KR102389176B1 - Communication control device for adjusting communication channel according to optical communication environment and communication control method using the same - Google Patents

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KR102389176B1
KR102389176B1 KR1020200160528A KR20200160528A KR102389176B1 KR 102389176 B1 KR102389176 B1 KR 102389176B1 KR 1020200160528 A KR1020200160528 A KR 1020200160528A KR 20200160528 A KR20200160528 A KR 20200160528A KR 102389176 B1 KR102389176 B1 KR 102389176B1
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장영민
응웬위이응옥
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국민대학교산학협력단
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Abstract

A communication control device according to an embodiment of the present invention adjusts a communication method according to an optical communication environment, so that high-speed data can be effectively received while being less affected by environmental restrictions. A communication control method for adjusting a communication method according to an optical communication environment comprises the steps of: receiving an image including an optical signal by using a camera having a first frame rate; determining an optical communication environment based on the image; and activating one of a camera having a second frame rate and an optical detector based on the determined optical communication environment.

Description

광통신 환경에 따라 통신 방식을 조절하는 통신 제어 장치 및 이를 이용한 통신 제어 방법{COMMUNICATION CONTROL DEVICE FOR ADJUSTING COMMUNICATION CHANNEL ACCORDING TO OPTICAL COMMUNICATION ENVIRONMENT AND COMMUNICATION CONTROL METHOD USING THE SAME} COMMUNICATION CONTROL DEVICE FOR ADJUSTING COMMUNICATION CHANNEL ACCORDING TO OPTICAL COMMUNICATION ENVIRONMENT AND COMMUNICATION CONTROL METHOD USING THE SAME

본 발명은 광통신 환경에 따라 통신 방식을 조절하는 통신 제어 장치 및 이를 이용한 통신 제어 방법에 관한 것으로, 보다 상세하게는 광통신 환경에 따라 통신 방식을 조절하여 고속 데이터가 효과적으로 전송 수신될 수 있도록 하는 광통신 환경에 따라 통신 방식을 조절하는 통신 제어 장치 및 이를 이용한 통신 제어 방법에 관한 것이다. The present invention relates to a communication control apparatus for adjusting a communication method according to an optical communication environment and a communication control method using the same, and more particularly, to an optical communication environment that allows high-speed data to be transmitted and received effectively by adjusting the communication method according to the optical communication environment It relates to a communication control apparatus for controlling a communication method according to the present invention and a communication control method using the same.

이하에서 기술되는 내용은 본 발명의 실시 예와 관련되는 배경 정보를 제공할 목적으로 기재된 것일 뿐이고, 기술되는 내용들이 당연하게 종래기술을 구성하는 것은 아니다. The content to be described below is only provided for the purpose of providing background information related to an embodiment of the present invention, and the content to be described does not naturally constitute the prior art.

최근 백열전구와 형광등과 같은 조명이 반도체 LED(Light Emitting Diode) 조명으로 교체되는 인프라를 이용하여 가시광 파장에 통신기능을 부가한 무선 통신 기술인 가시광 통신(Visible Light Communication; VLC) 기술이 활발히 연구되고 있다. Recently, Visible Light Communication (VLC) technology, a wireless communication technology that adds communication functions to visible light wavelengths, is being actively researched using infrastructure in which lighting such as incandescent light bulbs and fluorescent lamps are replaced with semiconductor LED (Light Emitting Diode) lighting.

한편, 차량에는 전방 및 후방에 4개의 광원이 설치되어 있으며, 2개의 광원을 이용하여 데이터를 송, 수신하는 방식이 연구되어 왔다. 이미지 프로세싱 기술의 발달과 함께 광원을 이용하여 데이터를 송, 수신하는 방식은 차량간 통신을 위한 유용한 기술로 발전해왔다. 이와 관련하여, 한국특허등록공보 제10-1472583호에서는 온/오프되는 광원을 카메라로 촬영하여 촬영된 프레임에 대응하는 데이터를 추출하는 카메라 통신 시스템에 대해 개시하고 있다.On the other hand, four light sources are installed in the front and rear of the vehicle, and a method of transmitting and receiving data using two light sources has been studied. With the development of image processing technology, a method of transmitting and receiving data using a light source has been developed as a useful technology for vehicle-to-vehicle communication. In this regard, Korean Patent Registration No. 10-1472583 discloses a camera communication system that extracts data corresponding to a photographed frame by photographing an on/off light source with a camera.

일반적으로 광원을 이용하여 데이터를 수신하는 방식 중 저속 데이터 송, 수신을 위한 방식은 OCC를 기반으로 하는 데이터 수신 방식이 있으며, 종래의 가시광 통신 기술에서 고속 데이터의 수신은 주로 광 검출기(Photo Diode; PD)를 이용한 LiFi를 기반으로 하는 데이터 송, 수신 방식이 있다.이중 고속 데이터 수신 방식의 LiFi를 기반으로 하는 데이터 수신 방식은 통신 거리가 짧고 조명 환경 변화에 취약한 문제점이 있다.In general, among methods of receiving data using a light source, there is a data reception method based on OCC as a method for transmitting and receiving low-speed data. There is a data transmission/reception method based on LiFi using PD). The data reception method based on LiFi of the dual high-speed data reception method has a short communication distance and is vulnerable to changes in the lighting environment.

이에 차량 간 통신(예: V2V(Vehicle to Vehicle))과 같은 통신 주체들 사이의 가시광 통신에 있어서 환경 변화의 제약 없이 고속 데이터를 송, 수신할 수 있는 기술이 요구되는 실정이다. Accordingly, in the visible light communication between communication entities such as vehicle-to-vehicle communication (eg, vehicle to vehicle (V2V)), a technology capable of transmitting and receiving high-speed data without restriction of environmental change is required.

한편, 전술한 선행기술은 발명자가 본 발명의 도출을 위해 보유하고 있었거나, 본 발명의 도출 과정에서 습득한 기술 정보로서, 반드시 본 발명의 출원 전에 일반 공중에게 공개된 공지기술이라 할 수는 없다.On the other hand, the aforementioned prior art is technical information possessed by the inventor for the derivation of the present invention or acquired during the derivation of the present invention, and cannot necessarily be said to be a known technique disclosed to the general public prior to the filing of the present invention. .

본 발명의 일 과제는, 가시광 통신에 있어서 환경의 제약을 최소로 하여 고속 데이터 수신이 이루어질 수 있도록 하는 것이다.SUMMARY OF THE INVENTION One object of the present invention is to enable high-speed data reception by minimizing environmental restrictions in visible light communication.

본 발명의 다른 과제는, 날씨 환경 변화에 따라 광통신 환경을 판단할 수 있고, 판단된 광통신 환경을 기초로 고속 데이터 통신 방식을 조절하여 고속 데이터 수신이 이루어질 수 있도록 하는 것이다.Another object of the present invention is to determine an optical communication environment according to a change in a weather environment, and to adjust a high-speed data communication method based on the determined optical communication environment to enable high-speed data reception.

또한, 본 발명의 다른 과제는 가시광 통신 기술을 통해 신뢰도가 높으면서도 날씨 변화, 조명 환경의 영향에 강인한 고속 데이터 수신 방식을 제공할 수 있도록 하는 것이다. In addition, another object of the present invention is to provide a high-speed data reception method with high reliability and robustness against the influence of weather changes and lighting environments through visible light communication technology.

본 발명의 목적은 이상에서 언급한 과제에 한정되지 않으며, 언급되지 않은 본 발명의 다른 목적 및 장점들은 하기의 설명에 의해서 이해될 수 있고, 본 발명의 실시 예에 의해 보다 분명하게 이해될 것이다. 또한, 본 발명의 목적 및 장점들은 청구범위에 나타낸 수단 및 그 조합에 의해 실현될 수 있음을 알 수 있을 것이다.The object of the present invention is not limited to the above-mentioned problems, and other objects and advantages of the present invention that are not mentioned may be understood by the following description, and will be more clearly understood by the embodiments of the present invention. It will also be appreciated that the objects and advantages of the present invention may be realized by means of the instrumentalities and combinations thereof indicated in the claims.

본 발명의 일 실시 예에 따른 통신 제어 방법은, 광통신 환경에 따라 통신 방식을 조절하는 통신 제어 방법으로서, 제1 프레임 레이트의 카메라를 이용하여 광신호를 포함한 이미지를 수신하고, 이미지에 기초하여 광통신 환경을 판단한 후, 판단된 광통신 환경에 기초하여 제2 프레임 레이트의 카메라 및 광 검출기 중 하나를 활성화시키는 과정으로 이루어질 수 있다. A communication control method according to an embodiment of the present invention is a communication control method for adjusting a communication method according to an optical communication environment, using a camera of a first frame rate to receive an image including an optical signal, and optical communication based on the image After determining the environment, it may be a process of activating one of the camera and the photodetector of the second frame rate based on the determined optical communication environment.

