KR102506809B1 - 무선 광통신 기반 장치 - Google Patents

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KR102506809B1
KR102506809B1 KR1020210112046A KR20210112046A KR102506809B1 KR 102506809 B1 KR102506809 B1 KR 102506809B1 KR 1020210112046 A KR1020210112046 A KR 1020210112046A KR 20210112046 A KR20210112046 A KR 20210112046A KR 102506809 B1 KR102506809 B1 KR 102506809B1
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고영채
김종민
이주형
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고려대학교 산학협력단
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Abstract

본 개시의 몇몇 실시예에 따른 무선 광통신 기반 장치에 있어서, 무선 광통신 기반 장치는, 광을 출력하는 광원; 상기 광을 적어도 하나의 방향으로 출력하는 광 서큘레이터; 상기 광 서큘레이터를 통해 출력된 상기 광을 평행 광선으로 변환하여 출력하는 시준기; 평행 광선으로 변환된 상기 광을 반사하여 외부 기기로 전달 및 상기 외부 기기로부터 반사 광을 수신하는 광 조정기 -상기 반사 광은 상기 외부 기기에서 상기 광이 역반사되어 출력된 광임-; 상기 반사 광을 전기적인 신호로 변환시켜 광신호를 생성하는 광 검출기; 및 상기 광신호를 분석하여 상기 반사 광의 세기를 획득하고, 상기 반사 광의 세기 값에 기초하여 상기 외부 기기의 중심 좌표 정보를 산출하는 제어부;를 포함할 수 있다.

Description

무선 광통신 기반 장치{APPARATUS BASED ON WIRELESS OPTICAL COMMUNICATION}
본 개시는 무선 광통신 기반 장치에 관한 것으로, 보다 구체적으로, 빔을 정렬하기 위한 무선 광통신 기반 장치 및 방법에 관한 것이다.
무선 광통신 기술은 기존의 무선 주파수(RF: radio frequency) 통신과 다르게 주파수 사용권 문제가 없고 광통신의 장점인 고속의 통신 속도, 안전성, 보안성이 보장되는 기술이다. 장거리 비 지상 통신에서 무선 광통신을 사용하면 적은 송신 파워로도 높은 신호잡음비(SNR: signal-to-ratio)를 얻을 수 있다.
이러한 무선 광통신 기술은 빔의 너비가 좁아 송신단과 수신단을 정렬하지 않으면 빔이 정렬되지 않아 광통신이 원활하게 이루어지지 않는다는 문제가 있다.
따라서, 무선 광통신 기술은 송신단과 수신단을 정렬하여 빔이 정렬되도록 하는 장치 및 방법에 대한 개발의 필요성이 존재한다.
대한민국 등록특허 제10-1960699호(2019.03.15. 등록)
본 개시는 전술한 배경 기술에 대응하여 안출된 것으로, 빔을 정렬하기 위한 무선 광통신 기반 장치 및 방법을 제공하기 위함이다.
본 개시의 기술적 과제들은 이상에서 언급한 기술적 과제로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 기술적 과제들은 아래의 기재로부터 당업자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.
전술한 과제를 해결하기 위한 무선 광통신 기반 장치로서, 광을 출력하는 광원; 상기 광을 적어도 하나의 방향으로 출력하는 광 서큘레이터; 상기 광 서큘레이터를 통해 출력된 상기 광을 평행 광선으로 변환하여 출력하는 시준기; 평행 광선으로 변환된 상기 광을 반사하여 외부 기기로 전달 및 상기 외부 기기로부터 반사 광을 수신하는 광 조정기 -상기 반사 광은 상기 외부 기기에서 상기 광이 역반사되어 출력된 광임-; 상기 반사 광을 전기적인 신호로 변환시켜 광신호를 생성하는 광 검출기; 및 상기 광신호를 분석하여 상기 반사 광의 세기를 획득하고, 상기 반사 광의 세기 값에 기초하여 상기 외부 기기의 중심 좌표 정보를 산출하는 제어부;를 포함할 수 있다.
대안적으로, 상기 중심 좌표 정보는, 길이 정보 및 각도 정보를 포함하는 극좌표로 표현될 수 있다.
대안적으로, 상기 제어부는, 상기 광 조정기를 제어하여 상기 광의 도달 지점을 변경시켜 획득된 복수의 반사 광의 세기 값에 기초하여 상기 중심 좌표 정보에 포함된 상기 길이 정보 및 상기 각도 정보를 결정할 수 있다.
대안적으로, 상기 제어부는, 상기 외부 기기가 존재하는 위치에 대한 정보에 기초하여 영역 정보를 결정하고, 상기 영역 정보에 기초하여 상기 광 조정기를 제어하여 상기 광의 도달 지점을 변경시키고, 상기 광의 도달 지점을 변경시키는 것과 연동하여 복수의 제 1 지점 각각에서의 복수의 제 1 반사 광의 세기 값을 획득하고, 그리고 상기 복수의 제 1 반사 광의 세기 값 중 가장 큰 세기 값을 가지는 지점의 제 1 각도 좌표 정보를 상기 각도 정보로 결정할 수 있다.
대안적으로, 상기 영역 정보는, 상기 광의 도달 지점을 결정하기 위한 중심 지점 정보 및 예비 길이 정보 중 적어도 하나를 포함할 수 있다.
대안적으로, 상기 복수의 제 1 지점 각각은, 상기 중심 지점 정보 및 상기 예비 길이 정보에 기초하여 생성되는 원의 궤적 상에 존재할 수 있다.
대안적으로, 상기 중심 지점 정보는, 상기 원의 중심점에 대한 정보를 포함하고, 상기 예비 길이 정보는, 상기 원의 반지름에 대한 정보를 포함할 수 있다.
대안적으로, 상기 제어부는, 상기 각도 정보가 결정된 경우, 복수의 제 2 지점 각각에 상기 광이 도달하도록 상기 광 조정기를 제어하고, 상기 광의 도달 지점을 변경시키는 것과 연동하여 상기 복수의 제 2 지점 각각에서의 복수의 제 2 반사 광의 세기 값을 획득하고, 그리고 상기 복수의 제 2 반사 광의 세기 값 중 가장 큰 세기 값을 가지는 지점의 길이 값을 상기 길이 정보로 결정할 수 있다.
대안적으로, 상기 복수의 제 2 지점 각각은, 상기 제 1 각도 좌표 정보에 기초하여 생성된 직선의 궤적 상에 존재할 수 있다.
대안적으로, 상기 외부 기기는, 상기 광의 반사 및 상기 반사 광을 상기 광 조정기에 전달하는 빔 분리기; 및 상기 빔 분리기에서 반사된 상기 광을 역반사하여 상기 반사 광을 출력하는 역반사체;를 포함할 수 있다.
