KR20080070938A

KR20080070938A - 파장 분할 병렬 가시광 통신에서 가시광 색상 불균형 보정방법 및 장치

Info

Publication number: KR20080070938A
Application number: KR1020070008854A
Authority: KR
Inventors: 안종훈
Original assignee: 삼성전자주식회사
Priority date: 2007-01-29
Filing date: 2007-01-29
Publication date: 2008-08-01
Also published as: KR100866184B1; US7877018B2; US20080181617A1

Abstract

본 발명은 파장 분할 병렬 가시광 통신에서 색상 불균형 보정 방법에 있어서, 가시광 통신 송신기에서 정보가 담긴 원래의 신호를 반전하는 과정과, 가시광 통신 송신기에서 정보가 담긴 원래의 신호와, 반전된 신호를 함께 가시광 통신 수신기로 송신하는 과정과, 가시광 통신 수신기에서 원래의 신호와 반전된 신호를 함께 수신하는 과정과, 가시광 통신 수신기에서 수신한 신호 중에서 반전된 신호를 다시 반전하는 과정과, 가시광 통신 수신기에서 원래의 신호와 반전된 신호를 다시 반전하여 복구한 신호를 다이버시티 결합 하는 과정을 포함한다.

가시광통신, 다이버시티, 색균형, LED, 파장 분할 병렬 전송

Description

파장 분할 병렬 가시광 통신에서 가시광 색상 불균형 보정 방법 및 장치 {METHOD AND APPARATUS FOR CORRECTING IMBALANCE VISIBLE LIGHT COLOR IN WAVELENGTH DIVISION PARALLEL VISIBLE LIGHT OPTICAL COMMUNICATION}

도 1은 일반적인 파장 분할 병렬 가시광 통신 송수신기의 일 예시 블록 구성도

도 2는 일반적인 파장 분할 병렬 가시광 통신의 송수신 동작 흐름도

도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 파장 분할 병렬 가시광 통신 송수신기의 블록 구성도

도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 파장 분할 병렬 가시광 통신의 송수신 동작 흐름도

도 5는 본 발명의 다른 실시예에 따른 파장 분할 병렬 가시광 통신 송수신기의 블록 구성도

도 6은 본 발명의 다른 실시예에 따른 파장 분할 병렬 가시광 통신의 송수신 동작 흐름도

본 발명은 가시광 통신 시스템에서 서로 다른 복수개의 파장을 이용해 병렬 전송을 할 때 각 파장 간의 에너지 차이를 보정하기 위한 가시광 신호 발생 방법에 관한 것이다.

최근 들어, LED(Light Emitting Diode)의 발광 효율이 개선되고 가격이 떨어짐에 따라 휴대기, 디스플레이, 자동차, 신호등, 광고판 등의 특수 조명 시장뿐만 아니라 형광등 백열등과 같은 일반 조명 시장에서도 LED가 보편화되어가고 있다. 또한 최근에는 RF(Radio Frequency) 대역 주파수 고갈, 여러 무선 통신 기술 간의 혼선 가능성, 통신의 보안성 요구 증대, 4G 무선 기술의 초고속 유비쿼터스 통신 환경 도래 등으로 인하여 RF 기술과 상호 보완적인 광무선 기술에 대한 관심이 증가하고 있어 가시광 LED를 이용한 가시광 무선통신에 대한 연구가 여러 기업 및 연구소 등에서 진행되고 있다.

눈에 보이는 가시광선을 이용해서 정보를 전달하는 가시광 통신은 그 사용대역이 넓고 규제를 받지 않고 자유롭게 사용할 수 있다는 점 외에도 광이 도달하는 장소나 진행하는 방향을 볼 수 있기 때문에 정보의 수신범위를 정확하게 알 수 있다는 장점이 있다. 따라서 보안 측면에서도 신뢰할 수 있고, 전력소모 측면에서도 저전력으로 구동시킬 수 있는 장점이 있다.

가시광 통신의 발광소자는 근래 들어서 비약적인 발전을 하고 있으나, 아직 고속의 점멸이 가능하지는 않다. 일례로 형광물질(Phosphor)을 사용한 백색 LED의 경우 제작비용이 저렴하다는 장점이 있으나, 변조 속도는 10Mbps 정도 밖에 되지 않는다. 이를 극복하기 위해서 RGB(Red, Green, Blue)의 삼원색을 발생시키는 복수의 LED를 사용하여 각각의 LED로 정보를 가진 가시광을 발생시키고, 발생된 가시광을 섞어서 백색광을 만드는 방식이 연구되고 있다. 삼원색을 발생시키는 복수의 LED를 사용하여 병렬 전송하는 방식은 고속 전송이 가능하다는 장점이 있으나, 각 파장의 에너지 분포의 균형이 깨지는 경우 발생된 빛이 백색이 아닌 색상이 될 수도 있는 문제점이 있다. 발생된 빛이 백색광이 아닌 어떤 색상을 가지고 있는 빛이라면 송신기가 조명기로서의 역할을 동시에 하는 가시광 통신에서는 치명적인 약점이 된다. 그럼 복수의 LED를 사용하여 병렬 전송하는 일반적인 파장 분할 병렬 가시광 통신 장치에 대해서 살펴보기로 한다.

