KR20110017791A - 가시광 통신 장치 및 방법 - Google Patents

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Abstract

본 발명에 따른 가시광 통신 데이터 송신장치는 전송할 데이터를 처리하여 출력하는 데이터 처리부와, 상기 데이터 처리부로부터 수신한 데이터를 가시광 통신을 위한 신호로 변조하는 변조부와, 미리 정해진 색의 광을 출력하고, 두 개의 서로 다른 특성의 신호 중, 선택된 어느 하나의 특성의 신호를 상기 광에 포함시켜 출력하는 광 출력부와, 상기 서로 다른 특성의 신호들 중 적어도 하나를 선택하고, 상기 변조부로부터의 신호가 상기 선택된 특성의 신호를 통해 출력되도록 상기 광 출력부를 제어하는 광출력 제어부를 포함한다.
가시광, 통신, 논리적, 이동, 색, 파장, 주파수

Description

가시광 통신 장치 및 방법{APPARATUS FOR VISIBLE LIGHT COMMUNICATION AND METHOD FOR THE SAME}
본 발명은 무선 통신에 관한 것으로서, 가시광을 이용하여 무선 통신을 수행하는 장치 및 방법에 관한 것이다.
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 있다.
특히, 눈에 보이는 가시광선을 이용해서 정보를 전달하는 가시광 통신은 안전하며 그 사용 대역이 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. 또한, 가시광 통신은 RF(Radio Frequency) 사용이 제한된 병원, 비행기에서도 적용이 가능하며, 전광판을 이용한 부가 정보 서비스도 제공 가능하다. 따라서, 가시광 무선통신에 대한 연구가 여러 기업 및 연구소 등에서 진행되고 있다.
나아가, 가시광 통신 시스템은 가시광 통신을 적용하는 장치에 따라 다양하게 구현할 수 있다. 대표적으로, 건물 내부의 조명에 가시광 통신 기술을 적용한 액세스 포인트와 셀룰러 폰 등의 휴대용 통신장치 사이의 통신을 수행하는 형태로 구현할 수 있다. 일반적으로, 액세스 포인트와 휴대용 통신장치 사이의 통신을 수행함에 있어서, 물리적인 이동(Physical mobility)만을 고려하여, 한 개의 조명에 적용된 액세스포인트에 의해 형성되는 셀(Cell) 내에서 가시광 통신을 수행하는 방법이 제안되었다. 그러나, 물리적인 이동(Physical mobility)만을 고려할 경우 셀 내에서 이동 중에는 연속적인 통신 서비스의 제공이 가능하지만, 셀을 벗어나게 되면 통신이 끊어져 연속적인 서비스를 제공하기가 어렵게 되는 문제가 발생한다.
따라서, 휴대용 통신장치가 서로 다른 셀을 이동하면서도 통신을 유지할 수 있는 논리적 이동(Logical mobility)을 고려하여 가시광 통신을 수행할 수 있는 방법이 요구된다.
본 발명은 전술한 점을 고려하여 안출된 것으로서, 논리적 이동을 효과적으로 구현하는 가시광 통신 장치 및 방법을 제공한다.
상기한 목적을 달성하기 위하여 본 발명의 일 측면에 따른 가시광 통신 데이터 송신장치는 전송할 데이터를 처리하여 출력하는 데이터 처리부와, 상기 데이터 처리부로부터 수신한 데이터를 가시광 통신을 위한 신호로 변조하는 변조부와, 미리 정해진 색의 광을 출력하고, 두 개의 서로 다른 특성의 신호 중, 선택된 어느 하나의 특성의 신호를 상기 광에 포함시켜 출력하는 광 출력부와, 상기 서로 다른 특성의 신호들 중 적어도 하나를 선택하고, 상기 변조부로부터의 신호가 상기 선택된 특성의 신호를 통해 출력되도록 상기 광 출력부를 제어하는 광출력 제어부를 포함한다.
본 발명의 다른 측면에 따른 가시광 통신 데이터 수신장치는 가시광 통신 데이터를 수신하는 장치에 있어서, 서로 다른 특성의 신호들 중 어느 하나를 선택적으로 수신하는 광수신부와, 상기 광신호 수신부의 신호 선택을 제어하는 광수신 제어부와, 상기 광수신 제어부로부터 수신한 신호를 가시광 통신 데이터로 복조하는 복조부와, 상기 복조부로부터의 데이터를 처리하는 데이터 처리부를 포함한다.