본 발명의 다른 실시 예에 따른 통신 제어 방법은, 이미지 수신 이후, 광신호에 기초하여 제1 타입의 정보를 추출하도록 하는 과정을 포함할 수 있다. A communication control method according to another embodiment of the present invention may include, after receiving an image, extracting the first type of information based on the optical signal.

여기서, 제2 프레임 레이트의 카메라가 활성화된 경우, 제2 프레임 레이트의 카메라에 의해 수신되는 이미지에 기초하여 제2 타입의 정보를 추출할 수 있다. 이와 다르게, 광 검출기가 활성화된 경우, 광 검출기에 의해 수신되는 광신호에 의해 제2 타입의 정보를 추출할 수 있다. Here, when the camera of the second frame rate is activated, the second type of information may be extracted based on the image received by the camera of the second frame rate. Alternatively, when the photodetector is activated, the second type of information may be extracted by the optical signal received by the photodetector.

이때, 제1 프레임 레이트의 카메라는 제2 프레임 레이트보다 저속이다. 특히, 제1 타입의 정보는, 제1 사이즈 미만의 크기를 가지는 정보로서, 차량의 식별번호 또는 차량의 위치 정보 중 어느 하나일 수 있다. 또한, 제2 타입의 정보는, 제1 사이즈보다 큰 제2 사이즈의 크기를 가지는 정보로서, 차량의 운행과 관련된 정보 및 차량의 안전과 관련된 정보 중 어느 하나일 수 있다.In this case, the camera of the first frame rate is slower than the second frame rate. In particular, the first type of information is information having a size less than the first size, and may be any one of an identification number of a vehicle or location information of a vehicle. In addition, the second type of information is information having a size of the second size that is larger than the first size, and may be any one of information related to driving of a vehicle and information related to safety of the vehicle.

보다 구체적으로, 이미지 수신 이후에, 제1 프레임 레이트의 카메라로 수신된 광신호를 S2-PSK 방식에 따라 복조하고, 제2 프레임 레이트의 카메라가 활성화되는 경우, 제2 프레임 레이트의 카메라로 수신된 이미지로부터의 광신호를 제2 주파수 대역의 OFDM 신호 복조 방식으로 복조할 수 있다. More specifically, after image reception, the optical signal received by the camera of the first frame rate is demodulated according to the S2-PSK method, and when the camera of the second frame rate is activated, the optical signal received by the camera of the second frame rate is activated. The optical signal from the image may be demodulated using the OFDM signal demodulation method of the second frequency band.

또한, 이미지 수신 이후, 제1 프레임 레이트의 카메라로 수신된 광신호를 S2-PSK 방식에 따라 복조한 후, 광 검출기가 활성화되는 경우, 광 검출기로 수신된 광신호를 제3 주파수 대역의 OFDM 신호 복조 방식으로 복조하게 된다. In addition, after image reception, the optical signal received by the camera of the first frame rate is demodulated according to the S2-PSK method, and then, when the photodetector is activated, the optical signal received by the photodetector is converted into an OFDM signal of the third frequency band. It is demodulated by the demodulation method.

더불어 이미지 수신 후, 제2 프레임 레이트의 카메라가 활성화되는 경우, 판단된 광통신 환경에 기초하여 제2 프레임 레이트의 카메라의 셔터 스피드 및 초점 거리를 변경할 수 있다. 이는 광통신 환경이 좋지 않은 경우 제2 프레임 레이트의 카메라의 설정을 변경하여 보다 정확하게 고속 데이터를 수신할 수 있도록 하는 것이다. In addition, when the camera of the second frame rate is activated after receiving the image, the shutter speed and focal length of the camera of the second frame rate may be changed based on the determined optical communication environment. This is to change the setting of the camera of the second frame rate when the optical communication environment is not good so that high-speed data can be received more accurately.

이와 유사하게, 이미지 수신 후, 광 검출기가 활성화되는 경우, 판단된 광통신 환경에 기초하여 광 검출기의 초점 거리 및 신호 샘플링 레이트를 변경할 수도 있다. Similarly, when the photodetector is activated after receiving the image, the focal length and signal sampling rate of the photodetector may be changed based on the determined optical communication environment.

한편, 본 발명의 실시 예에 따른 광통신 환경에 따라 통신 방식을 조절하는 통신 장치는, 제1 프레임 레이트의 카메라로 제1 이미지를 수신하는 제1 카메라, 제2 프레임 레이트의 카메라로 제2 이미지를 수신하는 제2 카메라, 광신호를 수신하도록 구성되는 광 검출기 및 제1 카메라, 제2 카메라 및 광 검출기로부터 수신되는 신호를 처리하는 프로세서를 포함하여 구성될 수 있다. On the other hand, the communication device for adjusting the communication method according to the optical communication environment according to an embodiment of the present invention, a first camera for receiving a first image with a camera of a first frame rate, a second image with a camera of a second frame rate It may be configured to include a second camera to receive, a photodetector configured to receive an optical signal, and a processor to process signals received from the first camera, the second camera, and the photodetector.

이때, 본 발명의 실시 예에 따른 통신 장치는, 프로세서에 의해 제1 이미지에 기초하여 통신 환경을 판단하고, 판단된 광통신 환경에 기초하여 제2 카메라 및 광 검출기 중 하나를 활성화시키도록 구성될 수 있다. In this case, the communication device according to an embodiment of the present invention may be configured to determine a communication environment based on the first image by the processor, and to activate one of the second camera and the light detector based on the determined optical communication environment. there is.

본 개시의 또 다른 실시 예에 따른 광통신 환경에 따라 통신 방식을 조절하는 통신 제어 장치는, 적어도 하나의 프로세서 및 프로세서와 동작 가능하게 연결되고, 프로세서에서 수행되는 적어도 하나의 코드를 저장하는 메모리를 포함할 수 있다.A communication control apparatus for adjusting a communication method according to an optical communication environment according to another embodiment of the present disclosure includes at least one processor and a memory operatively connected to the processor and storing at least one code executed by the processor can do.

이때, 메모리는 프로세서를 통해 실행될 때, 프로세서로 하여금, 제1 프레임 레이트의 카메라를 이용하여 광신호를 포함한 이미지를 수신하고, 이미지에 기초하여 광통신 환경을 판단하고, 판단된 광통신 환경에 기초하여 제2 프레임 레이트의 카메라 및 광 검출기 중 하나를 활성화시키도록 야기하는 코드가 저장될 수 있다. At this time, the memory, when executed through the processor, causes the processor to receive an image including an optical signal by using the camera of the first frame rate, determine the optical communication environment based on the image, and make a second order based on the determined optical communication environment A code that causes one of the two frame rate camera and light detector to activate may be stored.

전술한 것 외의 다른 측면, 특징, 및 이점이 이하의 도면, 청구범위 및 발명의 상세한 설명으로부터 명확해질 것이다.Other aspects, features, and advantages other than those described above will become apparent from the following drawings, claims and detailed description.

본 발명의 실시 예의 차량에 설치된 두 대의 카메라 중 제1 프레임 레이트의 카메라를 통해 광신호를 포함한 이미지를 수신하고, 수신된 이미지를 통해 광통신 환경 상태를 유추한다. An image including an optical signal is received through a camera of a first frame rate among two cameras installed in a vehicle according to an embodiment of the present invention, and an optical communication environment state is inferred from the received image.

유추된 광통신 환경이 좋은 경우, 광 검출기를 활성화하여 광 검출기로 제2 타입의 정보인 고속 데이터를 수신하도록 하고, 유추된 광통신 환경이 좋지 않은 경우, 제2 프레임 레이트의 카메라에 수신되는 이미지를 기초하여 제2 타입의 정보를 수신하도록 한다. If the inferred optical communication environment is good, activate the photodetector to receive high-speed data, which is the second type of information, with the photodetector. to receive the second type of information.

이러한 방법 및 구성에 의해, 광통신 환경에 제안 받지 않으면서 고속 데이터인 제2 타입의 정보를 수신할 수 있다. With this method and configuration, it is possible to receive the second type of information, which is high-speed data, without being offered to the optical communication environment.

본 발명의 효과는 이상에서 언급된 것들에 한정되지 않으며, 언급되지 아니한 다른 효과들은 아래의 기재로부터 당업자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.Effects of the present invention are not limited to those mentioned above, and other effects not mentioned will be clearly understood by those skilled in the art from the following description.