전술한 과제를 해결하기 위한 무선 광통신 기반 장치를 이용한 빔을 정렬하는 방법에 있어서, 무선 광통신 기반 장치를 이용한 빔을 정렬하는 방법은 광원에 의해 광을 출력하는 단계; 광 서큘레이터에 의해 상기 광을 적어도 하나의 방향으로 출력하는 단계; 시준기에 의해 상기 광 서큘레이터를 통해 출력된 상기 광을 평행 광선으로 변환하여 출력하는 단계; 광 조정기에 의해 평행 광선으로 변환된 상기 광을 반사하여 외부 기기로 전달 및 상기 외부 기기로부터 반사 광을 수신하는 단계 -상기 반사 광은 상기 외부 기기에서 상기 광이 역반사되어 출력된 광임-; 광 검출기에 의해 상기 반사 광을 전기적인 신호로 변환시켜 광신호를 생성하는 단계; 및 제어부에 의해 상기 광신호를 분석하여 상기 반사 광의 세기를 획득하고, 상기 반사 광의 세기 값에 기초하여 상기 외부 기기의 중심 좌표 정보를 산출하는 단계;를 포함할 수 있다.
본 개시는 외부 기기의 중심 좌표 정보를 산출하여 빔을 정렬함으로써, 광통신이 원활하게 이루어질 수 있다.
본 개시에서 얻을 수 있는 효과는 이상에서 언급한 효과로 제한되지 않으며, 언급하지 않은 또 다른 효과들은 아래의 기재로부터 본 개시가 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.
다양한 양상들이 이제 도면들을 참조로 기재되며, 여기서 유사한 참조 번호들은 총괄적으로 유사한 구성요소들을 지칭하는데 이용된다. 이하의 실시예에서, 설명 목적을 위해, 다수의 특정 세부사항들이 하나 이상의 양상들의 총체적 이해를 제공하기 위해 제시된다. 그러나, 그러한 양상(들)이 이러한 구체적인 세부사항들 없이 실시될 수 있음은 명백할 것이다.
도 1은 본 개시의 몇몇 실시예에 따른 무선 광통신 기반 장치 및 외부 기기의 일례를 설명하기 위한 도면이다.
도 2는 본 개시의 몇몇 실시예에 따른 무선 광통신 기반 장치를 이용한 빔을 정렬하는 방법의 일례를 설명하기 위한 도면이다.
도 3은 본 개시의 몇몇 실시예에 따른 무선 광통신 기반 장치를 이용한 빔을 정렬하는 방법의 일례를 설명하기 위한 흐름도이다.
도 4는 본 개시의 몇몇 실시예에 따른 무선 광통신 기반 장치를 이용하여 외부 기기의 중심 좌표 정보 중에서 각도 정보를 산출하는 방법의 일례를 설명하기 위한 도면이다.
도 5는 본 개시의 몇몇 실시예에 따른 무선 광통신 기반 장치를 이용하여 외부 기기의 중심 좌표 정보 중에서 각도 정보를 산출하는 방법의 일례를 설명하기 위한 흐름도이다.
도 6은 본 개시의 몇몇 실시예에 따른 무선 광통신 기반 장치를 이용하여 외부 기기의 중심 좌표 정보 중에서 길이 정보를 산출하는 방법의 일례를 설명하기 위한 도면이다.
도 7은 본 개시의 몇몇 실시예에 따른 무선 광통신 기반 장치를 이용하여 외부 기기의 중심 좌표 정보 중에서 길이 정보를 산출하는 방법의 일례를 설명하기 위한 흐름도이다.
도 8은 본 개시의 몇몇 실시예에 따른 무선 광통신 기반 장치를 통해 측정된 광의 도달 지점의 제 1 각도에 따른 제 1 반사 광의 세기 값을 나타낸 도면이다.
도 9는 본 개시의 몇몇 실시예에 따른 무선 광통신 기반 장치를 통해 측정된 원의 중심점에서의 길이에 따른 제 2 반사 광의 세기 값을 나타낸 도면이다.
도 10은 본 개시의 몇몇 실시예에 따른 무선 광통신 기반 장치를 통해 산출된 외부 기기의 중심 좌표 및 외부 기기의 실제 중심 좌표를 나타낸 도면이다.
도 11은 본 개시의 몇몇 실시예에 따른 무선 광통신 기반 장치를 통해 백색 가우시안 노이즈의 값별로 측정된 신호대잡음비에 따른 평균 거리 차이를 나타낸 도면이다.
다양한 실시예들 및/또는 양상들이 이제 도면들을 참조하여 개시된다. 하기 설명에서는 설명을 목적으로, 하나 이상의 양상들의 전반적 이해를 돕기 위해 다수의 구체적인 세부사항들이 개시된다. 그러나, 이러한 양상(들)은 이러한 구체적인 세부사항들 없이도 실행될 수 있다는 점 또한 본 개시의 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 감지될 수 있을 것이다. 이후의 기재 및 첨부된 도면들은 하나 이상의 양상들의 특정한 예시적인 양상들을 상세하게 기술한다. 하지만, 이러한 양상들은 예시적인 것이고 다양한 양상들의 원리들에서의 다양한 방법들 중 일부가 이용될 수 있으며, 기술되는 설명들은 그러한 양상들 및 그들의 균등물들을 모두 포함하고자 하는 의도이다. 구체적으로, 본 명세서에서 사용되는 "실시예", "예", "양상", "예시" 등은 기술되는 임의의 양상 또는 설계가 다른 양상 또는 설계들보다 양호하다거나, 이점이 있는 것으로 해석되지 않을 수도 있다.
이하, 도면 부호에 관계없이 동일하거나 유사한 구성 요소는 동일한 참조 번호를 부여하고 이에 대한 중복되는 설명은 생략한다. 또한, 본 명세서에 개시된 실시예를 설명함에 있어서 관련된 공지 기술에 대한 구체적인 설명이 본 명세서에 개시된 실시예의 요지를 흐릴 수 있다고 판단되는 경우 그 상세한 설명을 생략한다. 또한, 첨부된 도면은 본 명세서에 개시된 실시예를 쉽게 이해할 수 있도록 하기 위한 것일 뿐, 첨부된 도면에 의해 본 명세서에 개시된 기술적 사상이 제한되지 않는다.
다른 정의가 없다면, 본 명세서에서 사용되는 모든 용어(기술 및 과학적 용어를 포함)는 본 개시가 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 공통적으로 이해될 수 있는 의미로 사용될 수 있을 것이다. 또 일반적으로 사용되는 사전에 정의되어 있는 용어들은 명백하게 특별히 정의되어 있지 않는 한 이상적으로 또는 과도하게 해석되지 않는다.
