
The first to eighth three-symbol sequence is generated to have three symbols each,
The first 3-symbol sequence is generated to have 3 symbols set to 1,
The second to fourth 3-symbol sequences are generated to have 1 symbol set to 5 and 2 symbols set to 0, respectively.
The fifth to seventh 3-symbol sequences are generated to have 1 symbol set to 1 and 2 symbols set to 4,
The eighth three-symbol sequence is the modulation method of the OCC signal, characterized in that generated to have three symbols set to 5. 청구항 1에 있어서,
상기 제1 내지 제
Figure 112019109036238-pat00091
매핑 시퀀스는, n 비트씩을 한 묶음으로 하여,
Figure 112019109036238-pat00092
개의 n-비트 묶음을 가지는
Figure 112019109036238-pat00093
비트 시퀀스 형태로 형성되는 것을 특징으로 하는 OCC 신호의 변조 방법.The method according to claim 1,
The first to the above
Figure 112019109036238-pat00091
The mapping sequence is a group of n bits,
Figure 112019109036238-pat00092
With n-bit bundles
Figure 112019109036238-pat00093
OCC signal modulation method characterized in that it is formed in the form of a bit sequence. 청구항 2에 있어서,
상기 제1 내지 제
Figure 112019109036238-pat00094
매핑 시퀀스에서, 1 개의 n-비트 묶음은 1 값을 가지고
Figure 112019109036238-pat00095
개의 n-비트 묶음은 0 값을 가지며,
상기 제
Figure 112019109036238-pat00096
내지 제
Figure 112019109036238-pat00097
매핑 시퀀스에서, 1 개의 n-비트 묶음은 0 값을 가지고
Figure 112019109036238-pat00098
개의 n-비트 묶음은 1 값을 가지는 것을 특징으로 하는 OCC 신호의 변조 방법.The method according to claim 2,
The first to the above
Figure 112019109036238-pat00094
In the mapping sequence, one n-bit bundle has a value of 1
Figure 112019109036238-pat00095
A bunch of n-bits has a value of 0,
Reminder
Figure 112019109036238-pat00096
Mine
Figure 112019109036238-pat00097
In the mapping sequence, 1 n-bit bundle has a value of 0
Figure 112019109036238-pat00098
A method for modulating an OCC signal, characterized in that the n-bit bundles have 1 value. 삭제delete 삭제delete 청구항 1에 있어서,
상기 제1 내지 제8 매핑 시퀀스는,
상기 제1 내지 제8 3-심볼 시퀀스의 각 심볼들을 다음의 표에 따라 4 비트의 신호들로 매핑하여, 각각 12 비트 시퀀스 형태로 생성되는 것을 특징으로 하는 OCC 신호의 변조 방법.
Figure 112020047456440-pat00099
The method according to claim 1,
The first to eighth mapping sequence,
A method of modulating an OCC signal, characterized in that each symbol of the first to eighth three-symbol sequences is mapped to 4-bit signals according to the following table, and each 12-bit sequence is generated.
Figure 112020047456440-pat00099
 청구항 1에 있어서,
상기 심볼 그룹 매핑 테이블에서,
상기 제
Figure 112019109036238-pat00100
내지 제
Figure 112019109036238-pat00101
매핑 시퀀스는, 상기 제1 내지 제
Figure 112019109036238-pat00102
매핑 시퀀스에 NOT 연산을 적용하여 생성되는 것을 특징으로 하는 OCC 신호의 변조 방법.The method according to claim 1,
In the symbol group mapping table,
Reminder
Figure 112019109036238-pat00100
Mine
Figure 112019109036238-pat00101
The mapping sequence is the first to the first
Figure 112019109036238-pat00102
OCC signal modulation method characterized in that it is generated by applying a NOT operation to the mapping sequence. 청구항 1에 있어서,
상기 심볼 그룹 매핑 테이블은,
상기 제1 내지 제
Figure 112019109036238-pat00103
매핑 시퀀스 간의 최소 해밍 거리(hamming distance)가 2n 이 되도록 형성되는 것을 특징으로 하는 OCC 신호의 변조 방법.The method according to claim 1,
The symbol group mapping table,
The first to the above
Figure 112019109036238-pat00103
A method for modulating an OCC signal, characterized in that the minimum hamming distance between mapping sequences is formed to be 2n. 광학 카메라 통신(Optical Camera Communication, OCC) 신호를 수신하는 OCC 수신 노드에 의한 OCC 신호의 복조 방법에 있어서,
OCC 신호를 송신하는 OCC 송신 노드에 포함된 복수개의 광원들의 점멸 상태를 검출하는 단계;
상기 광원들의 점멸 상태 정보를 이진 시퀀스로 변환하는 단계;
상기 이진 시퀀스를
Figure 112020047456440-pat00104