도 1은 본 발명의 실시 예에 따른 차량과 서로 다른 차량 사이의 통신(V2V)을 개략적으로 도시한 도면이다.
도 2는 본 발명의 실시 예에 따른 광통신 환경에 기초하여 통신 방식을 조절하기 위한 통신 제어 장치의 구성을 개략적으로 도시한 도면이다.
도 3은 본 발명의 실시 예에 따른 광통신 환경에 기초하여 통신 방식을 조절하는 통신 장치의 구성을 설명하기 위한 도면이다.
도 4는 본 발명의 실시 예에 따라 광통신 환경에 기초하여 통신 방식을 조절하는 통신 제어 과정을 도시한 흐름도이다.
도 5는 본 발명의 실시 예에 따라 광통신 환경에 기초하여 통신 방식을 구현하기 위한 시스템을 도시한 도면이다.
도 6은 본 발명의 실시 예에 따라 광통신 환경에 기초하여 통신 방식을 조절하기 위해 데이터가 처리되는 과정을 도시한 도면이다.
도 7은 본 발명의 실시 예에 따른 하이브리드 파형을 도시한 도면이다. 1 is a diagram schematically illustrating communication (V2V) between a vehicle and another vehicle according to an embodiment of the present invention.
2 is a diagram schematically illustrating a configuration of a communication control device for controlling a communication method based on an optical communication environment according to an embodiment of the present invention.
3 is a diagram for explaining a configuration of a communication device for controlling a communication method based on an optical communication environment according to an embodiment of the present invention.
4 is a flowchart illustrating a communication control process for adjusting a communication method based on an optical communication environment according to an embodiment of the present invention.
5 is a diagram illustrating a system for implementing a communication method based on an optical communication environment according to an embodiment of the present invention.
6 is a diagram illustrating a process of processing data to adjust a communication method based on an optical communication environment according to an embodiment of the present invention.
7 is a diagram illustrating a hybrid waveform according to an embodiment of the present invention.

이하에서는 도면을 참조하여 본 발명을 보다 상세하게 설명한다. 본 발명은 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으며, 여기에서 설명하는 실시 예들에 한정되지 않는다. 이하 실시 예에서는 본 발명을 명확하게 설명하기 위해서 설명과 직접적인 관계가 없는 부분을 생략하지만, 본 발명의 사상이 적용된 장치 또는 시스템을 구현함에 있어서, 이와 같이 생략된 구성이 불필요함을 의미하는 것은 아니다. 아울러, 명세서 전체를 통하여 동일 또는 유사한 구성요소에 대해서는 동일한 참조번호를 사용한다.Hereinafter, the present invention will be described in more detail with reference to the drawings. The present invention may be implemented in several different forms, and is not limited to the embodiments described herein. In the following embodiments, parts not directly related to the description are omitted in order to clearly explain the present invention, but it does not mean that the omitted configuration is unnecessary in implementing an apparatus or system to which the spirit of the present invention is applied . In addition, the same reference numerals are used for the same or similar elements throughout the specification.

이하의 설명에서 제1, 제2 등의 용어는 다양한 구성요소들을 설명하는데 사용될 수 있지만, 상기 구성요소들은 상기 용어들에 의해 한정되어서는 안 되며, 상기 용어들은 하나의 구성요소를 다른 구성요소로부터 구별하는 목적으로만 사용된다. 또한, 이하의 설명에서 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다. In the following description, terms such as first, second, etc. may be used to describe various components, but the components should not be limited by the terms, and the terms refer to one component from another component. It is used only for distinguishing purposes. Also, in the following description, the singular expression includes the plural expression unless the context clearly dictates otherwise.

이하의 설명에서, "포함하다" 또는 "가지다" 등의 용어는 명세서 상에 기재된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부분품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부분품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다. In the following description, terms such as “comprise” or “have” are intended to designate that a feature, number, step, operation, component, part, or combination thereof described in the specification is present, but one or more other It should be understood that this does not preclude the possibility of addition or presence of features or numbers, steps, operations, components, parts, or combinations thereof.

이하 도면을 참고하여 본 발명을 상세히 설명하기로 한다. Hereinafter, the present invention will be described in detail with reference to the drawings.

한편, 이하의 설명 및 도면에서는 본 개시의 실시 예가 차량에서 구현되는 것으로 설명하였으나, 본 개시의 기술들이 차량 이외에도 광신호 통신을 수행하는 장치들에 널리 이용될 수 있음은 당연하다.Meanwhile, in the following description and drawings, the embodiment of the present disclosure has been described as being implemented in a vehicle, but it is natural that the techniques of the present disclosure may be widely used in devices for performing optical signal communication in addition to the vehicle.

도 1은 본 발명의 실시 예에 따른 차량과 서로 다른 차량 사이의 통신(V2V)을 개략적으로 도시한 도면이다. 1 is a diagram schematically illustrating communication (V2V) between a vehicle and another vehicle according to an embodiment of the present invention.

도 1을 참조하면, 서로 다른 차량들 간의 통신을 위해서 각각의 차량(10, 20)은 송수신을 위한 통신장치를 포함한다. 구체적으로 통신장치는 서로 다른 차량 각각의 헤드 라이트 및 백 라이트 중 적어도 2개의 라이트를 이용하여 차량의 정보(예: 차량 식별번호, 차량의 위치 정보, 차량의 운전 정보, 차량의 안전 정보, 영상 또는 음성 정보 등)를 송신 및 수신하는 장치를 포함하여 구성될 수 있다. Referring to FIG. 1 , for communication between different vehicles, each of the vehicles 10 and 20 includes a communication device for transmission and reception. Specifically, the communication device uses at least two lights among the headlights and backlights of different vehicles to obtain vehicle information (eg, vehicle identification number, vehicle location information, vehicle driving information, vehicle safety information, image or and an apparatus for transmitting and receiving voice information, etc.).

이러한 수신 장치 및 송신 장치는 차량의 정보를 송, 수신하기 위해 광통신 환경에 따라 통신 방식을 조절하여 환경에 제어되지 않고 고속 데이터 전송 수신하기 위한 장치이다. 이중 본 발명의 실시 예에서는 차량 정보를 수신하기 위한 수신 장치에 대해서 설명하기로 한다. Such a receiving device and a transmitting device are devices for transmitting and receiving high-speed data transmission and reception without being controlled by the environment by adjusting a communication method according to an optical communication environment in order to transmit and receive vehicle information. Among them, in the embodiment of the present invention, a receiving device for receiving vehicle information will be described.

구체적으로 수신 장치는 고속 데이터를 수신하기 위해 광통신 환경에 따라 고속 OCC 기술을 기반으로 수신하거나, LiFi 기술을 기반으로 수신하도록 한다. 예컨대, 날씨 환경이 좋지 않은 상황에서는 고속 OCC 기술을 기반으로 차량에 설치된 고속 데이터가 수신되는 프레임 레이트의 카메라를 통해 고속 데이터를 수신할 수 있으며, 날씨 환경이 좋은 상황에서는 LiFi 기술을 기반으로 하는 PD와 같은 광 검출기를 이용하여 고속 데이터를 수신할 수 있다. 이로써, 날씨 환경 또는 조명 환경 등에 제약되지 않고 고속 데이터를 수신할 수 있게 된다. Specifically, the receiving device receives high-speed data based on high-speed OCC technology or LiFi technology according to the optical communication environment to receive high-speed data. For example, in bad weather conditions, high-speed data can be received through a camera of a frame rate that receives high-speed data installed in a vehicle based on high-speed OCC technology, and in good weather conditions, PD based on LiFi technology High-speed data can be received using a photodetector such as Accordingly, it is possible to receive high-speed data without being constrained by a weather environment or a lighting environment.

도 2는 본 발명의 실시 예에 따른 광통신 환경에 따라 통신 방식을 조절하기 위한 통신 제어 장치의 구성을 개략적으로 도시한 도면이고, 도 3은 본 발명의 실시 예에 따른 광통신 환경에 따라 통신 방식을 조절하는 통신 장치의 구성을 설명하기 위한 도면이다. 2 is a diagram schematically illustrating a configuration of a communication control device for controlling a communication method according to an optical communication environment according to an embodiment of the present invention, and FIG. 3 is a communication method according to an optical communication environment according to an embodiment of the present invention. It is a diagram for explaining the configuration of a communication device to control.

도 2 및 도 3을 참고하면, 통신 제어 장치(100)는 통신부(110), 복조부(120), 메모리(130), 제1 카메라(140), 제2 카메라(150), 광 검출기(160) 및 프로세서(170) 등을 포함하여 구성될 수 있다. 여기서, 광 검출기(160)는 포토 다이오드와 같은 광을 직접 검출하는 센서를 의미하고, 카메라와 같이 영상을 획득하는 광학장치는 광 검출기(160)에서 제외한다.2 and 3 , the communication control device 100 includes a communication unit 110 , a demodulator 120 , a memory 130 , a first camera 140 , a second camera 150 , and a photodetector 160 . ) and the processor 170 and the like. Here, the photodetector 160 means a sensor that directly detects light, such as a photodiode, and an optical device that acquires an image, such as a camera, is excluded from the photodetector 160 .