도 1은 일반적인 파장 분할 병렬 가시광 통신 송수신기의 일 예시 블록 구성도이다. 도 1을 참조하면, 가시광 통신 송신기(101)는 송신할 데이터를 채널 코딩하는 병렬로 구성된 다수의 부호화기(105)와, 상기 부호화기(105)에서 채널 코딩한 데이터를 변조하는 병렬로 구성된 다수의 변조기(111)와, 상기 변조기(111)에서 변조한 신호를 가시광 신호로 송신하는 광발생기와, 가시광 통신 송신기(101)의 각 구성요소들을 제어하는 조종기(103)를 포함한다.

가시광 통신 수신기(102)는 가시광 신호를 수신하는 광감지기와, 상기 광감지기에서 수신한 신호를 복조하는 병렬로 구성된 다수의 복조기(112)와, 상기 복조기(112)에서 복조된 신호를 받아서 채널 디코딩을 수행하여 데이터를 복원하는 병렬로 구성된 다수의 복호화기(106)와, 상기 가시광 통신 수신기(102)의 각 구성요소들을 제어하는 조종기(104)를 포함한다. 파장 분할 병렬 가시광 통신 장치에서 각각의 경로는 전송되는 정보가 어느 경로를 통해서 전송되는지 결정된 이후에는 각각 경로별로 독립적으로 작동한다.

도 2는 일반적인 파장 분할 병렬 가시광 통신의 송수신 동작 흐름도이다. 도 2를 참조하면, 가시광 통신 송수신기가 동작을 시작하여, 210단계에서 가시광 통신 송신기가 가시광 신호를 송신하고, 220단계에서 가시광 통신 수신기는 가시광 통신 송신기로부터 가시광 신호를 수신한다. 이후에 230단계에서 송수신 동작이 종료될지 판단하여, 종료될 경우에는 240단계에서 가시광 통신의 송수신 동작이 종료되고, 종료되지 않을 경우에는 다시 210단계로 진행하여 동작이 종료될 때까지 반복하여 송수신 동작을 수행한다.

색상 균형(color balancing)이란 가시광의 각 파장별로 에너지 분포가 특정비를 이루고 있는 상태를 말한다. 빛의 혼합은 삼원색 간의 에너지 비에 따라 결정된다. 즉 빛의 파장에 따른 에너지 분포 정도가 그 빛의 색상을 결정하게 된다. 특히 백색광의 경우에는 전 파장 대역에 전력이 존재하는 경우이다. 이러한 빛의 파장별 에너지와 색상의 관계는 색도도(Chromaticity diagram)를 참조하면 알 수 있다.

빛의 파장을 나누어 각 파장별로 다른 정보를 전송하면, 병렬 전송이 가능하므로 고속의 발광 소자가 필요 없다. 수신기는 수신한 빛 신호를 광학 필터로 걸러서 원하는 파장의 신호만을 추출해 복원할 수 있다. 파장 분할을 이용한 병렬 전송 방식을 색상 균형 측면에서 보면 각 파장 별로 서로 다른 정보를 전송하므로 복수개의 파장 사이에 에너지 균형이 이루어지지 않을 수 있고, 이로 인하여 발생되는 빛이 백생광이 아닐 수 있다. 만일 발생되는 빛이 백색광이 아닌 빛이라면 송신기가 조명기로서의 역할을 동시에 하는 가시광 통신에서는 큰 문제점이 된다.

또한, 파장 분할을 이용한 가시광 통신 역시 자유 공간 전파를 하는 무선 통신 시스템이므로, 무선 채널이 시변화하는 현상으로부터 자유롭지 못하다. 이 현상은 광섬유를 사용하는 통신시스템과는 다른 환경하에서 통신이 이루어짐을 뜻한다. 일반적인 RF 통신 시스템에서 시변화하는 채널에 대응하기 위한 기법중에 다이버시티(Diversity) 기법이 있다. 다이버시티란 통신시스템 하에서 보다 정확한 송수신을 보장하기 위해 다른 채널 자원(시간, 주파수, 코드, 공간)을 할당해 전송할 데이터를 여러 번에 걸쳐 다시 보내 주는 기법을 말한다.