비트씩 그룹화하여,
Figure 112020047456440-pat00105
비트의 데이터 신호 그룹을 획득하는 단계;
미리 설정된 심볼 그룹 매핑 테이블을 기초로 상기 데이터 신호 그룹으로부터 전역 위상 천이 신호를 획득하는 단계; 및
상기 전역 위상 천이 신호를 변환하여 이진 데이터를 획득하는 단계를 포함하고,
상기 심볼 그룹 매핑 테이블은 상기 심볼 그룹 매핑 테이블은 0부터
Figure 112020047456440-pat00106
까지의 정수 값을 갖는 전역 위상 천이 신호와 제1 내지 제
Figure 112020047456440-pat00107
매핑 시퀀스 간의 연결관계를 나타내고,
상기 제
Figure 112020047456440-pat00108
내지 제
Figure 112020047456440-pat00109
매핑 시퀀스는, 상기 제1 내지 제
Figure 112020047456440-pat00110
매핑 시퀀스에 NOT 연산을 적용하여 생성된 것을 특징으로 하고,
상기 데이터 신호 그룹으로부터 전역 위상 천이 신호를 획득하는 단계는,
상기 데이터 신호 그룹이 상기 제1 내지 제
Figure 112020047456440-pat00144
매핑 시퀀스 중 어느 하나와 일치하는지 여부를 판단하는 단계;
상기 데이터 신호 그룹이 상기 제1 내지 제
Figure 112020047456440-pat00145
매핑 시퀀스 중 어느 하나와 일치하지 않을 경우, 상기 데이터 신호 그룹과 상기 제1 내지 제
Figure 112020047456440-pat00146
매핑 시퀀스 간의 해밍 거리를 기초로 상기 데이터 신호 그룹의 오류를 정정하는 단계;
오류가 정정된 데이터 신호 그룹을 생성하는 단계; 및
상기 오류가 정정된 데이터 신호 그룹이 상기 제1 내지 제
Figure 112020047456440-pat00147
매핑 시퀀스 중 어느 하나와 일치하는지 여부를 다시 판단하는 단계를 포함하며,
상기 데이터 신호 그룹의 오류를 정정하는 단계는,
상기 OCC 수신 노드의 인공 신경망(artificial neural network)에 의해 수행되는 것을 특징으로 하는 OCC 신호의 복조 방법.A method for demodulating an OCC signal by an OCC receiving node that receives an Optical Camera Communication (OCC) signal,
Detecting a blinking state of a plurality of light sources included in the OCC transmitting node transmitting the OCC signal;
Converting the blinking state information of the light sources into a binary sequence;
The binary sequence
Figure 112020047456440-pat00104
Grouped bit by bit,
Figure 112020047456440-pat00105
Obtaining a group of data signals of bits;
Obtaining a global phase shift signal from the data signal group based on a preset symbol group mapping table; And
Converting the global phase shift signal to obtain binary data,
The symbol group mapping table is 0 from the symbol group mapping table.
Figure 112020047456440-pat00106
Global phase shift signal with integer values up to and 1st to 1st
Figure 112020047456440-pat00107
Represents the connection relationship between mapping sequences,
Reminder
Figure 112020047456440-pat00108
Mine
Figure 112020047456440-pat00109
The mapping sequence is the first to the first
Figure 112020047456440-pat00110
Characterized by being generated by applying NOT operation to the mapping sequence,
Acquiring a global phase shift signal from the data signal group,
The data signal group is the first to the first
Figure 112020047456440-pat00144
Determining whether it matches any one of the mapping sequences;
The data signal group is the first to the first
Figure 112020047456440-pat00145
If it does not match any one of the mapping sequences, the data signal group and the first to the first
Figure 112020047456440-pat00146
Correcting an error of the data signal group based on a hamming distance between mapping sequences;
Generating an error corrected data signal group; And
The error corrected data signal group is the first to the first
Figure 112020047456440-pat00147
And determining again whether it matches any one of the mapping sequences,
Correcting the error of the data signal group,
A method of demodulating an OCC signal, characterized in that it is performed by an artificial neural network of the OCC receiving node. 청구항 9에 있어서,
상기 심볼 그룹 매핑 테이블은,
상기 제1 내지 제
Figure 112020047456440-pat00111
매핑 시퀀스 간의 최소 해밍 거리(hamming distance)가 2n 이 되도록 형성되는 것을 특징으로 하는 OCC 신호의 복조 방법.The method according to claim 9,
The symbol group mapping table,
The first to the above
Figure 112020047456440-pat00111