통신부(110)는 차량(10)과 서로 다른 차량(20) 사이를 통신 연결하는 구성이다. 통신부(110)는 서로 다른 차량(20)에서 생성된 데이터를 수신 받을 수 있으며, 수신 받은 데이터는 차량(10)에 설치된 고속 데이터를 수신하는 제2 카메라 또는 광 검출기(160) 중 어느 하나의 장치를 활성화할 수 있는 정보로 이용될 수 있다. 또한, 통신부(110)는 본 차량(10) 내부에서 생성되는 신호, 예를 들어, 제1 카메라(140)로부터 획득된 이미지에 의해 판단된 날씨 정보를 받아들여 프로세서(170)를 통해 제2 카메라(150) 또는 광검출기(160) 중 어느 하나의 장치를 활성화할 수 있는 내부 통신망일 수도 있다.The communication unit 110 is configured to communicate and connect the vehicle 10 and another vehicle 20 . The communication unit 110 may receive data generated by different vehicles 20 , and the received data is a device of any one of a second camera or a photodetector 160 that receives high-speed data installed in the vehicle 10 . It can be used as information that can activate In addition, the communication unit 110 receives the signal generated inside the vehicle 10 , for example, weather information determined by the image obtained from the first camera 140 , and uses the second camera through the processor 170 . It may also be an internal network that can activate the device of either 150 or the photodetector 160 .

복조부(120)는 제1 카메라(140)의 제1 프레임 레이트로 수신된 제1 이미지를 포함하는 광신호를 S2-PSK 방식에 따라 복조한다(120A). 제1 이미지 내에 포함되는 광신호가 복조됨에 따라 제1 타입의 정보(I₁)I₁)가 생성될 수 있다. 여기서 제1 프레임 레이트는 제2 프레임 레이트보다 낮은 값으로 제1 카메라(140)는 상대적으로 저속의 프레임 레이트를 가지는 카메라이고, 제1 프레임 레이트는 예를 들어, 10~60fps이며, 제2 프레임 레이트는 1,000~10,000fps일 수 있다. 이 때, S2-PSK 방식으로 변조된 신호는 1kHz의 주파수를 가지는 펄스파이면서 60bps의 데이터 전송율을 가질 수 있다.The demodulator 120 demodulates the optical signal including the first image received at the first frame rate of the first camera 140 according to the S2-PSK method (120A). As the optical signal included in the first image is demodulated, the first type of information (I₁)I₁) may be generated. Here, the first frame rate is a value lower than the second frame rate, and the first camera 140 is a camera having a relatively low frame rate, the first frame rate is, for example, 10 to 60 fps, and the second frame rate may be 1,000 to 10,000 fps. In this case, the signal modulated by the S2-PSK method may have a data rate of 60 bps while being a pulse wave having a frequency of 1 kHz.

이때, 제1 프레임 레이트의 카메라에서 수신하는 광신호를 복조하는 S2-PSK 방식은 제1 LED와 제2 LED에서 동일한 위상의 펄스파가 존재하는 경우에는 데이터 비트를 1로 해석하고, 제1 LED와 제2 LED에서 서로 반대 위상의 펄스파가 존재하는 경우에는 데이터 비트를 0으로 해석할 수 있다. At this time, in the S2-PSK method of demodulating the optical signal received from the camera of the first frame rate, when pulse waves of the same phase exist in the first LED and the second LED, the data bit is interpreted as 1, and the first LED When pulse waves of opposite phases exist in the and the second LED, the data bit may be interpreted as 0.

설명한 바와 같이, 복조된 제1 프레임 레이트의 제1 카메라에서 수신하는 광신호를 제1 타입의 정보(I₁)를 출력할 수 있다. 구체적으로, 제1 타입의 정보는, 저속 프레임 레이트를 가지는 제1 카메라(140)에 의해 획득된 제 제1 사이즈 이하의 데이터이며, LED에 의한 펄스파 신호에 기초하여 생성될 수 있다. 예를 들어 변조된 제1 타입의 정보(I₁)는 광신호를 송신한 차량 또는 디바이스의 식별번호나 디바이스나 차량의 위치 정보(예: 주행 차로 정보)등과 같이 용량이 작은 데이터가 될 수 있다. As described above, the first type of information (I₁) may be output from the optical signal received by the first camera having the demodulated first frame rate. Specifically, the first type of information is data of a first size or smaller obtained by the first camera 140 having a low frame rate, and may be generated based on a pulse wave signal by the LED. For example, the modulated first type of information (I₁) may be data having a small capacity, such as an identification number of a vehicle or device that has transmitted an optical signal, or location information of a device or vehicle (eg, driving lane information).

또한, 제1 프레임 레이트의 제1 카메라에서 수신하는 이미지를 통해 광통신 환경을 예측할 수 있다. 구체적으로 제1 카메라(140)에서 촬영한 이미지에는 차량(10) 주변의 환경 정보가 포함될 수 있다. 예컨대, 날씨 정보, 조명(햇빛의 강도) 정보 등이 포함될 수 있으며, 포함된 환경 정보와 기 입력된 정보를 기초로 인공지능(artificial intelligence, AI) 알고리즘 및/또는 기계학습(machine learning) 알고리즘을 이용하여 실제 광통신 환경과 유사한 환경 정보를 유추하게 된다. In addition, the optical communication environment may be predicted through the image received by the first camera of the first frame rate. Specifically, the image captured by the first camera 140 may include environmental information around the vehicle 10 . For example, weather information, lighting (intensity of sunlight) information, etc. may be included, and an artificial intelligence (AI) algorithm and/or machine learning algorithm based on the included environmental information and pre-entered information. It is used to infer environmental information similar to the actual optical communication environment.

유추된 환경 정보를 기초로 포토 다이오드와 같은 광검출기를 이용한 광통신을 하기에 상태가 좋지 않은 경우(예: 흐린 날씨, 비가 오는 날씨, 안개나 구름이 발생한 날씨, 햇빛이 너무 강한 날씨 등), 복조부(120)는 제2 카메라(150)의 제2 프레임 레이트(고속)의 제2 카메라가 활성화되도록 하여 제2 프레임 레이트의 제2 카메라로 수신된 이미지로부터 광신호를 제2 주파수 대역의 OFDM 신호 복조 방식으로 복조할 수 있다(120B). 예를 들어, 제2 프레임 레이트는 1,000~10,000fps일 수 있으며, OFDM 신호의 기준 주파수는 10kHz~100kHz일 수 있다. 제2 주파수 대역은 S2-PSK 방식의 펄스파의 주파수보다는 훨씬 높은 주파수의 영역대에서 형성될 수 있으나, 이하에서 설명하는 포토 다이오드와 같은 광검출기를 이용한 통신에서의 OFDM 신호가 이용하는 제3 주파수 대역보다는 낮은 주파수의 영역대에 존재하게 된다. 고속의 프레임을 가지는 제2 카메라로 수신되도록 OFDM 방식을 통해 신호를 변조하여 광학 카메라 통신을 수행하는 방식을 고속 OCC 또는 OFDM OCC라고 할 수 있다.If the condition is not good for optical communication using a photodetector such as a photodiode based on the inferred environmental information (eg cloudy weather, rainy weather, foggy or cloudy weather, sunlight too strong, etc.) The grandfather 120 activates the second camera of the second frame rate (high speed) of the second camera 150, and transmits the optical signal from the image received by the second camera of the second frame rate to the OFDM signal of the second frequency band. It can be demodulated using a demodulation method (120B). For example, the second frame rate may be 1,000 to 10,000 fps, and the reference frequency of the OFDM signal may be 10 kHz to 100 kHz. The second frequency band may be formed in a frequency band much higher than the frequency of the pulse wave of the S2-PSK method, but the third frequency band used by the OFDM signal in communication using a photodetector such as a photodiode to be described below. It is present in the lower frequency range. A method of performing optical camera communication by modulating a signal through OFDM so as to be received by a second camera having a high-speed frame may be referred to as high-speed OCC or OFDM OCC.

구체적으로, 제2 프레임 레이트의 카메라는 OFDM 신호를 복조하는 장치이며, 이를 위해 제2 카메라(150)는 프레임 레이트가 높은 카메라로 구성될 수 있다. 이로써 제2 복조 방식으로 고속 데이터가 해석될 수 있다. 또한, 제2 프레임 레이트의 카메라는 MIMO-OFDM 신호가 변조된 신호를 복조할 수 있다. MIMO-OFDM 은 다중 반송파 주파수에서 디지털 데이터를 인코딩하는 변조 방법을 이용한 신호로서, 복조될 때에도 OFDM 신호를 복조하는 방식에 따라 복조될 수 있다. Specifically, the second frame rate camera is a device for demodulating an OFDM signal, and for this purpose, the second camera 150 may be configured as a high frame rate camera. As a result, high-speed data can be interpreted by the second demodulation method. In addition, the camera of the second frame rate may demodulate a signal in which the MIMO-OFDM signal is modulated. MIMO-OFDM is a signal using a modulation method for encoding digital data at a multi-carrier frequency. Even when demodulated, it can be demodulated according to a method for demodulating an OFDM signal.