더불어, 용어 “또는”은 배타적 “또는”이 아니라 내포적 “또는”을 의미하는 것으로 의도된다. 즉, 달리 특정되지 않거나 문맥상 명확하지 않은 경우에, “X는 A 또는 B를 이용한다”는 자연적인 내포적 치환 중 하나를 의미하는 것으로 의도된다. 즉, X가 A를 이용하거나; X가 B를 이용하거나; 또는 X가 A 및 B 모두를 이용하는 경우, “X는 A 또는 B를 이용한다”가 이들 경우들 어느 것으로도 적용될 수 있다. 또한, 본 명세서에 사용된 “및/또는”이라는 용어는 열거된 관련 아이템들 중 하나 이상의 아이템의 가능한 모든 조합을 지칭하고 포함하는 것으로 이해되어야 한다.
또한, "포함한다" 및/또는 "포함하는"이라는 용어는, 해당 특징 및/또는 구성요소가 존재함을 의미하지만, 하나 이상의 다른 특징, 구성요소 및/또는 이들의 그룹의 존재 또는 추가를 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다. 또한, 달리 특정되지 않거나 단수 형태를 지시하는 것으로 문맥상 명확하지 않은 경우에, 본 명세서와 청구범위에서 단수는 일반적으로 "하나 또는 그 이상"을 의미하는 것으로 해석되어야 한다.
그리고, "A 또는 B 중 적어도 하나"이라는 용어는, "A만을 포함하는 경우", "B 만을 포함하는 경우", "A와 B의 구성으로 조합된 경우"를 의미하는 것으로 해석되어야 한다.
어떤 구성 요소가 다른 구성 요소에 "연결되어" 있다거나 "접속되어" 있다고 언급된 때에는, 그 다른 구성 요소에 직접적으로 연결되어 있거나 또는 접속되어 있을 수도 있지만, 중간에 다른 구성 요소가 존재할 수도 있다고 이해되어야 할 것이다. 반면에, 어떤 구성 요소가 다른 구성 요소에 "직접 연결되어" 있다거나 "직접 접속되어"있다고 언급된 때에는, 중간에 다른 구성 요소가 존재하지 않는 것으로 이해되어야 할 것이다.
이하의 설명에서 사용되는 구성 요소에 대한 접미사 "모듈" 및 "부"는 명세서 작성의 용이함만이 고려되어 부여되거나 혼용되는 것으로서 그 자체로 서로 구별되는 의미 또는 역할을 갖는 것은 아니다.
본 개시의 목적 및 효과, 그리고 그것들을 달성하기 위한 기술적 구성들은 첨부되는 도면과 함께 상세하게 후술되어 있는 실시예들을 참조하면 명확해질 것이다. 본 개시를 설명하는데 있어서 공지 기능 또는 구성에 대한 구체적인 설명이 본 개시의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명을 생략할 것이다. 그리고 후술되는 용어들은 본 개시에서의 기능을 고려하여 정의된 용어들로써 이는 사용자, 운용자의 의도 또는 관례 등에 따라 달라질 수 있다.
그러나 본 개시는 이하에서 개시되는 실시예들에 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 구현될 수 있다. 단지 본 실시예들은 본 개시가 완전하도록 하고, 본 개시가 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 개시의 범주를 완전하게 알려주기 위해 제공되는 것이며, 본 개시는 청구항의 범주에 의해 정의될 뿐이다. 그러므로 그 정의는 본 명세서 전반에 걸친 내용을 토대로 내려져야 할 것이다.
본 개시의 몇몇 실시예에 따른 무선 광통신 기반 장치는, 외부 기기의 중심 좌표 정보를 산출하여 빔을 정렬할 수 있는 무선 광통신 기반 장치를 의미할 수 있다. 다만, 이에 한정되지 않는다.
도 1은 본 개시의 몇몇 실시예에 따른 무선 광통신 기반 장치 및 외부 기기의 일례를 설명하기 위한 도면이다. 도 2는 본 개시의 몇몇 실시예에 따른 무선 광통신 기반 장치를 이용한 빔을 정렬하는 방법의 일례를 설명하기 위한 도면이다.
도 1을 참조하면, 무선 광통신 기반 장치(100)는 광원(110), 광 서큘레이터(120), 시준기(130), 광 조정기(140), 광 검출기(150) 및 제어부(160)를 포함할 수 있다. 그리고, 외부 기기(200)는 빔 분리기(210), 역반사체(220) 및 시준기(230)를 포함할 수 있다.
다만, 상술한 구성요소는 무선 광통신 기반 장치(100) 또는 외부 기기(200)를 구현하는데 있어서 필수적인 것은 아니며, 무선 광통신 기반 장치(100) 및 외부 기기(200)는 위에 열거된 구성요소들보다 많거나, 또는 적은 구성요소들을 가질 수 있다.
먼저 무선 광통신 기반 장치(100)를 보면, 광원(110)은 광을 출력할 수 있다. 구체적으로, 광원(110)은 일정한 범위의 파장 대역을 가지는 광을 출력할 수 있다. 예를 들어, 광원(110)은 적외선 파장 대역을 가지는 광을 출력할 수 있다. 그리고, 광원(110)은 광의 세기가 일정한 분포를 가지도록 광을 출력할 수 있다. 예를 들어, 광원(110)은 광의 세기가 가우시안 분포를 가지는 광을 출력할 수 있다. 한편, 광원(110)은 광을 출력하기 위한 적어도 하나의 레이저를 포함할 수 있으나, 이에 한정되지 않는다.
광 서큘레이터(120)는 광원(110)에서 출력된 광을 적어도 하나의 방향으로 출력할 수 있다. 예를 들어, 광 서큘레이터(120)는 광원(110)에서 출력된 광을 수신하고, 수신된 광을 내부에서 반사시켜 시준기(130)에 대응되는 방향으로 출력할 수 있다.
시준기(130)는 광 서큘레이터(120)를 통해 출력된 광을 평행 광선으로 변환하여 출력할 수 있다. 예를 들어, 시준기(130)는 광 서큘레이터(120)를 통해 출력된 광을 수신하고, 수신된 광을 시준기(130)의 내부에 포함된 렌즈를 통해 평행 광선으로 변환하여 출력할 수 있다.
광 조정기(140)는 시준기(130)를 통해 평행 광선으로 변환된 광을 반사하여 외부 기기(200)로 전달할 수 있다. 구체적으로, 광 조정기(140)는 평행 광선으로 변환된 광을 반사하여 외부 기기(200)의 빔 분리기(210)에 전달할 수 있다.
여기서, 외부 기기(200)를 보면, 빔 분리기(210)는 전달된 광의 일부분은 반사시켜 역반사체(220)에 전달하고, 반사되지 않은 광의 다른 부분은 통과시켜 외부 기기(200)의 시준기(230)에 전달할 수 있다. 외부 기기(200)의 시준기(230)는 전달된 광을 평행 광선으로 변환하여 출력하고, 광을 다른 외부 기기로 전달할 수도 있다. 그리고, 빔 분리기(210)는 역반사체(220)를 통해 출력된 반사 광을 광 조정기(140)에 출력할 수 있다. 역반사체(220)는 빔 분리기(210)에서 반사된 광을 역반사하여 반사 광을 출력할 수 있다.