A method of demodulating an OCC signal, characterized in that the minimum hamming distance between mapping sequences is formed to be 2n. 청구항 9에 있어서,
상기 데이터 신호 그룹으로부터 전역 위상 천이 신호를 획득하는 단계는,
상기 데이터 신호 그룹이 상기 제1 내지 제
Figure 112019109036238-pat00112
매핑 시퀀스 중 어느 하나와 일치하는지 여부를 판단하는 단계; 및
상기 데이터 신호 그룹이 상기 제1 내지 제
Figure 112019109036238-pat00113
매핑 시퀀스 중 어느 하나와 일치할 경우, 상기 데이터 신호 그룹을 상기 데이터 신호 그룹과 일치하는 매핑 시퀀스에 연결된 전역 위상 천이 신호로 변환하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 OCC 신호의 복조 방법.The method according to claim 9,
Acquiring a global phase shift signal from the data signal group,
The data signal group is the first to the first
Figure 112019109036238-pat00112
Determining whether it matches any one of the mapping sequences; And
The data signal group is the first to the first
Figure 112019109036238-pat00113
And converting the data signal group into a global phase shift signal connected to a mapping sequence matching the data signal group if any one of the mapping sequences is matched. 삭제delete 청구항 9에 있어서,
상기 데이터 신호 그룹의 오류를 정정하는 단계 이후,
상기 OCC 송신 노드가 송신한 데이터 신호 그룹과 상기 오류가 정정된 데이터 신호 그룹 간의 오류 정보를 산출하는 단계; 및
상기 오류 정보를 역전파(back-propagation)하여 상기 인공 신경망의 가중 벡터(weight vector)를 업데이트하는 단계를 더 포함하는 OCC 신호의 복조 방법.The method according to claim 9,
After the step of correcting the error of the data signal group,
Calculating error information between the data signal group transmitted by the OCC transmitting node and the data signal group in which the error is corrected; And
And updating the weight vector of the artificial neural network by back-propagating the error information. 광학 카메라 통신(Optical Camera Communication, OCC) 신호를 송신하는 OCC 송신 노드로서,
프로세서(processor);
상기 프로세서의 제어에 따라 동작하는 복수개의 광원들; 및
상기 프로세서에 의해 실행되는 하나 이상의 명령들이 저장된 메모리를 포함하며,
상기 하나 이상의 명령들은,
이진 데이터 신호를 획득하고;
상기 이진 데이터 신호를 k 비트씩 그룹화하여 0부터
Figure 112020047456440-pat00118
까지의 정수 값을 갖는 전역 위상 천이(global phase shift) 신호로 변환하고;
미리 설정된 심볼 그룹 매핑 테이블을 기초로, 상기 전역 위상 천이 신호를
Figure 112020047456440-pat00119
비트 시퀀스 형태의 제1 내지 제
Figure 112020047456440-pat00120
매핑 시퀀스에 매핑하여 데이터 신호 그룹을 생성하고;
상기 데이터 신호 그룹을 변조하여 펄스파 신호를 생성하고; 그리고
상기 펄스파 신호에 따라 상기 복수개의 광원들 각각을 점멸시키도록 실행되며,
상기 심볼 그룹 매핑 테이블은 상기 0부터
Figure 112020047456440-pat00121
까지의 정수 값을 갖는 전역 위상 천이 신호와 상기 제1 내지 제
Figure 112020047456440-pat00122
매핑 시퀀스 간의 연결관계를 나타내고,
상기 k 및 상기 n은 3이며,
상기 심볼 그룹 매핑 테이블은,
상기 0부터 7까지의 정수 값을 갖는 전역 위상 천이 신호와 제1 내지 제8 3-심볼 시퀀스 간의 연결관계; 및
상기 제1 내지 제8 3-심볼 시퀀스와 상기 제1 내지 제8 매핑 시퀀스 간의 연결관계를 더 나타내고,
상기 제1 내지 제8 3-심볼 시퀀스는 각각 3개의 심볼들을 가지도록 생성되고,
상기 제1 3-심볼 시퀀스는 1로 설정된 3개의 심볼들을 가지도록 생성되고,
상기 제2 내지 제4 3-심볼 시퀀스는 각각 5로 설정된 1개의 심볼과 0으로 설정된 2개의 심볼들을 가지도록 생성되고,
상기 제5 내지 제7 3-심볼 시퀀스는 각각 1로 설정된 1개의 심볼과 4로 설정된 2개의 심볼들을 가지도록 생성되고,
상기 제8 3-심볼 시퀀스는 5로 설정된 3 개의 심볼들을 가지도록 생성되는 것을 특징으로 하는, OCC 송신 노드.An OCC transmission node that transmits an optical camera communication (OCC) signal,
A processor;
A plurality of light sources operating under the control of the processor; And
A memory in which one or more instructions executed by the processor are stored,
The one or more instructions,
Acquire a binary data signal;
Group the binary data signals by k bits, starting from 0
Figure 112020047456440-pat00118
Convert to a global phase shift signal having an integer value of up to;
Based on the preset symbol group mapping table, the global phase shift signal
Figure 112020047456440-pat00119
1st to 1st in bit sequence form
Figure 112020047456440-pat00120
Mapping to a mapping sequence to generate a group of data signals;
Modulating the data signal group to generate a pulse wave signal; And