이와 다르게, 유추된 환경 정보를 기초로 광통신 환경의 상태가 좋은 경우, 예컨대 광신호를 센싱하는 포토 다이오드와 같은 광 검출기를 이용하기에 적합한 날씨인 경우에 프로세서(170)는 광 검출기(160)를 활성화하고, 광 검출기(160)로 광신호를 제3 주파수 대역의 OFDM 신호 복조 방식으로 복조할 수 있다(120C). 여기서 제3 주파수 대역은 OFDM OCC 방식에서 사용된 신호들보다 높고 더 넓은 대역의 주파수를 가지며, 이에 따라 더 많은 양의 데이터가 고속으로 전달될 수 있다. 포토 다이오드와 같이 카메라가 아닌 광검출기를 이용하여 이루어지는 광통신을 LiFi 방식이라고 할 수 있으며, OFDM 신호를 이용하는 것을 OFDM LiFi 라고 지칭할 수 있다. OFDM LiFi의 경우의 기준 주파수는 약 1MHz에서 1GHz가 될 수 있다.On the other hand, when the state of the optical communication environment is good based on the inferred environment information, for example, when the weather is suitable for using a photo detector such as a photo diode for sensing an optical signal, the processor 170 selects the photo detector 160 . After activation, the optical signal may be demodulated by the optical detector 160 using the OFDM signal demodulation method of the third frequency band (120C). Here, the third frequency band has a frequency of a higher and wider band than signals used in the OFDM OCC scheme, and thus a larger amount of data can be transmitted at a high speed. An optical communication using a photodetector rather than a camera, such as a photodiode, may be referred to as a LiFi method, and an OFDM signal may be referred to as OFDM LiFi. In the case of OFDM LiFi, the reference frequency may be about 1 MHz to 1 GHz.

이때, 광 검출기(160)로 복조하는 제3 주파수 대역의 OFDM 신호는 제2 프레임 레이트의 카메라에서 복조하는 제2 주파수 대역의 OFDM 신호보다 주파수 대역이 넓고, 중앙중파수가 더 높은 것이 특징이다. At this time, the OFDM signal of the third frequency band demodulated by the photodetector 160 has a wider frequency band and a higher center frequency than the OFDM signal of the second frequency band demodulated by the camera of the second frame rate.

예를 들어, 프로세서(170)가 제1 카메라에 의해 수신된 이미지에 기초하여 광통신 환경이 포토 다이오드를 이용한 광통신에 적합하지 않다고 판단하여 OFDM OCC를 사용하는 경우, S2-PSK 방식의 펄스파가 1kHz로 구성되고 OFDM OCC 신호가 80kHz로 구성되면, 펄스파의 한 단위의 로우 신호 또는 하이 신호마다 80bits의 데이터가 OFDM 방식의 신호로 배치될 수 있다.For example, when the processor 170 determines that the optical communication environment is not suitable for optical communication using a photodiode based on the image received by the first camera and uses OFDM OCC, the pulse wave of the S2-PSK method is 1 kHz , and the OFDM OCC signal is configured at 80 kHz, 80 bits of data for each low signal or high signal of one unit of pulse wave may be arranged as an OFDM signal.

다른 예에서, 프로세서(170)가 제1 카메라에 의해 수신된 이미지에 기초하여 광통신 환경이 포토 다이오드를 이용한 광통신에 적합하다고 판단하여 OFDM LiFi를 사용하는 경우, S2-PSK 방식의 펄스파가 1kHz로 구성되고 OFDM LiFi 신호의 기준 주파수가 800kHz로 구성되면, 펄스파의 한 단위의 로우 신호 또는 하이 신호마다 800bits의 데이터가 OFDM 방식의 신호로 배치될 수 있다. 또 다른 예에서, S2-PSK 방식의 펄스파가 2kHz로 구성되고 OFDM LiFi 신호의 기준 주파수가 800kHz로 구성되면, 펄스파의 한 단위의 로우 신호 또는 하이 신호마다 400bits의 데이터가 OFDM 방식의 신호로 배치될 수 있다. In another example, when the processor 170 determines that the optical communication environment is suitable for optical communication using a photodiode based on the image received by the first camera and uses OFDM LiFi, the pulse wave of the S2-PSK method is 1 kHz If configured and the reference frequency of the OFDM LiFi signal is 800 kHz, 800 bits of data for each low signal or high signal of one unit of pulse wave may be arranged as an OFDM signal. In another example, if the pulse wave of the S2-PSK method is composed of 2 kHz and the reference frequency of the OFDM LiFi signal is composed of 800 kHz, 400 bits of data for each low signal or high signal of one unit of the pulse wave is converted to the OFDM method signal. can be placed.

따라서, S2-PSK 방식으로 변조된 신호의 한 단위의 로우 신호 또는 하이 신호에는 OFDM 신호의 기준 주파수를 S2-PSK 펄스파의 주파수로 나눈 값만큼의 비트수를 가진 데이터가 할당될 수 있다. Accordingly, data having the same number of bits as the value obtained by dividing the reference frequency of the OFDM signal by the frequency of the S2-PSK pulse wave may be allocated to the low signal or high signal of one unit of the signal modulated by the S2-PSK method.

한편, 광통신 환경에 따라 신호를 복조하는 구성이 다른 경우라 하여도 제2 프레임 레이트의 카메라와 광 검출기(160)가 추출하는 정보는 고속 데이터로 제2 타입의 정보(I₂)를 추출하게 된다. 다만, 광검출기를 사용하는 경우, 즉 OFDM LiFi 방식을 사용하는 경우에는 제2 타입의 정보를 나타내는 데이터의 해상도가 고속 프레임 카메라를 사용하는 경우, 즉 OFDM OCC를 사용하는 경우보다 훨씬 높을 수 있다.Meanwhile, even when the signal demodulation configuration is different according to the optical communication environment, the information extracted by the camera and the photodetector 160 of the second frame rate is to extract the second type of information I2 as high-speed data. However, when a photodetector is used, that is, when the OFDM LiFi method is used, the resolution of data representing the second type of information may be much higher than when a high-speed frame camera is used, that is, when OFDM OCC is used.

예컨대, 도 7에서 도시되는 하이브리드 파형에서 높은 주파수들로 표시되는 신호는 제2 주파수 대역의 OFDM 신호이거나 제3 주파수 대역의 OFDM 신호이다. 앞서 설명한 바와 같이, 제3 주파수 대역의 OFDM 신호가 제2 주파수 대역의 OFDM 신호보다 주파수 대역이 넓고, 중앙주파수가 높게 된다.For example, in the hybrid waveform shown in FIG. 7 , a signal represented by high frequencies is an OFDM signal of a second frequency band or an OFDM signal of a third frequency band. As described above, the OFDM signal of the third frequency band has a wider frequency band and a higher center frequency than the OFDM signal of the second frequency band.

이와 같은 방식으로 획득한 제2 타입의 정보(I₂)는 OFDM 신호의 형태로 전달될 수 있으며, 제2 타입의 정보(I₂)는 엔진 상태, 브레이크 상태, 조향각 등과 같은 차량의 운행 정보이거나, 주행 경로의 사고 정보, 교통 상황 정보, 도로 상태 정보 등과 같은 차량의 안전과 관련된 상대적으로 용량이 큰 정보일 수 있다. The second type of information I₂ obtained in this way may be transmitted in the form of an OFDM signal, and the second type of information I₂ is vehicle driving information such as engine state, brake state, and steering angle, or driving It may be information of a relatively large capacity related to vehicle safety, such as accident information on a route, traffic situation information, road condition information, and the like.

메모리(130)에는 제1 프레임 레이트의 제1 카메라를 이용하여 수신한 광신호 및 이미지를 통해 광통신 환경을 판단하고, 판단된 광통신 환경에 기초하여 제2 프레임 레이트의 제2 카메라 및 광 검출기(160) 중 하나를 활성화하도록 하는 코드가 저장될 수 있다. In the memory 130 , the optical communication environment is determined based on the optical signal and image received using the first camera of the first frame rate, and the second camera and the optical detector 160 of the second frame rate are determined based on the determined optical communication environment. ) may be stored.

프로세서(170)는, 메모리(130)에 저장된 실행 코드가 동작하도록 결정하는 구성요소이다. 이를 위해 프로세서(170)는 메모리(130)에 저장된 실행코드를 제어하는 데이터를 요청, 검색, 수신 또는 활용할 수 있으며, 적어도 하나의 실행 가능한 동작 중 예측되는 동작이나 바람직한 것으로 판단되는 동작을 실행할 수 있다. The processor 170 is a component that determines the execution code stored in the memory 130 to operate. To this end, the processor 170 may request, search, receive, or utilize data for controlling the executable code stored in the memory 130, and may execute a predicted operation or an operation determined to be desirable among at least one executable operation. .

도 4는 본 발명의 실시 예에 따라 광통신 환경에 기초하여 통신 방식을 조절하는 통신 제어 과정을 도시한 흐름도이고, 도 5는 본 발명의 실시 예에 따른 V2V 통신을 위해 광통신 환경에 기초하여 통신 방식을 구현하기 위한 시스템을 도시한 도면이며, 도 6은 본 발명의 실시 예에 따라 광통신 환경에 기초하여 통신 방식을 조절하기 위해 데이터가 처리되는 과정을 도시한 도면이고, 도 7은 본 발명의 실시 예에 따른 하이브리드 파형을 도시한 도면이다. 4 is a flowchart illustrating a communication control process for adjusting a communication method based on an optical communication environment according to an embodiment of the present invention, and FIG. 5 is a communication method based on an optical communication environment for V2V communication according to an embodiment of the present invention 6 is a diagram illustrating a process of data processing to adjust a communication method based on an optical communication environment according to an embodiment of the present invention, and FIG. 7 is an embodiment of the present invention It is a diagram illustrating a hybrid waveform according to an example.