또한, 안정적인 전송을 제공하기 위한 기법 중의 하나로 반복 부호화 기법이 있다. 반복 부호화 기법은 가장 간단한 채널 부호화 기법으로 송수신기가 패턴을 미리 알고 있다는 가정 하에 동일한 신호를 반복해서 전송하는 방법이다.

그러나 종래의 다이버시티 기법 및 반복 부호화 기법을 파장 분할 병렬 전송을 하는 가시광 통신 시스템에 적용하게 되면, 각 파장별 전력의 불균형이 있는 경우에는 파장간의 전력의 차이를 더욱 커지게 만들게 되므로 결국 각 파장간의 전력의 불균형 증폭되어 백색광이 만들어지기가 더욱 어려워지는 문제점이 있다.

본 발명은 가시광 통신 시스템에서 서로 다른 복수개의 파장을 이용해 병렬 전송을 할 때 각 파장 간의 에너지 차이를 보정하기 위한 가시광 신호 발생 방법을 제공하고자 한다.

이를 달성하기 위한 본 발명의 일 견지에 따르면, 파장 분할 병렬 가시광 통신에서 가시광 색상 불균형 보정 방법에 있어서, 가시광 통신 송신기에서 정보가 담긴 원래의 신호를 반전하는 과정과, 가시광 통신 송신기에서 정보가 담긴 원래의 신호와, 반전된 신호를 함께 가시광 통신 수신기로 송신하는 과정과, 가시광 통신 수신기에서 원래의 신호와 반전된 신호를 함께 수신하는 과정과, 가시광 통신 수신기에서 수신한 신호 중에서 반전된 신호를 다시 반전하는 과정과, 가시광 통신 수신기에서 원래의 신호와, 반전된 신호를 다시 반전하여 복구한 신호를 다이버시티 결합 하는 과정을 포함함을 특징으로 한다.

본 발명의 다른 견지에 따르면, 파장 분할 병렬 가시광 통신에서 가시광 색상 불균형 보정 장치에 있어서, 송신하기 위한 데이터를 채널 코딩하는 병렬로 구성된 다수의 부호화기와, 상기 부호화기에서 채널 코딩한 데이터를 변조하는 병렬로 구성된 다수의 변조기와, 상기 변조기를 통과한 신호를 반전시키는 인버터(Inverter)와, 상기 변조기를 통과한 원래의 신호와 상기 인버터를 통과한 반전된 신호를 스위칭 제어 신호에 따라 교대로 광발생기로 연결하는 스위치와, 가시광 신호를 송신하는 광발생기와, 송신 시에 상기 가시광 통신 송신기의 각 구성들을 제어하고 원래의 신호와 반전된 신호를 구분하여 스위칭 제어 신호를 출력하는 조종기를 포함하는 가시광 통신 송신기와, 가시광 신호를 수신하는 광감지기와, 상기 광감지기에서 수신한 가시광 신호를 스위칭 제어 신호에 따라 원래의 신호는 제1경로로 연결하고 반전된 신호는 제2경로로 연결하는 스위치와, 상기 스위치에서 제2 경로를 통해 반전된 신호를 받아서 다시 반전하여 원래의 신호로 복구하는 인버터와, 상기 스위치에서 연결된 제1경로를 통과한 원래의 신호와 상기 스위치에서 상기 인버터를 거친 제2경로를 통과한 복구된 신호를 사용하여 두 가지 신호의 이득을 조정해서 합치는 이득 조정기와, 상기 이득 조정기에서 합쳐진 신호를 복조하는 병렬로 구성된 다수의 복조기와, 상기 복조기에서 복조된 데이터를 받아서 채널 디코딩을 수행하는 병렬로 구성된 다수의 복호화기와, 수신 시에 상기 가시광 통신 수신기의 각 구성들을 제어하고 수신된 신호가 원래의 신호인지 반전된 신호인지 판단하여 상기 스위칭 제어 신호를 출력하는 조종기를 포함하는 가시광 통신 수신기를 포함함을 특징으로 한다.

이하 본 발명에 따른 바람직한 실시예를 첨부한 도면을 참조하여 상세히 설명한다. 하기 설명에서는 구체적인 구성 소자 등과 같은 특정 사항들이 나타나고 있는데 이는 본 발명의 보다 전반적인 이해를 돕기 위해서 제공된 것일 뿐 이러한 특정 사항들이 본 발명의 범위 내에서 소정의 변형이나 혹은 변경이 이루어질 수 있음은 이 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게는 자명하다 할 것이다. 또한, 본 발명을 설명함에 있어서 본 발명과 관련된 공지 기술에 대한 구체적인 설명이 본발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에 그 상세한 설명을 생략하기로 한다.