It is executed to flash each of the plurality of light sources according to the pulse wave signal,
The symbol group mapping table is from 0
Figure 112020047456440-pat00121
Global phase shift signal having an integer value of up to and
Figure 112020047456440-pat00122
Represents the connection relationship between mapping sequences,
Wherein k and n are 3,
The symbol group mapping table,
A connection relationship between the global phase shift signals having integer values from 0 to 7 and first to eighth three-symbol sequences; And
Further showing the connection relationship between the first to eighth three-symbol sequence and the first to eighth mapping sequence,
The first through eighth three-symbol sequences are generated to have three symbols each,
The first 3-symbol sequence is generated to have 3 symbols set to 1,
The second to fourth 3-symbol sequences are generated to have 1 symbol set to 5 and 2 symbols set to 0, respectively.
The fifth to seventh 3-symbol sequences are generated to have 1 symbol set to 1 and 2 symbols set to 4,
The eighth three-symbol sequence is characterized in that it is generated to have three symbols set to 5, OCC transmitting node. 청구항 14에 있어서,
상기 제1 내지 제
Figure 112019109036238-pat00123
매핑 시퀀스는, n 비트씩을 한 묶음으로 하여,
Figure 112019109036238-pat00124
개의 n-비트 묶음을 가지는
Figure 112019109036238-pat00125
비트 시퀀스 형태로 형성되고,
상기 제1 내지 제
Figure 112019109036238-pat00126
매핑 시퀀스에서, 1 개의 n-비트 묶음은 1 값을 가지고
Figure 112019109036238-pat00127
개의 n-비트 묶음은 0 값을 가지며,
상기 제
Figure 112019109036238-pat00128
내지 제
Figure 112019109036238-pat00129
매핑 시퀀스에서, 1 개의 n-비트 묶음은 0 값을 가지고
Figure 112019109036238-pat00130
개의 n-비트 묶음은 1 값을 가지는 것을 특징으로 하는 OCC 송신 노드.The method according to claim 14,
The first to the above
Figure 112019109036238-pat00123
The mapping sequence is a group of n bits,
Figure 112019109036238-pat00124
With n-bit bundles
Figure 112019109036238-pat00125
Is formed in the form of a bit sequence,
The first to the above
Figure 112019109036238-pat00126
In the mapping sequence, one n-bit bundle has a value of 1
Figure 112019109036238-pat00127
A bunch of n-bits has a value of 0,
Reminder
Figure 112019109036238-pat00128
Mine
Figure 112019109036238-pat00129
In the mapping sequence, 1 n-bit bundle has a value of 0
Figure 112019109036238-pat00130
OCC transmission node, characterized in that the n-bit bundle has 1 value. 삭제delete 청구항 14에 있어서,
상기 제1 내지 제8 매핑 시퀀스는,
상기 제1 내지 제8 3-심볼 시퀀스의 각 심볼들을 다음의 표에 따라 4 비트의 신호들로 매핑하여, 각각 12 비트 시퀀스 형태로 생성되는 것을 특징으로 하는 OCC 송신 노드.
Figure 112020047456440-pat00131
The method according to claim 14,
The first to eighth mapping sequence,
The OCC transmission node, characterized in that each symbol of the first to eighth three-symbol sequences is mapped to 4-bit signals according to the following table, and each is generated in a 12-bit sequence.
Figure 112020047456440-pat00131
 청구항 14에 있어서,
상기 심볼 그룹 매핑 테이블에서,
상기 제
Figure 112019109036238-pat00132
내지 제
Figure 112019109036238-pat00133
매핑 시퀀스는, 상기 제1 내지 제
Figure 112019109036238-pat00134
매핑 시퀀스에 NOT 연산을 적용하여 생성되는 것을 특징으로 하는 OCC 송신 노드.The method according to claim 14,
In the symbol group mapping table,
Reminder
Figure 112019109036238-pat00132
Mine
Figure 112019109036238-pat00133
The mapping sequence is the first to the first
Figure 112019109036238-pat00134
OCC transmitting node, characterized in that generated by applying a NOT operation to the mapping sequence.
KR1020190133298A 2019-07-08 2019-10-24 Method and apparatus for modulating and demodulating optical camera communication signal KR102136496B1 (en)