다시 무선 광통신 기반 장치(100)를 보면, 광 조정기(140)는 외부 기기(200)로부터 반사 광을 수신할 수 있다.
따라서, 무선 광통신 기반 장치(100)는 외부 기기(200)의 역반사체(220)를 통해 출력된 반사 광을 광 조정기(140)를 통해 전달받아 외부 기기(200)에서 수신되는 광의 세기를 실시간으로 파악할 수 있다.
광 검출기(150)는 반사 광을 전기적인 신호로 변환시켜 광신호를 생성할 수 있다. 구체적으로, 광 검출기(150)는 반사 광의 세기를 전기적인 신호로 변환시켜 반사 광의 세기를 포함하는 광신호를 생성할 수 있다.
제어부(160)는 광신호를 분석하여 반사 광의 세기를 획득하고, 반사 광의 세기 값에 기초하여 외부 기기(200)의 중심 좌표 정보를 산출할 수 있다. 구체적으로, 중심 좌표 정보는 길이 정보 및 각도 정보를 포함하는 극좌표로 표현될 수 있다. 극좌표는 임의의 점의 위치를 원점으로부터의 거리와 방향으로 나타낸 좌표일 수 있다.
한편, 도 2를 참조하면, 무선 광통신 기반 장치(100)의 제어부(160)는 광 조정기(140)를 제어하여 광의 도달 지점(20)을 변경시켜 획득된 복수의 반사 광의 세기 값에 기초하여 중심 좌표 정보에 포함된 길이 정보 및 각도 정보를 결정할 수 있다. 광의 도달 지점(20)은 X축 및 Y축으로 형성된 평면 상에 존재할 수 있다. 다만, 이에 한정되지 않고, 공간 상에서 존재할 수도 있다. 그리고, 광의 영역은 광의 퍼짐 성질로 인하여 광의 도달 지점(20)을 기준으로 일정 크기로 형성될 수 있다.
한편, 제어부(160)는 외부 기기(200)가 존재하는 위치에 대한 정보에 기초하여 영역 정보를 결정할 수 있다. 구체적으로, 제어부(160)는 외부 기기(200)가 존재하는 위치에 대한 정보를 외부 기기(200)에 포함된 위치 정보 센서(미도시)를 통해 획득할 수 있다. 예를 들어, 위치 정보 센서(미도시)는 GPS(Global Positioning System) 센서, Wi-Fi(Wireless Fidelity) 센서 또는 Glonass(Global Navigation Satellite System) 센서 중 적어도 하나를 포함할 수 있다. 다만, 이에 한정되지 않는다. 영역 정보는 외부 기기(200)가 존재하는 위치를 기준으로 형성되는 일정 영역(10)에 대한 정보를 포함할 수 있다. 영역 정보는 광의 도달 지점(20)을 결정하기 위한 중심 지점 정보, 예비 길이 정보 및 예비 각도 정보 중 적어도 하나를 포함할 수 있다. 중심 지점 정보는 영역(10)의 중심점(11)에 대한 정보를 포함할 수 있다. 예비 길이 정보는 중심점(11)으로부터의 예비 길이(12)에 대한 정보를 포함할 수 있다. 예비 각도 정보는 중심 지점(11)을 기준으로 X축과 예비 길이(12) 사이의 예비 각도(13)에 대한 정보를 포함할 수 있다.
한편, 무선 광통신 기반 장치(100)는 z축(미도시)으로 광의 세기가 가우시안 분포를 가지는 광을 외부 기기(200)에 전달할 수 있다. 그리고, 무선 광통신 기반 장치(100)는 외부 기기(200)로부터 광을 역반사한 반사 광을 수신하면 반사 광의 세기를 획득할 수 있다. 반사 광의 세기는 광과 외부 기기(200)의 광의 수신부의 영역과 겹치는 부분일 수 있다. 여기서, 외부 기기(200)의 광의 수신부는 빔 분리기(210)를 포함할 수 있다. 반사 광의 세기는 아래의 수학식 1일 수 있다.
Figure 112021097917101-pat00001
여기서,
Figure 112021097917101-pat00002
는 무선 광통신 기반 장치(100)의
Figure 112021097917101-pat00003
좌표에서의 광의 세기에 대한 확률 분포 함수이고,
Figure 112021097917101-pat00004
은 외부 기기(200)의 광의 수신부가 존재하는 영역을 의미한다. 원통형 좌표계 상에서 외부 기기(200)의 광의 수신부에 도달하는 영역 내의 광의 세기 밀도함수를 적분하면 총 수신된 광의 세기가 계산된다.
이때,
Figure 112021097917101-pat00005
는 광의 세기가 2차원 가우시안 분포를 가지며 채널을 거치고 백색 가우시안 노이즈가 더해진다고 가정하면 아래의 수학식 2일 수 있다.
Figure 112021097917101-pat00006
여기서,
Figure 112021097917101-pat00007
는 대기 채널에 의한 세기 감쇠를 나타내고,
Figure 112021097917101-pat00008
은 백색 가우시안 노이즈를 의미한다.
2차원 가우시안 세기의 파워 분포
Figure 112021097917101-pat00009
는 아래의 수학식 3일 수 있다.
Figure 112021097917101-pat00010
여기서,
Figure 112021097917101-pat00011
일 때
Figure 112021097917101-pat00012
위치에서 광의 세기의 밀도 분포 함수를 알 수 있으며,
Figure 112021097917101-pat00013
에서의 광의 크기
Figure 112021097917101-pat00014
는 아래의 수학식 4일 수 있다.
Figure 112021097917101-pat00015
여기서,
Figure 112021097917101-pat00016
는
Figure 112021097917101-pat00017
에서 광의 크기를 의미하며,
Figure 112021097917101-pat00018
는 빔의 파장을 나타낸다.
무선 광통신 기반 장치(100)는 수학식 1, 수학식 2, 수학식 3 및 수학식 4를 통해 외부 기기(200)에서 수신하는 광의 세기를 계산할 수 있다.
도 1 및 2에서 상술한 몇몇 실시예와 같이, 무선 광통신 기반 장치(100)는 광을 출력하여 외부 기기(200)에 전달하고, 외부 기기(200)에서 역반사되어 출력되는 반사 광을 수신하여 외부 기기(200)에서 수신되는 광의 세기를 실시간으로 파악할 수 있다.
한편, 무선 광통신 기반 장치(100)에서 외부 기기(200)의 중심 좌표 정보를 산출하는 구체적인 방법에 대해서 도 3 내지 도 8을 참조하여 후술한다.
도 3은 본 개시의 몇몇 실시예에 따른 무선 광통신 기반 장치를 이용한 빔을 정렬하는 방법의 일례를 설명하기 위한 흐름도이다.