도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 파장 분할 병렬 가시광 통신 송수신기의 블록 구성도이다. 도 3을 참조하면, 파장 분할 병렬 가시광 통신의 송신기(401)는 송신하기 위한 데이터를 채널 코딩하는 병렬로 구성된 다수의 부호화기(405)와, 상기 부호화기(405)에서 채널 코딩한 데이터를 변조하는 병렬로 구성된 다수의 변조기(411)와, 상기 변조기(411)를 통과한 신호의 '1'(발광 소자가 켜지는 비트)을 '0'(발광 소자가 꺼지는 비트)으로 '0'을 '1'로 반전시키는 인버터(Inverter)(419)와, 상기 인버터(419)에서 반전된 신호를 1 타임슬롯 만큼 지연시켜주는 지연기(421)와, 상기 변조기(411)를 통과한 제1경로를 거친 원래의 신호와 상기 변조기(411)와 상기 인버터(419)와 지연기(421)를 통과한 제2경로를 거친 반전 지연된 신호를 스위칭 제어 신호에 따라 교대로 광발생기로 연결하는 스위치(417)와, LED(Light Emitting Diode)로 구성되어 가시광 신호를 송신하는 광발생기와, 송신 시에 상기 가시광 통신 송신기(401)의 각 구성들을 제어하고 원래의 신호와 반전 지연된 신호를 판단하여 상기 스위칭 제어 신호를 출력하는 조종기(403)를 포함한다.

파장 분할 병렬 가시광 통신의 수신기(402)는 가시광 신호를 수신하는 광감지기와, 상기 광감지기에서 수신한 가시광 신호를 스위칭 제어 신호에 따라 원래의 신호는 이득조정기(420)로 연결하고, 반전 지연된 신호는 역지연기(424)로 연결하는 스위치(418)와, 상기 스위치(418)로부터 반전 지연된 신호를 받아서 상기 가시광 통신 송신기(401)내의 지연기(421)에서 1 타임슬롯 만큼 지연시킨 신호를 다시 1 타임슬롯 만큼 앞으로 당기는 역지연기(424)와, 상기 역지연기(424)를 거친 신호를 받아서 상기 가시광 통신 송신기(401)내의 인버터(419)에서 반전 시킨 신호를 다시 반전 시켜서 원래의 신호로 복구하는 인버터(422)와, 상기 스위치(418)를 통해서 받은 원래의 신호와 상기 역지연기(424) 인버터(419)를 거친 복구된 신호를 사용하여 두 가지 신호의 이득을 조정해서 합치는 이득 조정기(420)와, 상기 이득 조정기(420)에서 합쳐진 신호를 복조하는 병렬로 구성된 다수의 복조기(412)와, 상기 복조기(412)에서 복조된 데이터를 받아서 채널 디코딩을 수행하는 병렬로 구성된 다수의 복호화기(406)와, 수신 시에 상기 가시광 통신 수신기(402)의 각 구성들을 제어하고 수신된 신호를 원래의 신호와 반전된 신호로 구분하여 상기 스위칭 제어 신호를 출력하는 조종기(404)를 포함한다.

상기에 기술한 가시광 통신 장치의 각 구성을 바탕으로 본 발명의 일 실시예에 따른 가시광 색상 불균형 보정 방법을 설명하기로 한다. 가시광 통신 송신기(401)는 전송할 데이터를 각 경로별로 나누어서 병렬 전송한다. 전송되는 정보는 부호화기(405), 변조기(411), 스위치(417), 광발생기를 거쳐서 전송되는 제1경로와, 부호화기(405), 변조기(411), 인버터(419), 지연기(421), 스위치(417), 광발생기를 거쳐서 전송되는 제2경로의 두가지 경로를 거쳐서 가시광 통신 수신기(402)로 전송된다. 최종적으로 가시광 통신 송신기(401)에서 전송되는 신호의 형태는 제1경로를 거친 신호와 제2경로를 거친 신호가 교대로 전송되는 방식이 된다. 원래의 신호와 원래의 신호를 반전하여 1타임슬롯 지연된 신호가 교대로 전송되는 형태이기 때문에, 2 타임슬롯 동안 전송된 신호의 각 파장별 전력의 평균은 전송 가능한 총 파워의 절반이 된다. 따라서 제1경로로 전송된 원래의 신호가 어떠한 형태를 가지고 있더라도, 제2경로로 전송된 신호가 원래의 신호를 보상해주기 때문에 파장간의 전력은 동일하게 된다.