도면을 참고하면, 제1 프레임 레이트의 제1 카메라(140)로 광신호를 포함한 이미지를 수신한다(단계 S110). 제1 카메라(140)로 수신된 광신호 및 이미지는 저속 프레임 레이트를 가지는 데이터가 될 수 있다. Referring to the drawing, an image including an optical signal is received by the first camera 140 of a first frame rate (step S110). The optical signal and image received by the first camera 140 may be data having a low frame rate.

제1 카메라(140)에서 수신한 이미지에는 광통신 환경이 포함되어 있다. 예를 들어, 날씨 정보, 조명(햇빛의 강도) 정보 등이 포함될 수 있으며, 포함된 환경 정보와 기 입력된 정보는 도 5의 딥러닝 디코딩을 통해 차량(10) 정보와 실제 광통신 환경과 유사한 환경 정보를 유추하게 된다(단계 S120). The image received by the first camera 140 includes an optical communication environment. For example, weather information, lighting (intensity of sunlight) information, etc. may be included, and the included environment information and pre-input information are similar to vehicle 10 information and actual optical communication environment through deep learning decoding in FIG. 5 . The information is inferred (step S120).

유추된 광통신 환경 정보를 기초로 제2 프레임 레이트의 제2 카메라(150) 또는 광 검출기(160) 중 어느 하나가 활성화될 수 있다(단계 S130).Either the second camera 150 or the photodetector 160 of the second frame rate may be activated based on the inferred optical communication environment information (step S130 ).

예를 들어, 유추된 환경 정보를 기초로 환경 정보의 상태가 좋지 않은 경우에는 제2 프레임 레이트의 제2 카메라(150)가 활성화되어 고속 OFDM OCC 기술이 사용되어 고속 데이터가 수신될 수 있도록 한다. For example, when the state of the environment information is not good based on the inferred environment information, the second camera 150 of the second frame rate is activated to use the high-speed OFDM OCC technology so that high-speed data can be received.

구체적으로, 차량(10)의 LED에서 발생한 신호는 필요한 디밍 레벨을 달성하기 위해 높은 진폭과 낮은 진폭으로 구성될 수 있다. 또한, 한 쌍의 LED를 구동하는 두 개의 파형은 단일 비트 입력에 따라 동일한 위상 또는 역 위상을 포함하고 있다. Specifically, the signal generated by the LEDs of the vehicle 10 may be configured with a high amplitude and a low amplitude to achieve the required dimming level. Also, the two waveforms driving a pair of LEDs contain the same phase or out of phase depending on a single bit input.

예를 들어, 제1 프레임 레이트의 제1 카메라(140)로 수신된 이미지를 통해 유추된 광통신 환경이 나쁜 경우, 제2 프레임 레이트의 카메라가 활성화되어 광신호가 포함된 이미지를 획득하고, 고속 프레임으로 촬영된 이미지 내의 광신호에 기초하여 제2 타입의 정보(I₂)를 추출한다. For example, if the optical communication environment inferred through the image received by the first camera 140 of the first frame rate is bad, the camera of the second frame rate is activated to acquire an image including an optical signal, and The second type of information I2 is extracted based on the optical signal in the photographed image.

이때, 제2 타입의 정보(I₂)를 복조하는 방법은 기저대역 변조방식일 수 있고, 제2 타입의 정보를 복조하는 방법은 MIMO-OFDM 신호를 복조하는 방식일 수 있다. In this case, the method of demodulating the second type of information I2 may be a baseband modulation method, and the method of demodulating the second type of information may be a method of demodulating a MIMO-OFDM signal.

보다 정밀한 고속 카메라의 촬영을 위해서 제2 프레임 레이트의 제2 카메라가 활성화되는 경우, 제1 카메라로부터 획득된 이미지에 기초하여 판단된 광통신 환경에 기초하여 제2 프레임 레이트의 카메라의 셔터 스피드 및 초점 거리를 변경하는 단계가 더 수행될 수 있다. 즉, 광통신 환경에 따라 해당 환경에서 광신호를 포착하기에 최적인 셔터 스피드 및 초점 거리를 찾아 카메라의 동작 조건을 변경할 수 있다.When the second camera of the second frame rate is activated for more precise high-speed camera shooting, the shutter speed and focal length of the camera of the second frame rate based on the optical communication environment determined based on the image acquired from the first camera A step of changing may be further performed. That is, depending on the optical communication environment, it is possible to find the optimal shutter speed and focal length for capturing an optical signal in the corresponding environment, and change the operating conditions of the camera.

이와 반대로, 유추된 광통신 환경이 좋은 경우, 광 검출기(160)가 활성화되어 LiFi 기술에 의해 고속 데이터가 수신될 수 있도록 한다. Conversely, when the inferred optical communication environment is good, the photodetector 160 is activated so that high-speed data can be received by LiFi technology.

이와 같이, 광통신 환경에 따라 고속 데이터를 수신하는 카메라 또는 광 검출기 중 어느 하나를 활성화 하는 것으로 환경의 제약을 극복하고 고속 데이터를 수신할 수 있게 된다. In this way, by activating either a camera or a photodetector for receiving high-speed data according to the optical communication environment, it is possible to overcome the limitations of the environment and receive high-speed data.

구체적으로, LiFi 기술은 예컨대 1Tbps를 달성할 수 있는 고속 데이터 통신 시스템이지만, 우천과 같은 환경에 매우 민감(높은 간섭)하며, 높은 간섭으로 인해 단거리에 유리한 시스템이다. 이와 반대로, OCC 기술은 환경에 간섭도가 낮아 장거리, 이미지 센서를 필터로 사용하여 데이터 수신 시, 노이즈가 적다는 점에 유리하지만 LiFi 기술에 비해 속도가 낮은 시스템이다. Specifically, LiFi technology is, for example, a high-speed data communication system that can achieve 1Tbps, but is very sensitive to environments such as rain (high interference), and is a system advantageous for short distances due to high interference. On the other hand, OCC technology is advantageous in that there is less noise when receiving data by using a long-distance image sensor as a filter due to low interference to the environment, but it is a lower speed system than LiFi technology.

이를 기초로, 광통신 환경이 좋지 않은 경우, 주변에 간섭을 받아도 고속으로 데이터를 수신할 수 있는 OFDM OCC 기술(S2-PSK 방식으로 변조된 펄스파에 고속 카메라가 감지할 수 있는 주파수 대역의 OFDM 신호를 합성한 하이브리드 파형을 이용한 통신 방식)을 이용하여 고속 데이터를 수신하도록 하며, 광통신 환경이 좋은 경우, 간섭 영향이 적으므로 OFDM LiFi 기술(S2-PSK 방식으로 변조된 펄스파에 포토 다이오드가 감지할 수 있는 더 높은 주파수 대역의 OFDM 신호를 합성한 하이브리드 파형을 이용한 통신 방식)을 이용하여 빠른 속도로 고속 데이터를 수신할 수 있도록 한다. Based on this, OFDM OCC technology that can receive data at high speed even when the optical communication environment is not good even when receiving interference from the surroundings High-speed data is received using a communication method using a hybrid waveform that synthesized It enables high-speed data reception at high speed by using a hybrid waveform that synthesizes OFDM signals of higher frequency bands.

상술된 방식에 따른 차량에 설치된 두 대의 카메라 중 제1 프레임 레이트의 카메라를 통해 광신호와 광신호를 포함한 이미지를 수신하고, 수신된 이미지를 통해 광통신 환경 상태를 유추한다. The optical signal and the image including the optical signal are received through the camera of the first frame rate among the two cameras installed in the vehicle according to the above-described method, and the optical communication environment state is inferred from the received image.