도 3을 참조하면, 무선 광통신 기반 장치(100)는 광원(110)에 의해 광을 출력할 수 있다(S110).
구체적으로, 무선 광통신 기반 장치(100)는 광원(110)을 통해 적외선 파장 대역을 가지는 광을 출력할 수 있다. 따라서, 무선 광통신 기반 장치(100)는 짧은 파장을 가진 적외선 파장 대역의 광을 출력함으로써, 출력된 광이 외부 기기(200)에 반사되어 돌아오는 경우에 생기는 왜곡이 다른 파장 대역에 비해서 적게 생성될 수 있다.
무선 광통신 기반 장치(100)는 광 서큘레이터(120)에 의해 광을 적어도 하나의 방향으로 출력할 수 있다(S120).
구체적으로, 무선 광통신 기반 장치(100)는 광 서큘레이터(120)를 이용하여 광의 세기, 주파수, 위상, 편광 상태 및 진행 방향 중 적어도 하나를 변환하여 출력할 수 있다. 예를 들어, 무선 광통신 기반 장치(100)는 광 서큘레이터(120)를 이용하여 광원(110)에서 출력된 광을 시준기(130)에 대응되는 방향으로 출력할 수 있다. 다른 예를 들어, 무선 광통신 기반 장치(100)는 광 서큘레이터(120)를 이용하여 외부 기기(200)로부터 수신한 반사 광을 광 검출기(150)에 대응되는 방향으로 출력할 수 있다.
무선 광통신 기반 장치(100)는 시준기(130)에 의해 광을 평행 광선으로 변환하여 출력할 수 있다(S130).
구체적으로, 무선 광통신 기반 장치(100)는 수신된 광을 시준기(130)를 통해 굴절 또는 반사시켜서 렌즈를 통과하도록 하여 평행 광선으로 변환하여 출력할 수 있다.
무선 광통신 기반 장치(100)는 광 조정기(140)에 의해 평행 광선으로 변환된 광을 반사하여 외부 기기(200)로 전달 및 외부 기기(200)로부터 반사 광을 수신할 수 있다(S140).
구체적으로, 무선 광통신 기반 장치(100)는 광 조정기(140)를 이용하여 평행 광선으로 변환된 광을 반사하여 외부 기기(200)의 빔 분리기(210)에 전달할 수 있다. 그리고, 무선 광통신 기반 장치(100)는 광 조정기(140)를 통해 외부 기기(200)의 빔 분리기(210)에서 반사된 반사 광을 실시간으로 수신할 수 있다.
무선 광통신 기반 장치(100)는 광 검출기(150)에 의해 반사 광을 전기적인 신호로 변환시켜 광신호를 생성할 수 있다(S150).
구체적으로, 무선 광통신 기반 장치(100)는 광 검출기(150)를 이용하여 반사 광의 세기를 전기적인 신호로 변환시켜 반사 광의 세기를 포함하는 광신호를 생성할 수 있다.
무선 광통신 기반 장치(100)는 제어부(160)에 의해 광신호를 분석하여 반사 광의 세기를 획득하고, 반사 광의 세기 값에 기초하여 외부 기기(200)의 중심 좌표 정보를 산출할 수 있다(S160).
구체적으로, 중심 좌표 정보는 길이 정보 및 각도 정보를 포함하는 극좌표로 표현될 수 있다. 극좌표는 임의의 점의 위치를 원점으로부터의 거리와 방향으로 나타낸 좌표일 수 있다.
한편, 무선 광통신 기반 장치(100)는 제어부(160)를 통해 광 조정기(140)를 제어하여 광의 도달 지점(20)을 변경시켜 획득된 복수의 반사 광의 세기 값에 기초하여 중심 좌표 정보에 포함된 길이 정보 및 각도 정보를 결정할 수 있다. 광의 도달 지점(20)은 X축 및 Y축으로 형성된 평면 상에 존재할 수 있다. 다만, 이에 한정되지 않고, 공간 상에서 존재할 수도 있다. 그리고, 광의 영역은 광의 퍼짐 성질로 인하여 광의 도달 지점(20)을 기준으로 일정 크기로 형성될 수 있다.
한편, 무선 광통신 기반 장치(100)에서 반사 광의 세기 값에 기초하여 외부 기기(200)의 중심 좌표 정보 중에서 각도 정보를 결정하는 방법에 대한 자세한 설명은 도 4 및 5을 참조하여 후술한다.
도 4는 본 개시의 몇몇 실시예에 따른 무선 광통신 기반 장치를 이용하여 외부 기기의 중심 좌표 정보 중에서 각도 정보를 산출하는 방법의 일례를 설명하기 위한 도면이다. 도 5는 본 개시의 몇몇 실시예에 따른 무선 광통신 기반 장치를 이용하여 외부 기기의 중심 좌표 정보 중에서 각도 정보를 산출하는 방법의 일례를 설명하기 위한 흐름도이다.
도 4 및 5를 참조하면, 제어부(160)는 외부 기기(200)가 존재하는 위치에 대한 정보에 기초하여 영역 정보를 결정할 수 있다(S161).
구체적으로, 제어부(160)는 외부 기기(200)가 존재하는 위치에 대한 정보를 외부 기기(200)에 포함된 위치 정보 센서(미도시)를 통해 획득할 수 있다. 그리고, 영역 정보는 외부 기기(200)가 존재하는 위치를 기준으로 형성되는 일정 영역(10)에 대한 정보를 포함할 수 있다. 영역 정보는 광의 도달 지점(20)을 결정하기 위한 중심 지점 정보 및 예비 길이 정보 중 적어도 하나를 포함할 수 있다. 중심 지점 정보는 영역(10)의 중심점(11)에 대한 정보를 포함할 수 있다. 예비 길이 정보는 중심점(11)으로부터의 예비 길이(12)에 대한 정보를 포함할 수 있다.
제어부(160)는 영역 정보에 기초하여 광 조정기(140)를 제어하여 광의 도달 지점(20)을 변경시킬 수 있다(S162).
구체적으로, 제어부(160)는 영역 정보에 기초하여 광 조정기(140)의 각도 또는 위치를 제어하여 광의 도달 지점(20)을 변경시킬 수 있다. 예를 들어, 제어부(160)는 영역 정보에 기초한 영역(10) 내에서 광 조정기(140)의 각도 또는 위치를 제어하여 광의 도달 지점(20)을 특정 지점으로 변경시킬 수 있다.
제어부(160)는 광의 도달 지점을 변경시키는 것과 연동하여 복수의 제 1 지점(30) 각각에서의 복수의 제 1 반사 광의 세기 값을 획득할 수 있다(S163).