가시광 통신 수신기(402)의 작동을 살펴보면 다음과 같다. 가시광 신호를 수신한 가시광 통신 수신기(402)는 스위치(418)에서 스위칭 제어 신호에 따라 제1경로를 거쳐서 전송된 신호와, 제2경로를 거쳐서 전송된 신호를 구분하여, 제2경로를 거쳐서 전송된 신호를 역지연기(424)와 인버터(422)를 거쳐서 원래의 신호로 복원시켜서 이득 조정기(420)에서 제1경로를 거쳐서 전송된 원래의 신호와 이득 조정을 거쳐 합쳐진다. 이후 이득 조정기(420)에서 합쳐진 신호는 복조기(412)와 복호화기(406)를 거쳐서 복원된다. 본 발명의 일 실시예에 따른 가시광 통신에서 다이버시티를 이용한 가시광 색상 보정 방법을 사용하여 가시광 통신 송신기는 색상 균형이 이루어진 백색광을 방사할 수 있고, 가시광 통신 수신기는 시간 다이버시티 기법을 사용하여 다이버시티 이득을 얻을 수 있다.

또한 본 발명의 일 실시예에 반복 부호화 기법을 적용할 수 있다. 반복 부호화 기법을 사용하여 가시광 통신 송신기(401)에서 동일한 신호를 반복하여 전송하는 경우에도 상기에 설명한 동일한 작동을 통해서 송수신을 하게 되며, 이 경우에 이득 조종기(420)에서 반복하여 전송된 신호들을 하나의 신호로 결합하게 된다.

도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 파장 분할 병렬 가시광 통신의 송수신 동작 흐름도이다. 도 4를 참조하여 본 발명의 일 실시예에 따른 파장 분할 병렬 가시광 통신 장치의 송수신 동작의 흐름을 살펴보기로 한다. 송수신 동작을 시작하면 510단계에서 가시광 통신 송신기(401)는 가시광 통신 수신기(402)에게 데이터 송신을 시작한다. 520단계에서 가시광 통신 송신기(401)는 제1경로를 거친 본 신호와 본 신호를 반전시키고 1 타임슬롯 지연 시킨, 제2경로를 거친 신호를 함께 송신한다. 530단계에서 가시광 통신 수신기(402)는 수신 신호를 수신하고, 540단계에서 제1경로를 거친 신호와 제2경로를 거친 신호를 분리하여 제2경로를 거친 신호를 역지연기(424)와 인버터(422)를 거쳐서 복구시킨다. 550단계에서 제1경로를 거친 본 신호와 제2경로를 거쳐서 전송된 후에 가시광 통신 수신기(402)에서 복구된 신호를 이득 조정기(420)에서 다이버시티 결합(Diversity combine)하고, 560단계에서 신호를 복원한다. 이후 570단계에서 송수신 동작이 종료될지 판단하여, 종료될 경우에는 580단계에서 가시광 통신의 송수신 동작이 종료되고, 종료되지 않을 경우에는 다시 510단계로 진행하여 동작이 종료될 때까지 반복하여 송수신 동작을 수행한다. 또한 반복 부호화 기법을 적용하는 경우에는 550 단계에서 두 가지 경로를 사용하여 반복 전송된 신호들을 하나의 신호로 결합하게 된다.

도 5는 본 발명의 다른 실시예에 따른 파장 분할 병렬 가시광 통신 송수신기의 블록 구성도이다. 도 5를 참조하면, 파장 분할 병렬 가시광 통신의 송신기(601)는 송신하기 위한 데이터를 채널 코딩하는 병렬로 구성된 다수의 부호화기(605)와, 상기 부호화기(605)에서 채널 코딩한 데이터를 변조하는 병렬로 구성된 다수의 변조기(611)와, 상기 변조기(611)를 통과한 신호의 '1'을 '0'으로 '0'을 '1'로 반전시키는 인버터(619)와, 상기 인버터(619)에서 반전된 신호를 가시광 통신 수신기(602)가 알고 있는 미리 설정된 패턴으로 순서를 바꾸는 인터리버(Interleaver)(617)와, 상기 변조기(611)를 통과한 제1경로를 거친 원래의 신호 또는 상기 변조기(611), 인버터(617), 인터리버(621)를 통과한 제2경로를 거친 반 전 인터리빙(Interleaving)된 신호를 스위칭 제어 신호에 따라 광발생기로 연결하는 스위치(617)와, LED로 구성되어 가시광 신호를 송신하는 광발생기와, 송신 시에 상기 가시광 통신 송신기(601)의 각 구성들을 제어하고 본 신호와 반전 인터리빙된 신호를 구분하여 상기 스위칭 제어 신호를 출력하는 조종기(603)를 포함한다.