유추된 광통신 환경이 좋은 경우, 광 검출기를 활성화하여 광 검출기로 제2 타입의 정보인 고속 데이터를 수신하도록 하고, 유추된 광통신 환경이 좋지 않은 경우, 제2 프레임 레이트의 카메라에 수신되는 이미지를 기초하여 제2 타입의 정보를 수신하도록 한다. 이러한 수신 방식이 작동할 수 있는 이유는 다른 차량에도 동일한 시스템이 구비되어 다른 차량에서도 광통신 환경이 좋은 경우에는 OFDM LiFi 방식으로 신호를 송신하고, 광통신 환경이 좋지 않은 경우에는 OFDM OCC 방식으로 신호를 송신할 것이기 때문이다.If the inferred optical communication environment is good, activate the photodetector to receive high-speed data, which is the second type of information, with the photodetector. to receive the second type of information. The reason that this reception method can work is that other vehicles have the same system, so when the optical communication environment is good in other vehicles, the OFDM LiFi method transmits the signal, and when the optical communication environment is not good, the OFDM OCC method transmits the signal because it will

보다 정밀한 광 신호 수신을 위해, 광 검출기가 활성화되는 경우, 제1 카메라에서 획득된 이미지에 의해 판단된 광통신 환경에 기초하여 광 검출기의 초점 거리 및 신호 샘플링 레이트를 변경하는 단계가 더 수행될 수 있다, 즉, 광통신 환경에 따라 해당 환경에서 광신호를 포착하기에 최적인 초점 거리 및 샘플링 레이트를 찾아 광 검출기의 동작 조건을 변경할 수 있다.For more precise optical signal reception, when the photodetector is activated, the step of changing the focal length and signal sampling rate of the photodetector based on the optical communication environment determined by the image acquired by the first camera may be further performed. That is, according to the optical communication environment, it is possible to find the optimal focal length and sampling rate for capturing the optical signal in the corresponding environment, and change the operating conditions of the photodetector.

이러한 방법 및 구성에 의해, 광통신 환경에 적합한 방식으로 고용량의 데이터인 제2 타입의 정보를 저용량의 데이터인 제1 타입의 정보와 함께 수신할 수 있다. With this method and configuration, it is possible to receive the second type of information, which is high-capacity data, together with the first type of information, which is low-capacity data, in a manner suitable for an optical communication environment.

이상 설명된 본 발명의 실시 예에 대한 설명은 예시를 위한 것이며, 본 발명이 속하는 기술분야의 통상의 지식을 가진 자는 본 발명의 기술적 사상이나 필수적인 특징을 변경하지 않고서 다른 구체적인 형태로 쉽게 변형이 가능하다는 것을 이해할 수 있을 것이다. 그러므로 이상에서 기술한 실시 예들은 모든 면에서 예시적인 것이며 한정적이 아닌 것으로 이해해야만 한다. 예를 들어, 단일형으로 설명되어 있는 각 구성 요소는 분산되어 실시될 수도 있으며, 마찬가지로 분산된 것으로 설명되어 있는 구성 요소들도 결합된 형태로 실시될 수 있다.The description of the embodiment of the present invention described above is for illustration, and those of ordinary skill in the art to which the present invention pertains can easily transform into other specific forms without changing the technical spirit or essential features of the present invention you will be able to understand that Therefore, it should be understood that the embodiments described above are illustrative in all respects and not restrictive. For example, each component described as a single type may be implemented in a dispersed form, and likewise components described as distributed may also be implemented in a combined form.

본 발명의 범위는 상기 상세한 설명보다는 후술하는 청구범위에 의하여 나타내어지며, 청구범위의 의미 및 범위 그리고 그 균등 개념으로부터 도출되는 모든 변경 또는 변형된 형태가 본 발명의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 한다.The scope of the present invention is indicated by the following claims rather than the above detailed description, and all changes or modifications derived from the meaning and scope of the claims and their equivalents should be construed as being included in the scope of the present invention.

Claims (20)