구체적으로, 복수의 제 1 지점(30) 각각은 중심 지점 정보 및 예비 길이 정보에 기초하여 생성되는 원의 궤적(14) 상에 존재할 수 있다. 여기서, 중심 지점 정보는 원의 중심점에 대한 정보를 포함할 수 있다. 그리고, 예비 길이 정보는 원의 반지름에 대한 정보를 포함할 수 있다. 예를 들어, 원의 중심점은 X축과 Y축이 만나는 지점일 수 있고, 원의 반지름은 원의 중심점으로부터 영역(10) 내에 존재하는 길이일 수 있다. 즉, 제어부(160)는 원의 궤적(14) 상에 존재하는 복수의 제 1 지점(30) 각각에서의 복수의 제 1 반사 광의 세기 값을 획득할 수 있다.
예를 들어, 제어부(160)는 영역(10)의 반지름이
Figure 112021097917101-pat00019
인 경우,
Figure 112021097917101-pat00020
의 반지름을 가지는 광의 영역으로 반지름이
Figure 112021097917101-pat00021
인 원의 궤적(14)을 따라 광의 도달 지점이 변경되도록 광 조정기(140)를 제어할 수 있다.
제어부(160)는 복수의 제 1 반사 광의 세기 값 중 가장 큰 세기 값을 가지는 지점의 제 1 각도 좌표 정보를 각도 정보로 결정할 수 있다(S164).
예를 들어, 제어부(160)는 영역(10)의 반지름이
Figure 112021097917101-pat00022
이고,
Figure 112021097917101-pat00023
의 반지름을 가지는 광의 영역으로 반지름이
Figure 112021097917101-pat00024
인 원의 궤적(14)을 따라 광의 도달 지점이 변경되도록 광 조정기(140)를 제어하는 경우, 반사 광의 세기는 아래의 수학식 5, 6, 7을 이용하여 계산될 수 있다.
Figure 112021097917101-pat00025
Figure 112021097917101-pat00026
Figure 112021097917101-pat00027
여기에서,
Figure 112021097917101-pat00028
의 범위 내에서
Figure 112021097917101-pat00029
일 수 있다.
Figure 112021097917101-pat00030
는
Figure 112021097917101-pat00031
각도에서의 반사 광의 세기를 수학식 1을 통해 계산한 결과일 수 있다. 수학식 6 및 7은 1차원 가우시안 데이터의 평균을 예측하는 방법으로부터 유도될 수 있다. 반사 광의 세기를 X축 방향과 Y축 방향을 수학식 6, 수학식 7에서 각각 구하고 수학식 5를 이용하여 외부 기기(200)의 각도 좌표 정보
Figure 112021097917101-pat00032
을 산출할 수 있다. 이와 같이 제어부(160)는 복수의 제 1 반사 광의 세기 값 중 가장 큰 세기 값을 가지는 지점의 제 1 각도 좌표 정보를 산출할 수 있다.
도 4 및 5에서 상술한 몇몇 실시예와 같이, 무선 광통신 기반 장치(100)의 제어부(160)는 복수의 제 1 반사 광의 세기 값 중 가장 큰 세기 값을 가지는 지점의 제 1 각도 좌표 정보를 먼저 결정할 수 있다.
한편, 무선 광통신 기반 장치(100)에서 결정된 각도 정보에 기초하여 외부 기기(200)의 중심 좌표 정보 중에서 길이 정보를 결정하는 방법에 대한 자세한 설명은 도 6 및 7을 참조하여 후술한다.
도 6은 본 개시의 몇몇 실시예에 따른 무선 광통신 기반 장치를 이용하여 외부 기기의 중심 좌표 정보 중에서 길이 정보를 산출하는 방법의 일례를 설명하기 위한 도면이다. 도 7은 본 개시의 몇몇 실시예에 따른 무선 광통신 기반 장치를 이용하여 외부 기기의 중심 좌표 정보 중에서 길이 정보를 산출하는 방법의 일례를 설명하기 위한 흐름도이다.
도 6 및 7을 참조하면, 무선 광통신 기반 장치(100)의 제어부(160)는 각도 정보가 결정된 경우, 복수의 제 2 지점(40) 각각에 광이 도달하도록 광 조정기(140)를 제어할 수 있다(S165).
제어부(160)는 광의 도달 지점(20)을 변경시키는 것과 연동하여 복수의 제 2 지점(40) 각각에서의 복수의 제 2 반사 광의 세기 값을 획득할 수 있다(S166).
구체적으로, 복수의 제 2 지점 각각은 제 1 각도 좌표 정보에 기초하여 생성된 직선의 궤적(15) 상에 존재할 수 있다. 즉, 제어부(160)는 광의 도달 지점(20)을 변경시키는 것과 연동하여 직선의 궤적(15) 상에 존재하는 복수의 제 2 지점(40) 각각에서의 복수의 제 2 반사 광의 세기 값을 획득할 수 있다.
제어부(160)는 복수의 제 2 반사 광의 세기 값 중 가장 큰 세기 값을 가지는 지점의 길이 값을 길이 정보로 결정할 수 있다(S167).
예를 들어, 제어부(160)는 광의 도달 지점(20)이
Figure 112021097917101-pat00033
의 각도인 직선의 궤적(15) 상에서 직선 방향으로 거리
Figure 112021097917101-pat00034
를 달리 하면서 복수의 제 2 지점(40)이 생성되는 경우에 길이 값
Figure 112021097917101-pat00035
은 아래의 수학식 8을 이용하여 계산될 수 있다.
Figure 112021097917101-pat00036
여기서,
Figure 112021097917101-pat00037
의 범위 내에서
Figure 112021097917101-pat00038
일 수 있다.
Figure 112021097917101-pat00039
는
Figure 112021097917101-pat00040
의 위치에서 반사 광의 세기를 수학식 1을 통해 계산한 결과일 수 있다. 따라서, 제어부(160)는 복수의 제 2 반사 광의 세기 값 중 가장 큰 세기 값을 가지는 지점의 길이 값을 산출하고, 산출된 길이 값을 길이 정보로 결정하여 외부 기기(200)의 중심 좌표 정보를 산출할 수 있다. 예를 들어, 제어부(160)는 중심 좌표 정보를 극좌표
Figure 112021097917101-pat00041
로 표현할 수 있다.
그리고, 제어부(160)는 산출된 중심 좌표 정보에 기초하여 외부 기기(200)에 광을 출력하도록 광원(110), 광 서큘레이터(120), 시준기(130), 광 조정기(140)를 조정할 수 있다. 또한, 제어부(160)는 예측 오차를 고려하여 광원(110)에서 출력되는 광을 제어할 수 있다. 예를 들어, 제어부(160)는 광의 도달 지점(20)을 기준으로 일정 크기로 형성되는 광의 영역이 외부 기기(200)의 빔 분리기(210)보다 더 크게 형성되도록 광원(110)의 제어할 수 있다.