파장 분할 병렬 가시광 통신의 수신기(602)는 가시광 신호를 수신하는 광감지기와, 상기 광감지기에서 수신한 가시광 신호를 스위칭 제어 신호에 따라 원래의 신호는 이득조정기(618)로 연결하고, 반전 인터리빙된 신호는 디인터리버(Deinterleaver)(622)로 연결하는 스위치(624)와, 상기 스위치(624)로부터 반전 인터리빙된 신호를 받아서 상기 가시광 통신 송신기(601)내의 인터리버(621)에서 미리 설정된 패턴으로 순서를 바꾼 신호를 원래대로 되돌리는 디인터리버(Deinterleaver)(622)와, 상기 가시광 통신 송신기(601)내의 인버터(619)에서 반전 시킨 신호를 다시 반전 시켜서 수신 신호를 원래대로 복구하는 인버터(620)와, 상기 스위치(624)를 통해서 받은 원래의 신호와 상기 인터리버(621) 인버터(620)를 거친 복구된 신호를 사용하여 두 가지 신호의 이득을 조정해서 합쳐 주는 이득 조정기(618)와, 상기 이득 조정기(618)에서 합쳐진 신호를 복조하는 병렬로 구성된 다수의 복조기(612)와, 상기 복조기(612)에서 복조된 데이터를 받아서 채널 디코딩을 수행하는 병렬로 구성된 다수의 복호화기(606)와, 수신 시에 상기 가시광 통신 수신기의 각 구성들을 제어하고 수신된 신호를 원래의 신호와 반전된 신호로 구분하여 상기 스위칭 제어 신호를 출력하는 조종기(604)를 포함한다.

상기에 기술한 가시광 통신 장치의 각 구성을 바탕으로 본 발명의 다른 실시 예에 따른 가시광 색상 보정 방법을 설명하기로 한다. 가시광 통신 송신기(601)는 전송할 데이터를 각 경로로 나누어서 병렬 전송한다. 전송되는 정보는 부호화기(605), 변조기(611), 스위치(617), 광발생기를 거쳐서 전송되는 제1경로와, 부호화기(605), 변조기(611), 인버터(619), 인터리버(621), 스위치(617), 광발생기를 거쳐서 전송되는 제2경로의 두가지 경로를 거쳐서 가시광 통신 수신기(602)로 전송된다. 최종적으로 가시광 통신 송신기(601)에서 전송되는 신호의 형태는 제1경로를 거친 신호와 제2경로를 거친 신호가 교대로 전송되는 방식이 된다. 원래의 신호와 원래의 신호를 반전하여 미리 설정된 패턴으로 순서를 바꾼 신호가 교대로 전송되는 형태이기 때문에, 인터리빙(Interleaving) 기간 동안 전송된 신호는 본 신호와 반전된 신호의 쌍으로 이루어져 있으며, 인터리빙 기간 동안의 전송된 신호를 각 파장별 전력의 평균은 전송 가능한 총 파워의 절반이 된다. 따라서 제1경로로 전송된 원래의 신호가 어떠한 형태를 가지고 있더라도, 제2경로로 전송된 신호가 원래의 신호를 보상해주기 때문에 파장간의 전력은 동일하게 된다. 또한, 일 실시예와는 다르게 제2경로로 전송되는 신호가 제1경로로 전송되는 원래의 신호와 충분히 떨어진 시간 간격을 두고 전송되기 때문에 송수신시 발생할 수 있는 연집 오류에 강하다는 장점이 있다.

가시광 통신 수신기(602)의 작동을 살펴보면 다음과 같다. 가시광 신호를 수신한 가시광 통신 수신기(602)는 스위칭 제어 신호에 따라 제1경로를 거쳐서 전송된 신호와, 제2경로를 거쳐서 전송된 신호를 구분하여, 제2경로를 거쳐서 전송된 신호를 디인터리버(622)와, 인버터(620)를 거쳐서 원래의 신호로 복원시켜서 이득 조정기(618)에서 제1경로를 거쳐서 전송된 원래의 신호와 이득 조정을 거쳐 합쳐진다. 이후 이득 조정기(618)에서 합쳐진 신호는 복조기(612)와 복호화기(606)를 거쳐서 복원된다. 본 발명의 다른 실시예에 따른 가시광 통신에서 다이버시티를 이용한 가시광 색상 보정 방법을 사용하여 가시광 통신 송신기는 색상 균형이 이루어진 백색광을 방사할 수 있고, 가시광 통신 수신기는 충분한 간격을 둔 시간 다이버시티에서 발생하는 다이버시티 이득을 얻을 수 있다.

또한 본 발명의 다른 실시예에 반복 부호화 기법을 적용할 수 있다. 반복 부호화 기법을 사용하여 가시광 통신 송신기(601)에서 동일한 신호를 반복하여 전송하는 경우에도 상기에 설명한 동일한 작동을 통해서 송수신을 하게 되며, 이 경우에 이득 조종기(618)에서 반복하여 전송된 신호들을 하나의 신호로 결합하게 된다.