본 발명의 또 다른 측면에 따른 가시광 통신 수행 방법은 휴대용 단말이 가시광 통신을 수행하는 방법에 있어서, 통신 가능한 가시광 통신용 액세스 포인 트(AP; Access Point)를 탐색하는 과정과, 상기 액세스 포인트에 통신링크 연결을 요청하고, 상기 액세스 포인트와 통신 링크를 설정하는 과정과, 논리적 이동(logical mobility)에 사용할 방식을 설정하는 과정과, 상기 액세스 포인트와의 통신을 개시하고 데이터를 송수신하는 과정을 포함한다.
본 발명의 또 다른 측면에 따른 가시광 통신 수행 방법은 가시광 통신용 액세스 포인트(AP; Access Point)가 휴대용 단말과 가시광 통신을 수행하는 방법에 있어서, 휴대용 단말의 액세스 포인트 탐색 신호를 수신하고 상기 탐색신호에 응답하는 과정과, 상기 휴대용 단말로부터 통신링크 연결 요청을 수신하고, 상기 휴대용 단말과 통신 링크를 설정하는 과정과, 상기 휴대용 단말의 논리적 이동(logical mobility)에 사용할 방식을 설정하는 과정과, 상기 휴대용 단말과의 통신을 개시하고 데이터를 송수신하는 과정을 포함한다.
본 발명의 가시광 통신 장치 및 방법에 따르면, 논리적 이동에 사용되는 신호의 종류를 최소화하여, 가시광 수신장치에 구비되는 전자소자의 수를 현저하게 줄일 수 있다.
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 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게는 자명하다 할 것이다.
그리고 후술되는 용어들은 본 발명에서의 기능을 고려하여 정의된 용어들로서 이는 사용자, 운용자의 의도 또는 관례 등에 따라 달라질 수 있다. 그러므로 그 정의는 본 명세서 전반에 걸친 내용을 토대로 내려져야 할 것이다.
본 발명의 일 실시예에 따른 가사광 통신장치는 가시광 송신장치 및 가시광 수신장치를 포함한다. 상기 가시광 송신장치는 실내 또는 실외에 고정되어 마련된 조명장치에 결합될 수 있으며, 상기 가시광 수신장치는 이동이 가능한 휴대용 단말 등에 결합될 수 있다.
비록, 본 발명의 일 실시예에서 상기 가시광 송신장치가 실내 또는 실외에 마련된 조명장치에 결합되고, 상기 가시광 수신장치는 휴대용 단말 등에 결합되어 상기 가시광 송신장치와 가시광 수신장치 사이의 단방향 통신을 예시하고 있으나, 본 발명이 이를 한정하는 것은 아니다. 상기 조명장치 및 휴대용 단말은 상기 가시광 송신장치 및 수신장치를 모두 구비하거나, 상기 조명장치가 상기 가시광 송신장치의 구성과 수신장치의 일부 구성을 포함할 수 있고, 상기 휴대용 단말이 상기 가시광 수신장치의 구성과 송신장치의 일부 구성을 포함할 수 있다. 이에 따라, 상기 조명장치 및 휴대용 단말에 구비된 상기 가시광 송신장치 및 수신장치를 통해 양방향 통신도 가능함은 물론이다.
한편, 분광광도계(分光光度計)에 의한 측정값을 기초로 하여 모든 색은 색도(x,y) 및 측광량(Y)(색의 밝기의 양: 광원에서 단위거리에 있는 광선에 수직인 단위면적에 단위시간 내에 도달하는 빛의 에너지량)의 조합으로 표현될 수 있다. 이를 이용하여, 가시광 통신에서 논리적 이동을 구현하기 위하여, 조명장치 각각이 서로 다른 색도(x,y) 및 측광량(Y)을 다양하게 조합하여 조명용 가사광을 출력하고, 색도(x,y) 및 측광량(Y)의 조합에 의해 다양한 파장 특성을 갖는 가시광을 통해 가시광 통신을 구현하는 방법이 제안되고 있다. 특히, 각 셀간의 간섭을 피하기 위하여 각 조명장치가 도 1a 및 1b에 도시된 바와 같은 복수의 파장을 갖는 가시광을 사용하여 통신하는 것이 제안되고 있다. 그러나, 이와 같이 각 셀간의 간섭을 피하기 위하여, 가시광 송신장치가 복수의 파장을 사용하게 되면, 가시광 수신장치는 상기 송신장치와 어떠한 파장을 이용하여 통신을 수행할지 모르기 때문에 가시광 송신장치가 가시광 통신을 위해 사용하는 모든 파장을 수신할 수 있도록 구현되어야 하는 문제가 있다.
다수의 파장을 이용하여 가시광 통신에서 논리적 이동을 구현하는데 발생되는 문제점을 해소하기 위하여, 본 발명에 따른 가시광 통신장치는 통신장치에 구비되는 구성요소를 최소화하여 가시광 통신에서 효과적으로 논리적 이동을 구현하는 장치 및 방법을 제공한다.