광통신 환경에 따라 통신 방식을 조절하는 통신 제어 방법으로서,
제1 프레임 레이트의 카메라를 이용하여 광신호를 포함한 이미지를 수신하는 단계;
상기 이미지에 기초하여 광통신 환경을 판단하는 단계; 및
판단된 광통신 환경에 기초하여 제2 프레임 레이트의 카메라 및 광 검출기 중 하나를 활성화시키는 단계를 포함하며,
상기 이미지를 수신하는 단계 이후에, 상기 광신호에 기초하여 제1 타입의 정보를 추출하는 단계를 더 포함하고,
상기 활성화시키는 단계 이후에,
상기 제2 프레임 레이트의 카메라가 활성화된 경우, 상기 제2 프레임 레이트의 카메라에 의해 수신되는 이미지에 기초하여 제2 타입의 정보를 추출하는 단계; 및
상기 광 검출기가 활성화된 경우, 상기 광 검출기에 의해 수신되는 광신호에 의해 제2 타입의 정보를 추출하는 단계를 포함하고,
상기 제1 프레임 레이트는 상기 제2 프레임 레이트보다 저속이고,
상기 제1 타입 정보는 제1 사이즈 이하의 데이터로, 상기 광신호를 발송한 디바이스의 식별 번호 또는 상기 디바이스의 위치 정보를 포함하고,
상기 제2 타입 정보는 제2 사이즈 이상의 데이터로, 상기 디바이스의 운행과 관련된 정보 또는 상기 디바이스의 안전과 관련된 정보를 포함하며,
상기 통신 제어 방법은,
상기 이미지를 수신하는 단계 이후에,
상기 광 검출기가 활성화되는 경우, 상기 판단된 광통신 환경에 기초하여 상기 광 검출기의 초점 거리 및 신호 샘플링 레이트를 변경하는 단계를 더 포함하는,
통신 제어 방법.
A communication control method for adjusting a communication method according to an optical communication environment, comprising:
receiving an image including an optical signal using a camera of a first frame rate;
determining an optical communication environment based on the image; and
activating one of the camera and the photo detector of the second frame rate based on the determined optical communication environment;
After receiving the image, further comprising the step of extracting information of a first type based on the optical signal,
After the activating step,
when the camera of the second frame rate is activated, extracting information of a second type based on an image received by the camera of the second frame rate; and
when the photodetector is activated, extracting the second type of information by the optical signal received by the photodetector,
the first frame rate is lower than the second frame rate;
The first type information is data of a size less than or equal to a first size, and includes an identification number of a device that has sent the optical signal or location information of the device,
The second type information is data of a second size or larger, and includes information related to operation of the device or information related to safety of the device,
The communication control method,
After receiving the image,
When the photodetector is activated, further comprising the step of changing a focal length and a signal sampling rate of the photodetector based on the determined optical communication environment,
Communication control method.
 삭제delete 삭제delete 삭제delete 제1항에 있어서,
상기 이미지를 수신하는 단계 이후에,
상기 제1 프레임 레이트의 카메라로 수신된 광신호를 S2-PSK 방식에 따라 복조하는 단계; 및
상기 제2 프레임 레이트의 카메라가 활성화되는 경우, 상기 제2 프레임 레이트의 카메라로 수신된 이미지로부터의 광신호를 제2 주파수 대역의 OFDM 신호 복조 방식으로 복조하는 단계를 더 포함하는,
통신 제어 방법.
According to claim 1,
After receiving the image,
demodulating the optical signal received by the camera of the first frame rate according to the S2-PSK method; and
When the camera of the second frame rate is activated, the method further comprising the step of demodulating an optical signal from an image received by the camera of the second frame rate using an OFDM signal demodulation method of a second frequency band,
Communication control method.
 제1항에 있어서,
상기 이미지를 수신하는 단계 이후에,
상기 제1 프레임 레이트의 카메라로 수신된 광신호를 S2-PSK 방식에 따라 복조하는 단계; 및
상기 광 검출기가 활성화되는 경우, 상기 광 검출기로 수신된 광신호를 제3 주파수 대역의 OFDM 신호 복조 방식으로 복조하는 단계를 더 포함하는,
통신 제어 방법.
According to claim 1,
After receiving the image,
demodulating the optical signal received by the camera of the first frame rate according to the S2-PSK method; and
When the photodetector is activated, the method further comprising the step of demodulating the optical signal received by the photodetector using an OFDM signal demodulation method of a third frequency band,
Communication control method.
 제1항에 있어서,
상기 이미지를 수신하는 단계 이후에,
상기 제2 프레임 레이트의 카메라가 활성화되는 경우, 상기 판단된 광통신 환경에 기초하여 상기 제2 프레임 레이트의 카메라의 셔터 스피드 및 초점 거리를 변경하는 단계를 더 포함하는,
통신 제어 방법.
According to claim 1,
After receiving the image,
If the camera of the second frame rate is activated, further comprising the step of changing the shutter speed and focal length of the camera of the second frame rate based on the determined optical communication environment,
Communication control method.
 제1항에 있어서,
상기 이미지를 수신하는 단계 이후에,
상기 광 검출기가 활성화되는 경우, 상기 판단된 광통신 환경에 기초하여 상기 광 검출기의 초점 거리 및 신호 샘플링 레이트를 변경하는 단계를 더 포함하는,
통신 제어 방법.
According to claim 1,
After receiving the image,
When the photodetector is activated, further comprising the step of changing a focal length and a signal sampling rate of the photodetector based on the determined optical communication environment,
Communication control method.
 광통신 환경에 따라 통신 방식을 조절하는 통신 제어 장치로서,
제1 프레임 레이트로 제1 이미지를 수신하는 제1 카메라;
제2 프레임 레이트로 제2 이미지를 수신하는 제2 카메라;
광신호를 수신하도록 구성되는 광 검출기; 및
상기 제1 카메라, 상기 제2 카메라 및 상기 광 검출기 중 적어도 하나로부터 수신되는 신호를 처리하는 프로세서를 포함하고,
상기 프로세서는 상기 제1 이미지에 기초하여 통신 환경을 판단하고, 판단된 광통신 환경에 기초하여 상기 제2 카메라 및 상기 광 검출기 중 하나를 활성화시키도록 구성되며,
상기 제1 이미지에 포함되는 광신호에 기초하여 제1 타입의 정보를 추출하고,
상기 제2 프레임 레이트의 카메라가 활성화된 경우, 상기 제2 프레임 레이트의 카메라에 의해 수신되는 이미지에 기초하여 제2 타입의 정보를 추출하며,
상기 광 검출기가 활성화된 경우, 상기 광 검출기에 의해 수신되는 광신호에 의해 제2 타입의 정보를 추출하고,
상기 제1 프레임 레이트는 상기 제2 프레임 레이트보다 저속이고,
상기 제1 타입 정보는 제1 사이즈 이하의 데이터로, 상기 광신호를 발송한 디바이스의 식별 번호 또는 상기 디바이스의 위치 정보를 포함하고,
상기 제2 타입 정보는 제2 사이즈 이상의 데이터로, 상기 디바이스의 운행과 관련된 정보 또는 상기 디바이스의 안전과 관련된 정보를 포함하며,
상기 통신 제어 장치는,
상기 제1 이미지 및 제2 이미지 수신 후,
상기 광 검출기가 활성화되는 경우, 상기 판단된 광통신 환경에 기초하여 상기 광 검출기의 초점 거리 및 신호 샘플링 레이트를 변경하는,
통신 제어 장치.
A communication control device for adjusting a communication method according to an optical communication environment, comprising:
a first camera to receive a first image at a first frame rate;
a second camera to receive a second image at a second frame rate;
a photo detector configured to receive an optical signal; and
a processor for processing a signal received from at least one of the first camera, the second camera, and the photo detector;
the processor is configured to determine a communication environment based on the first image, and activate one of the second camera and the light detector based on the determined optical communication environment,
extracting the first type of information based on the optical signal included in the first image,
extracting a second type of information based on an image received by the camera of the second frame rate when the camera of the second frame rate is activated;
When the photodetector is activated, extracting the second type of information by the optical signal received by the photodetector,
the first frame rate is lower than the second frame rate;
The first type information is data of a size less than or equal to a first size, and includes an identification number of a device that has sent the optical signal or location information of the device,
The second type information is data of a second size or larger, and includes information related to operation of the device or information related to safety of the device,
The communication control device,
After receiving the first image and the second image,
when the photodetector is activated, changing a focal length and a signal sampling rate of the photodetector based on the determined optical communication environment;
communication control unit.
 삭제delete 삭제delete 삭제delete 제9항에 있어서,
상기 프로세서는, 상기 제1 카메라로 수신된 광신호를 S2-PSK 방식에 따라 복조하고,
상기 제2 카메라가 활성화되는 경우, 상기 제2 카메라로 수신된 이미지로부터의 광신호를 제2 주파수 대역의 OFDM 신호 복조 방식으로 복조하도록 더 구성되는,
통신 제어 장치.
10. The method of claim 9,
The processor demodulates the optical signal received by the first camera according to the S2-PSK method,
further configured to demodulate an optical signal from an image received by the second camera in an OFDM signal demodulation scheme of a second frequency band when the second camera is activated,
communication control unit.
 제9항에 있어서,
상기 프로세서는, 상기 제1 카메라로 수신된 광신호를 S2-PSK 방식에 따라 복조하고,
상기 광 검출기가 활성화되는 경우, 상기 광 검출기로 수신된 광신호를 제3 주파수 대역의 OFDM 신호 복조 방식으로 복조하도록 구성되는,
통신 제어 장치.
10. The method of claim 9,
The processor demodulates the optical signal received by the first camera according to the S2-PSK method,
configured to demodulate an optical signal received by the photodetector in an OFDM signal demodulation scheme of a third frequency band when the photodetector is activated,
communication control unit.
 제9항에 있어서,
상기 프로세서는,
상기 제2 카메라가 활성화되는 경우, 상기 판단된 광통신 환경에 기초하여 상기 제2 카메라의 셔터 스피드 및 초점 거리를 변경하도록 구성되는,
통신 제어 장치.
10. The method of claim 9,
The processor is
configured to change a shutter speed and a focal length of the second camera based on the determined optical communication environment when the second camera is activated,
communication control unit.
 제9항에 있어서,
상기 프로세서는,
상기 광 검출기가 활성화되는 경우, 상기 판단된 광통신 환경에 기초하여 상기 광 검출기의 초점 거리 및 신호 샘플링 레이트를 변경하도록 구성되는,
통신 제어 장치.
10. The method of claim 9,
The processor is
configured to, when the photodetector is activated, change a focal length and a signal sampling rate of the photodetector based on the determined optical communication environment;
communication control unit.
 광통신 환경에 따라 통신 방식을 조절하는 통신 제어 장치로서,
적어도 하나의 프로세서; 및
상기 프로세서와 동작 가능하게 연결되고, 상기 프로세서에서 수행되는 적어도 하나의 코드를 저장하는 메모리를 포함하고,
상기 메모리는 상기 프로세서를 통해 실행될 때, 상기 프로세서로 하여금,
제1 프레임 레이트의 제1 카메라를 이용하여 광신호를 포함한 이미지를 수신하고, 상기 이미지에 기초하여 광통신 환경을 판단하고, 판단된 광통신 환경에 기초하여 제2 프레임 레이트의 제2 카메라 및 광 검출기 중 하나를 활성화시키며, 상기 이미지를 수신하는 단계 이후에, 상기 광신호에 기초하여 제1 타입의 정보를 추출하고, 판단된 광통신 환경에 기초하여 제2 프레임 레이트의 카메라 및 광 검출기 중 하나를 활성화한 이후, 상기 제2 프레임 레이트의 카메라가 활성화된 경우, 상기 제2 프레임 레이트의 카메라에 의해 수신되는 이미지에 기초하여 제2 타입의 정보를 추출하고, 상기 광 검출기가 활성화된 경우, 상기 광 검출기에 의해 수신되는 광신호에 의해 제2 타입의 정보를 추출하며, 상기 제1 프레임 레이트는 상기 제2 프레임 레이트보다 저속이고, 상기 제1 타입 정보는 제1 사이즈 이하의 데이터로, 상기 광신호를 발송한 디바이스의 식별 번호 또는 상기 디바이스의 위치 정보를 포함하며, 상기 제2 타입 정보는 제2 사이즈 이상의 데이터로, 상기 디바이스의 운행과 관련된 정보 또는 상기 디바이스의 안전과 관련된 정보를 포함하고, 상기 통신 제어 장치는, 상기 이미지 수신 이후 상기 광 검출기가 활성화되는 경우, 상기 판단된 광통신 환경에 기초하여 상기 광 검출기의 초점 거리 및 신호 샘플링 레이트를 변경하기 위한 코드를 저장하는,
통신 제어 장치.
A communication control device for adjusting a communication method according to an optical communication environment, comprising:
at least one processor; and
a memory operatively coupled to the processor and storing at least one code executed by the processor;
The memory, when executed by the processor, causes the processor to:
Receive an image including an optical signal by using a first camera of a first frame rate, determine an optical communication environment based on the image, and among a second camera and a photodetector of a second frame rate based on the determined optical communication environment After activating one and receiving the image, information of a first type is extracted based on the optical signal, and one of a camera and a photodetector of a second frame rate is activated based on the determined optical communication environment. Then, when the camera of the second frame rate is activated, information of the second type is extracted based on the image received by the camera of the second frame rate, and when the photo detector is activated, the extracts a second type of information from an optical signal received by the It includes an identification number of a device or location information of the device, and the second type information is data of a second size or larger, and includes information related to operation of the device or information related to safety of the device, and the communication control the device is configured to store a code for changing a focal length and a signal sampling rate of the photodetector based on the determined optical communication environment when the photodetector is activated after receiving the image;
communication control unit.
 삭제delete 삭제delete 제17항에 있어서,
상기 메모리는 상기 프로세서를 통해 실행될 때, 상기 프로세서로 하여금,
상기 제1 카메라로 수신된 광신호를 S2-PSK 방식에 따라 복조하고,
상기 제2 카메라가 활성화되는 경우, 상기 제2 프레임 레이트의 카메라로 수신된 이미지로부터의 광신호를 제2 주파수 대역의 OFDM 신호 복조 방식으로 복조하도록 야기하는 코드를 더 저장하는,
통신 제어 장치.
18. The method of claim 17,
The memory, when executed by the processor, causes the processor to:
Demodulating the optical signal received by the first camera according to the S2-PSK method,
further storing a code causing, when the second camera is activated, to demodulate an optical signal from an image received by the camera of the second frame rate in an OFDM signal demodulation scheme of a second frequency band;
communication control unit.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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KR20190122852A (en) * 2017-03-16 2019-10-30 국민대학교산학협력단 Hybrid OCC and LIFI System

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