도 6은 본 발명의 다른 실시예에 따른 파장 분할 병렬 가시광 통신의 송수신 동작 흐름도이다. 도 6을 참조하여 본 발명의 다른 실시예에 따른 파장 분할 병렬 가시광 통신 장치의 송수신 동작의 흐름을 살펴보기로 한다. 송수신 동작을 시작하면 710단계에서 가시광 통신 송신기(601)는 가시광 통신 수신기(602)로 데이터 송신을 시작한다. 720단계에서 가시광 통신 송신기(601)는 제1경로를 거친 본 신호와 본 신호를 반전시키고 미리 설정된 패턴으로 순서를 바꾼, 제2경로를 거친 신호를 함께 송신한다. 730단계에서 가시광 통신 수신기(602)는 수신 신호를 수신하고, 740단계에서 제1경로를 거친 신호와 제2경로를 거친 신호를 분리하여 제2경로를 거친 신호를 디인터리버(622)로 원래의 순서로 복원하고, 750단계에서 인버터(620)를 거쳐서 원래의 신호로 복구시킨다. 760단계에서 제1경로를 거친 본 신호와 제2경로 를 거쳐서 전송된 후에 가시광 통신 수신기(602)에서 복구된 신호를 이득 조정기(618)에서 다이버시티 결합하고, 770단계에서 신호를 복원한다. 이후 780단계에서 송수신 동작이 종료될지 판단하여, 종료될 경우에는 790단계에서 가시광 통신의 송수신 동작이 종료되고, 종료되지 않을 경우에는 다시 710단계로 진행하여 동작이 종료될 때까지 반복하여 송수신 동작을 수행한다. 또한 반복 부호화 기법을 적용하는 경우에는 760 단계에서 두 가지 경로를 사용하여 반복 전송된 신호들을 하나의 신호로 결합하게 된다.

상기와 같이 본 발명의 실시예에 따른 가시광 통신에서 다이버시티를 이용한 가시광 색상 보정 방법의 구성 및 동작이 이루어질 수 있으며, 한편 상기한 본 발명의 설명에서는 구체적인 실시예에 관해 설명하였으나 여러 가지 변형이 본 발명의 범위를 벗어나지 않고 실시될 수 있다. 따라서 본 발명의 범위는 설명된 실시예에 의하여 정할 것이 아니고 청구범위와 청구범위의 균등한 것에 의하여 정하여져야 할 것이다.

본 발명을 파장 분할 병렬 가시광 통신에 적용함에 따라 파장 분할을 이용한 병렬 전송을 하면서 시간 다이버시티를 통한 다이버시티 이득을 얻을 수 있다. 또한 각 파장 별 색상 균형이 이루어진 조명 용도로 적합한 백색광을 얻을 수 있다.

Claims

파장 분할 병렬 가시광 통신에서 가시광 색상 불균형 보정 방법에 있어서,

가시광 통신 송신기에서 정보가 담긴 원래의 신호를 반전하는 과정과,

상기 가시광 통신 송신기에서 상기 정보가 담긴 원래의 신호와, 상기 반전된 신호를 함께 가시광 통신 수신기로 송신하는 과정과,

상기 가시광 통신 수신기에서 상기 원래의 신호와, 상기 반전된 신호를 함께 수신하는 과정과,

상기 가시광 통신 수신기에서 수신한 신호 중에서 상기 반전된 신호를 다시 반전하는 과정과,

상기 가시광 통신 수신기에서 상기 원래의 신호와, 상기 반전된 신호를 다시 반전하여 복구한 신호를 다이버시티 결합 하는 과정을 포함함을 특징으로 하는 파장 분할 병렬 가시광 통신에서 가시광 색상 불균형 보정 방법.
제 1항에 있어서, 상기 가시광 통신 송신기에서 정보가 담긴 원래의 신호를 반전시에, 반전한 신호를 미리 설정된 타임슬롯 만큼 지연하고,

상기 가시광 통신 수신기에서 상기 반전된 신호를 다시 반전시에, 상기 미리 설정된 타임슬롯 만큼 지연된 신호를 미리 설정된 타임슬롯 만큼 역지연 하는 것을 특징으로 하는 파장 분할 병렬 가시광 통신에서 가시광 색상 불균형 보정 방법.
제 1항에 있어서, 상기 가시광 통신 송신기에서 정보가 담긴 원래의 신호를 반전시에, 반전시킨 신호를 인터리빙(Interleaving)하여 미리 설정된 패턴으로 순서를 바꾸고,

상기 가시광 통신 수신기에서 상기 반전된 신호를 다시 반전시에, 상기 인터리빙된 신호를 디인터리빙(Deinterleaving)하여 원래의 신호로 복구하는 것을 특징으로 하는 파장 분할 병렬 가시광 통신에서 가시광 색상 불균형 보정 방법.
제 1항에 있어서, 상기 가시광 통신 송신기에서 '반복 부호화 방식'을 사용하여 미리 설정된 일정한 간격의 동일한 신호를 미리 설정된 횟수만큼 반복하여 전송하고,