도 6 및 7에서 상술한 몇몇 실시예와 같이, 무선 광통신 기반 장치(100)의 제어부(160)는 결정된 각도 정보에 기초하여 복수의 제 2 지점 각각에서의 복수의 제 2 반사 광의 세기 값을 산출하고, 복수의 제 2 반사 광의 세기 값 중 가장 큰 세기 값을 가지는 지점의 길이 값을 길이 정보로 결정하여 외부 기기(200)의 중심 좌표 정보를 산출할 수 있다.
도 1 내지 7에서 상술한 몇몇 실시예와 같이, 무선 광통신 기반 장치(100)는 반사 광의 세기 값에 기초하여 각도 정보를 먼저 결정하고, 각도 정보에 기초하여 길이 정보를 추후에 결정하는 방법을 통해 빔 정렬에 필요한 과정을 간소화할 수 있다. 또한, 무선 광통신 기반 장치(100)는 광의 세기가 가우시안 세기 분포를 가지는 것을 이용하여 광의 세기를 산출하여 채널과 노이즈의 영향이 존재하는 경우에도 커브 피팅 없이 외부 기기(200)의 위치를 예측할 수 있다. 그리고, 무선 광통신 기반 장치(100)는 광의 특성을 고려하여 실제 무선 광통신 기반 백홀 시스템에서 활용될 수 있다.
한편, 도 1 내지 7에서 상술한 무선 광통신 기반 장치(100)를 이용하여 외부 기기(200)의 중심 좌표 정보를 산출하는 실시예를 후술한다.
본 발명의 실시예로서 무선 광통신의 성능 분석시 대표적으로 채택되는 로그-노말 채널 모델을 적용하고, 백색 가우시안 노이즈가 존재하는 경우에 대하여 무선 광통신 기반 장치(100)를 이용하여 시뮬레이션을 진행하였다.
먼저 로그-노말 채널 모델의 채널
Figure 112021097917101-pat00042
에 대한 확률 밀도 함수
Figure 112021097917101-pat00043
는 아래의 수학식 9를 이용하여 계산될 수 있다.
Figure 112021097917101-pat00044
여기서,
Figure 112021097917101-pat00045
로 정규화하기 위해
Figure 112021097917101-pat00046
로 정의하며 이때
Figure 112021097917101-pat00047
은 Rytov variace라고 불리는 대기 환경에 따라 측정되는 변수이다.
실시예에서는
Figure 112021097917101-pat00048
의 값을 설정했다. 또한 백색 가우시안 노이즈
Figure 112021097917101-pat00049
은 평균이 0, 분산이
Figure 112021097917101-pat00050
인 가우시안 분포를 가진다. 특히 광의 세기를 1로 정규화하여
Figure 112021097917101-pat00051
로 계산할 수 있다. 앞서 정의한
Figure 112021097917101-pat00052
와
Figure 112021097917101-pat00053
을 수학식 2에 대입한다. 구체적인 변수 설정 값들은 아래의 표 1과 같다.
변수 값
Figure 112021097917101-pat00054
 10,20,30,40,50,60,70
Figure 112021097917101-pat00055
 0.3
신호대잡음비(SNR)(dB) 3,8,13,18,23,28
평균 계산을 위한 횟수(회) 10000
GPS로 얻어진 영역의 반지름
Figure 112021097917101-pat00056
 1m
수신 단 렌즈의 반지름
Figure 112021097917101-pat00057
 0.3m
수신단에서의 빔 크기
Figure 112021097917101-pat00058
Figure 112021097917101-pat00059
후술할 실시예는 전체 실시예 중에서,
Figure 112021097917101-pat00060
은 60, 신호대잡음비(SNR)는 28(dB)에서의 시뮬레이션 결과이다.
먼저 무선 광통신 기반 장치(100)를 이용한 광의 도달 지점의 제 1 각도에 따른 제 1 반사 광의 세기 값을 측정하였다. 도 8은 본 개시의 몇몇 실시예에 따른 무선 광통신 기반 장치를 통해 측정된 광의 도달 지점의 제 1 각도에 따른 제 1 반사 광의 세기 값을 나타낸 도면이다.
도 8을 참조하면, 무선 광통신 기반 장치(100)를 이용한 광의 도달 지점은 0~30도 사이에서 가장 높은 값을 가지는 것을 확인할 수 있고, 가장 높은 값을 가지는 제 1 각도 좌표 정보를 각도 정보로 결정하였다.
다음으로, 무선 광통신 기반 장치(100)를 통해 결정된 각도 정보에 기초하여 원의 중심점에서의 길이에 따른 제 2 반사광의 세기 값을 측정하였다. 도 9는 본 개시의 몇몇 실시예에 따른 무선 광통신 기반 장치를 통해 측정된 원의 중심점에서의 길이에 따른 제 2 반사 광의 세기 값을 나타낸 도면이다.
도 9를 참조하면, 무선 광통신 기반 장치(100)를 이용한 제 2 반사광의 세기 값은 0.5m 주변에서 가장 높은 세기 값을 가지는 것을 확인할 수 있고, 가장 높은 값을 가지는 원의 중심점에서의 길이 값을 길이 정보로 결정하였다.
그리고, 무선 광통신 기반 장치(100)를 통해 산출된 중심 좌표와 실제 중심 좌표를 비교하였다. 도 10은 본 개시의 몇몇 실시예에 따른 무선 광통신 기반 장치를 통해 산출된 외부 기기의 중심 좌표 및 외부 기기의 실제 중심 좌표를 나타낸 도면이다.
도 10을 참조하면, 무선 광통신 기반 장치를 통해 산출된 외부 기기(200)의 중심 좌표(201)와 외부 기기(200)의 실제 중심 좌표(202)의 거리 차이가 오차 범위 내에서 발생한다는 것을 알 수 있다.
다음으로, 무선 광통신 기반 장치(100)를 통한 전체 실시예에 대한 시뮬레이션 결과를 설명한다. 도 11은 본 개시의 몇몇 실시예에 따른 무선 광통신 기반 장치를 통해 백색 가우시안 노이즈의 값별로 측정된 신호대잡음비에 따른 평균 거리 차이를 나타낸 도면이다.
도 11을 참조하면, 무선 광통신 기반 장치(100)을 통한 시뮬레이션 결과, 백색 가우시안 노이즈
Figure 112021097917101-pat00061
이 증가할수록 우수한 성능이 얻어짐을 알 수 있다. 또한, 무선 광통신 기반 장치(100)는
Figure 112021097917101-pat00062
이 50을 넘어서면 성능에서 큰 차이를 보이지 않으므로,
Figure 112021097917101-pat00063
은 50을 선택하는 것이 합리적인 것을 알 수 있다.