구체적으로, 본 발명의 일 실시예에 따른 가시광 통신장치는 적어도 4개의 서로 다른 특성의 가시광을 이용하며, 조명장치로 사용되는 가시광 송신장치는 4개의 서로 다른 특성의 가시광이 교차 출력되도록 배열된다. 도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 가시광 송신장치의 가시광 출력의 배열을 예시하는 도면이다. 도 2를 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 가시광 송신장치는 제1특성의 가시광 신호가 출력되는 제1영역(21), 제2특성의 가시광 신호가 출력되는 제2영역(22), 제3특 성의 가시광 신호가 출력되는 제3영역(23), 및 제4특성의 가시광 신호가 출력되는 제4영역(24)이 순차적으로 배치되며, 동일한 특성의 가시광이 동일한 영역에 중복되어 조사되지 않도록 배치된다.
본 발명의 일 실시예에서 가시광 통신장치가 적어도 4개의 서로 다른 특성의 가시광을 이용함을 예시하였으나 본 발명이 이를 한정하는 것은 아니다. 가시광 통신장치가 사용하는 서로 다른 특성의 가시광의 수는 가시광 송신장치가 커버하는 영역을 설계하는 방식에 대응하여 본 발명의 기술분야에서 통상의 지식을 가진자에 의해 다양하게 변경될 수 있음은 물론이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 가시광 송신장치의 구성을 도시하는 블록도이다. 도 3을 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 가시광 송시장치는 가시광 통신 프로토콜에 기초하여 가시광 통신을 통해 전송할 데이터를 생성하는 데이터 처리부(31), 가시광 통신 프로토콜에 기초하여 상기 데이터를 변조하는 변조부(33), 및 조명용 광을 출력하고 상기 변조된 데이터를 가시광 신호를 통해 전송하는 광 출력부(35)를 포함한다.
전술한 바와 같이 가시광 송신장치가 적어도 4개의 서로 다른 특성의 가시광을 출력하기 위하여, 상기 광 출력부(35)는 적어도 4개의 서로 다른 색의 가시광을 각각 출력하는 제1, 제2, 제3 및 제4발광소자(351,352,353,354)를 포함한다. 상기 광 출력부(35)는 조명장치로서 사용하는 광(예컨대, 백색광)을 출력하는 것으로서, 적어도 제1, 제2, 및 제3발광소자(351,352,353)는 적색, 녹색, 및 청색 광을 각각 출력하는 발광소자 일 수 있다. 또한, 제4발광소자(354)는 제1, 제2, 및 제3발광소 자(351,352,353)와 함께 조명장치로서 사용하는 광(예컨대, 백색광)을 출력하도록 설정된 광(예컨대, 황색광)을 출력하는 발광소자 일 수 있다.
나아가, 본 발명의 일 실시예에 따른 가시광 송신장치(30)는 광 출력부(35)의 출력 신호 특성을 제어하기 위한 광출력 제어부(37)를 더 포함한다. 상기 광출력 제어부(37)는 광 출력부(35)의 출력 신호 특성을 선택하고, 상기 변조부(33)로부터의 신호가 상기 선택된 특성의 신호를 통해 출력되도록 상기 광 출력부(35)를 제어한다. 구체적으로, 상기 광출력 제어부(37)는 상기 광 출력부(35)의 제1, 제2, 제3 및 제4발광소자(351,352,353,354) 중 어느 하나를 선택하고, 상기 변조부(33)로부터의 신호 전송 경로를 상기 선택된 발광소자로 연결한다.
또한, 광출력 제어부(37)는 상기 선택한 출력 신호 특성을 지시하는 정보를 상기 데이터 처리부(31)에 제공하고, 상기 데이터 처리부(31)는 상기 선택한 출력 신호 특성을 지시하는 정보를 전송할 데이터에 포함시키는 것이 바람직하다.
나아가, 양방향 통신을 수행하기 위하여, 본 발명의 일 실시예에 따른 가시광 송신장치(30)는 가시광 수신장치로부터 전송되는 신호를 수신하기 위한 광학필터(381)와 수광소자(382)를 구비하며, 수신한 신호를 가시광 프로토콜에 기초하여 복조하고, 데이터 처리부(31)로 출력하는 복조부(39)를 더 구비할 수 있다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 가시광 수신장치의 구성을 도시하는 블록도이다. 도 4를 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 가시광 수신장치(40)는 수신한 신호를 가시광 통신 프로토콜에 기초하여 복조하는 복조부(45) 및 상기 복조부(45)로부터의 데이터를 가시광 프로토콜에 기초하여 처리하는 데이터 처리 부(47)를 포함한다.