Priority Applications (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020190133298A KR102136496B1 (en) 2019-10-24 2019-10-24 Method and apparatus for modulating and demodulating optical camera communication signal
PCT/KR2019/016595 WO2021006433A1 (en) 2019-07-08 2019-11-28 Communication method and device in optical camera communication system
US17/625,662 US11979193B2 (en) 2019-07-08 2019-11-28 Communication method and device in optical camera communication system

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020190133298A KR102136496B1 (en) 2019-10-24 2019-10-24 Method and apparatus for modulating and demodulating optical camera communication signal

Publications (1)

Publication Number Publication Date
KR102136496B1 true KR102136496B1 (en) 2020-07-21

Family

ID=71832551

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020190133298A KR102136496B1 (en) 2019-07-08 2019-10-24 Method and apparatus for modulating and demodulating optical camera communication signal

Country Status (1)

Country Link
KR (1) KR102136496B1 (en)

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20210126713A1 (en) * 2017-03-16 2021-04-29 Kookmin University Industry Academy Cooperation Foudation Roi-based optical wireless communication method and device
CN117674999A (en) * 2023-12-05 2024-03-08 西安理工大学 Generalized data modulation method in optical imaging communication

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
Y. Jang and T. Nguyen, "Kookmin PHY 4 modes - hybrid modulation schemes and cameras ISC modes," IEEE P802.15-16-0239-00-007a, (IEEE 802.15 documents 서버공개일 2016.03.14.)* *

Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20210126713A1 (en) * 2017-03-16 2021-04-29 Kookmin University Industry Academy Cooperation Foudation Roi-based optical wireless communication method and device
US11575445B2 (en) * 2017-03-16 2023-02-07 Kookmin University Industry Academy Cooperation Foundation RoI-based optical wireless communication method and device
CN117674999A (en) * 2023-12-05 2024-03-08 西安理工大学 Generalized data modulation method in optical imaging communication
CN117674999B (en) * 2023-12-05 2024-05-24 西安理工大学 Generalized data modulation method in optical imaging communication

Similar Documents

Publication Publication Date Title
KR102136496B1 (en) Method and apparatus for modulating and demodulating optical camera communication signal
EP3939182B1 (en) Power-based encoding of data to be transmitted over an optical communication path
KR102092496B1 (en) S2-PSK optical wireless communication method and apparatus
EP3418821A1 (en) Method and device for configuring a data transmission system
KR101937607B1 (en) Method and apparatus for dimmable optical wireless communication for hybrid communication system
KR102095668B1 (en) DSM-PSK optical wireless transmission method and apparatus
KR102041011B1 (en) Method and apparatus for SM-PSK optical wireless communication
Jurado-Verdu et al. Convolutional autoencoder for exposure effects equalization and noise mitigation in optical camera communication
US11575445B2 (en) RoI-based optical wireless communication method and device
Teli et al. Performance evaluation of neural network assisted motion detection schemes implemented within indoor optical camera based communications
US10819426B2 (en) Techniques for decoding light-based communication messages
KR102091970B1 (en) Method and apparatus for modulating and demodulating optical camera communication signal
CN112485817B (en) Wireless optical communication-based cooperative positioning method and positioning system
US11979193B2 (en) Communication method and device in optical camera communication system
EP3393083A1 (en) Method and device for configuring a data transmission and processing system
KR102063418B1 (en) Method and apparatus for modulating and demodulating in communication system
KR20230031848A (en) Method and apparatus for transmitting and receiving signals between a terminal and a base station in a wireless communication system
CN117149270A (en) Method, system and related equipment for generating model file crossing hardware platform
KR102136497B1 (en) Method and apparatus for modulating and demodulating optical camera communication signal
Walter et al. Deep learning based optical camera communications
Salvi et al. An Image Transmission Technique using Low-Cost Li-Fi Testbed
US20220216917A1 (en) Light communication method and process for the self-adaptive reception of a light communication signal
Park et al. Development of tranceiver using flashlight and camera in vlwc
US9710206B2 (en) Communications apparatus, communications method, and recording medium
KR102279316B1 (en) Method and apparatus for modulating and demodulating

Legal Events

Date Code Title Description
E701 Decision to grant or registration of patent right
GRNT Written decision to grant