상기 가시광 통신 수신기에서 상기 '반복 부호화 방식'을 사용하여 전송된 신호들을 하나의 신호로 결합하는 것을 특징으로 하는 파장 분할 병렬 가시광 통신에서 가시광 색상 불균형 보정 방법.
파장 분할 병렬 가시광 통신에서 가시광 색상 불균형 보정 장치에 있어서, 송신하기 위한 데이터를 채널 코딩하는 병렬로 구성된 다수의 부호화기와, 상기 부호화기에서 채널 코딩한 데이터를 변조하는 병렬로 구성된 다수의 변조기와, 상기 변조기를 통과한 신호를 반전시키는 인버터(Inverter)와, 상기 변조기를 통과한 원래의 신호와 상기 인버터를 통과한 반전된 신호를 스위칭 제어 신호에 따라 교대로 광발생기로 연결하는 스위치와, 가시광 신호를 송신하는 광발생기와, 송신 시에 상기 가시광 통신 송신기의 각 구성들을 제어하고 원래의 신호와 반전된 신호를 구분하여 스위칭 제어 신호를 출력하는 조종기를 포함하는 가시광 통신 송신기와,

가시광 신호를 수신하는 광감지기와, 상기 광감지기에서 수신한 가시광 신호를 스위칭 제어 신호에 따라 원래의 신호는 제1경로로 연결하고 반전된 신호는 제2경로로 연결하는 스위치와, 상기 스위치에서 제2경로를 통해 반전된 신호를 받아서 다시 반전하여 원래의 신호로 복구하는 인버터와, 상기 스위치에서 연결된 제1경로를 통과한 원래의 신호와 상기 스위치에서 상기 인버터를 거친 제2경로를 통과한 복구된 신호를 사용하여 두 가지 신호의 이득을 조정해서 합치는 이득 조정기와, 상기 이득 조정기에서 합쳐진 신호를 복조하는 병렬로 구성된 다수의 복조기와, 상기 복조기에서 복조된 데이터를 받아서 채널 디코딩을 수행하는 병렬로 구성된 다수의 복호화기와, 수신 시에 상기 가시광 통신 수신기의 각 구성들을 제어하고 수신된 신호가 원래의 신호인지 반전된 신호인지 판단하여 상기 스위칭 제어 신호를 출력하는 조종기를 포함하는 가시광 통신 수신기

를 포함함을 특징으로 하는 파장 분할 병렬 가시광 통신에서 가시광 색상 불균형 보정 장치.
제 5항에 있어서, 상기 가시광 통신 송신기는 상기 가시광 통신 송신기의 상기 인버터에서 상기 스위치간의 반전된 신호의 전송 경로 상에 상기 반전된 신호를 미리 설정된 타임슬롯 만큼 지연하는 지연기를 더 포함하고,

상기 가시광 통신 수신기는 상기 가시광 통신 수신기의 상기 스위치에서 상기 인버터간의 반전된 신호의 전송 경로 상에 미리 설정된 타임슬롯 만큼 지연한 신호를 미리 설정된 타임슬롯 만큼 앞으로 당겨서 원래의 신호로 복구하는 역지연기를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 파장 분할 병렬 가시광 통신에서 가시광 색상 불균형 보정 장치.
제 5항에 있어서, 상기 가시광 통신 송신기는 상기 가시광 통신 송신기의 상기 인버터에서 상기 스위치간의 반전된 신호의 전송 경로 상에 상기 반전된 신호를 상기 가시광 통신 수신기가 알고 있는 미리 설정된 패턴으로 순서를 바꾸어 주는 인터리버(Interleaver)를 더 포함하고,

상기 가시광 통신 수신기는 상기 가시광 통신 수신기의 상기 스위치에서 상기 인버터간의 반전된 신호의 전송 경로 상에 미리 설정된 패턴으로 순서를 바꾼 신호를 본래대로 되돌리는 동작을 수행하는 디인터리버(Deinterleaver)를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 파장 분할 병렬 가시광 통신에서 가시광 색상 불균형 보정 장치.
제 5항에 있어서, 상기 가시광 통신 송신기에서 '반복 부호화 방식'을 사용하여 미리 설정된 일정한 간격의 동일한 신호를 미리 설정된 횟수만큼 반복하여 전송하고,

상기 가시광 통신 수신기에서 상기 '반복 부호화 방식'을 사용하여 전송된 신호들을 상기 이득 조정기에서 하나의 신호로 결합하는 것을 특징으로 하는 파장 분할 병렬 가시광 통신에서 가시광 색상 불균형 보정 장치.