도 1 내지 11에서 상술한 몇몇 실시예와 같이, 무선 광통신 기반 장치(100)는 외부 기기(200)의 중심 좌표 정보를 산출하기 위한 수학식 5 및 수학식 8의 과정에서
Figure 112021097917101-pat00064
의 계산량이 필요하며, 이는 매우 낮은 복잡도를 가질 수 있다. 기존에 장치는 실제 노이즈가 추가되면 단순히 수신된 광의 세기가 가장 큰 지점을 찾는 것은 큰 오류를 유발한다. 이를 방지하기 위해 기존에 장치는 커브 피팅을 하여 최댓값을 찾지만 이는 계산 복잡도를 높여 성능을 저하시킬 수 있다. 하지만, 본 발명에 따른 무선 광통신 기반 장치(100)는 채널과 노이즈가 추가되었을 때도 낮은 복잡도로 외부 기기(200)의 중심 좌표 정보를 산출할 수 있다.
제시된 실시예들에 대한 설명은 임의의 본 개시의 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 본 개시를 이용하거나 또는 실시할 수 있도록 제공된다. 이러한 실시예들에 대한 다양한 변형들은 본 개시의 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 명백할 것이며, 여기에 정의된 일반적인 원리들은 본 개시의 범위를 벗어남이 없이 다른 실시예들에 적용될 수 있다. 그리하여, 본 개시는 여기에 제시된 실시예들로 한정되는 것이 아니라, 여기에 제시된 원리들 및 신규한 특징들과 일관되는 최광의의 범위에서 해석되어야 할 것이다.

Claims (11)

  1. 광을 출력하는 광원;
    상기 광을 적어도 하나의 방향으로 출력하는 광 서큘레이터;
    상기 광 서큘레이터를 통해 출력된 상기 광을 평행 광선으로 변환하여 출력하는 시준기;
    평행 광선으로 변환된 상기 광을 반사하여 외부 기기로 전달 및 상기 외부 기기로부터 반사 광을 수신하는 광 조정기 -상기 반사 광은 상기 외부 기기에서 상기 광이 역반사되어 출력된 광임-;
    상기 반사 광을 전기적인 신호로 변환시켜 광신호를 생성하는 광 검출기; 및
    상기 광신호를 분석하여 상기 반사 광의 세기를 획득하고, 상기 반사 광의 세기 값에 기초하여 상기 외부 기기의 중심 좌표 정보를 산출하는 제어부;
    를 포함하고,
    상기 중심 좌표 정보는,
    길이 정보 및 각도 정보를 포함하는 극좌표로 표현되고,
    상기 제어부는,
    상기 외부 기기가 존재하는 위치에 대한 정보에 기초하여 영역 정보를 결정하고,
    상기 영역 정보에 기초하여 상기 광 조정기를 제어하여 상기 광의 도달 지점을 변경시키고,
    상기 광의 도달 지점을 변경시키는 것과 연동하여 복수의 제 1 지점 각각에서의 복수의 제 1 반사 광의 세기 값을 획득하고, 그리고
    상기 복수의 제 1 반사 광의 세기 값 중 가장 큰 세기 값을 가지는 지점의 제 1 각도 좌표 정보를 상기 각도 정보로 결정하는,
    무선 광통신 기반 장치.
  2. 삭제
  3. 삭제
  4. 삭제
  5. 제 1 항에 있어서,
    상기 영역 정보는,
    상기 광의 도달 지점을 결정하기 위한 중심 지점 정보 및 예비 길이 정보 중 적어도 하나를 포함하는,
    무선 광통신 기반 장치.
  6. 제 5 항에 있어서,
    상기 복수의 제 1 지점 각각은,
    상기 중심 지점 정보 및 상기 예비 길이 정보에 기초하여 생성되는 원의 궤적 상에 존재하는,
    무선 광통신 기반 장치.
  7. 제 6 항에 있어서
    상기 중심 지점 정보는,
    상기 원의 중심점에 대한 정보를 포함하고,
    상기 예비 길이 정보는,
    상기 원의 반지름에 대한 정보를 포함하는,
    무선 광통신 기반 장치.
  8. 제 1 항에 있어서,
    상기 제어부는,
    상기 각도 정보가 결정된 경우, 복수의 제 2 지점 각각에 상기 광이 도달하도록 상기 광 조정기를 제어하고,
    상기 광의 도달 지점을 변경시키는 것과 연동하여 상기 복수의 제 2 지점 각각에서의 복수의 제 2 반사 광의 세기 값을 획득하고, 그리고
    상기 복수의 제 2 반사 광의 세기 값 중 가장 큰 세기 값을 가지는 지점의 길이 값을 상기 길이 정보로 결정하는,
    무선 광통신 기반 장치.
  9. 제 8 항에 있어서,
    상기 복수의 제 2 지점 각각은,
    상기 제 1 각도 좌표 정보에 기초하여 생성된 직선의 궤적 상에 존재하는,
    무선 광통신 기반 장치.
  10. 제 1 항에 있어서,
    상기 외부 기기는,
    상기 광의 반사 및 상기 반사 광을 상기 광 조정기에 전달하는 빔 분리기; 및
    상기 빔 분리기에서 반사된 상기 광을 역반사하여 상기 반사 광을 출력하는 역반사체;
    를 포함하는,
    무선 광통신 기반 장치.
  11. 무선 광통신 기반 장치를 이용한 빔을 정렬하는 방법에 있어서,
    광원에 의해 광을 출력하는 단계;
    광 서큘레이터에 의해 상기 광을 적어도 하나의 방향으로 출력하는 단계;
    시준기에 의해 상기 광 서큘레이터를 통해 출력된 상기 광을 평행 광선으로 변환하여 출력하는 단계;
    광 조정기에 의해 평행 광선으로 변환된 상기 광을 반사하여 외부 기기로 전달 및 상기 외부 기기로부터 반사 광을 수신하는 단계 -상기 반사 광은 상기 외부 기기에서 상기 광이 역반사되어 출력된 광임-;
    광 검출기에 의해 상기 반사 광을 전기적인 신호로 변환시켜 광신호를 생성하는 단계; 및
    제어부에 의해 상기 광신호를 분석하여 상기 반사 광의 세기를 획득하고, 상기 반사 광의 세기 값에 기초하여 상기 외부 기기의 중심 좌표 정보를 산출하는 단계;
    를 포함하고,
    상기 중심 좌표 정보는,
    길이 정보 및 각도 정보를 포함하는 극좌표로 표현되고,
    상기 제어부는,
    상기 외부 기기가 존재하는 위치에 대한 정보에 기초하여 영역 정보를 결정하고,
    상기 영역 정보에 기초하여 상기 광 조정기를 제어하여 상기 광의 도달 지점을 변경시키고,
    상기 광의 도달 지점을 변경시키는 것과 연동하여 복수의 제 1 지점 각각에서의 복수의 제 1 반사 광의 세기 값을 획득하고, 그리고
    상기 복수의 제 1 반사 광의 세기 값 중 가장 큰 세기 값을 가지는 지점의 제 1 각도 좌표 정보를 상기 각도 정보로 결정하는,
    무선 광통신 기반 장치를 이용한 빔을 정렬하는 방법.
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