또한, 본 발명의 일 실시예에 따른 가시광 수신장치(40)는 서로 다른 특성의 가시광을 출력하는 가시광 송신장치에 대응하여, 상기 서로 다른 특성의 가시광 중 어느 하나의 신호를 선택적으로 수신하기 위한 구성부로써, 광 수신부(41) 및 광수신 제어부(43)를 구비한다.
가시광 송신장치가 적어도 4개의 서로 다른 특성의 가시광, 즉 서로 다른 색의 가시광을 출력함에 대응하여, 상기 광 수신부(41)는 상기 서로 다른 색들을 광을 통과시키는 광학필터들을 구비한다. 구체적으로, 가시광 송신장치가 적색, 녹색, 및 청색 광을 각각 출력하는 발광소자를 통해 가시광 신호를 출력함에 대응하여, 상기 광 수신부(41)는 적색, 녹색, 및 청색 가시광을 각각 통과시키는 제1, 제2, 및 제3광학필터(411,412,413)를 구비한다. 또한, 가시광 송신장치가 적색, 녹색, 및 청색 가시광과 함께 조명장치로서 사용하는 광(예컨대, 백색광)을 출력하도록 설정된 광(예컨대, 황색광)을 추가적으로 출력함에 따라, 이에 대응하는 가시광을 통과시키는 제4광학필터(414)를 더 구비한다.
그리고, 상기 광 수신부(41)는 제1, 제2, 제3 및 제4광학필터(411,412,413,414)를 통과한 광신호를 전기신호로 변환하여 출력하는 복수의 수광소자(415,416,417,418)를 구비한다.
나아가, 본 발명의 일 실시예에 따른 가시광 수신장치(40)는 광 수신부(41)의 신호 수신 경로를 제어하기 위한 광수신 제어부(43)를 더 포함한다. 구체적으로, 상기 광수신 제어부(43)는 상기 광 수신부(41)의 제1, 제2, 제3 및 제4광학필 터(411,412,413,414) 중 어느 하나를 선택하고, 선택된 광학필터로부터 출력되는 광신호가 상기 선택된 광학필터에 대응하는 수광소자를 통해 복조부(45)로 전달되도록 광 수신부(41)를 제어한다.
바람직하게, 상기 데이터 처리부(47)는 수신된 데이터로부터 가시광 송신장치가 삽입한 상기 선택된 출력 신호 특성을 지시하는 정보를 확인하고, 이를 광수신 제어부(43)에 제공한다. 이에 따라, 광수신 제어부(43)는 상기 선택된 출력 신호 특성에 대응하는 광학필터 및 수광소자를 선택할 수 있다.
나아가, 양방향 통신을 수행하기 위하여, 본 발명의 일 실시예에 따른 가시광 수신장치(40)는 가시광 송신장치로 가시광 신호를 전송하기 위한 데이터를 변조하는 변조부(48)와 변조된 데이터를 미리 정해진 색의 가시광 신호로 출력하는 발광소자(49)를 더 구비할 수 있다.
도 5는 본 발명의 다른 실시예에 따른 가시광 송신장치의 구성을 도시하는 블록도이다. 도 5를 참조하면, 본 발명의 다른 실시예에 따른 가시광 송시장치는 본 발명의 일 실시예에 따른 가시광 송시장치에 구비된 데이터 처리부(31)와 변조부(33)와 동일하게 데이터 처리부(51)와 변조부(53)를 구비한다.
본 발명의 다른 실시예에 따른 가시광 송시장치는 조명용 광을 출력하고 상기 변조된 데이터를 가시광 신호를 통해 전송하는 광 출력부(55)를 포함한다.
전술한 바와 같이 가시광 송신장치가 적어도 4개의 서로 다른 특성의 가시광을 출력하기 위하여, 상기 광 출력부(35)는 입력되는 신호를 적어도 4개의 서로 다른 주파수를 갖는 신호로 변환하는 제1, 제2, 제3 및 제4주파수 변환 부(551,552,553,554)를 포함한다. 그리고, 상기 광 출력부(55)는 조명장치로서 사용하는 광(예컨대, 백색광)을 출력하는 발광소자(56)를 더 포함하며, 상기 발광소자(56)는 조명장치로서 사용하는 광과 함께 제1, 제2, 제3 및 제4주파수 변환부(551,552,553,554)로부터 출력되는 신호를 가시광 통신을 위한 광신호로 변환하여 출력한다.
나아가, 본 발명의 다른 실시예에 따른 가시광 송신장치(50)는 광 출력부(55)의 출력 신호 특성을 제어하기 위한 광출력 제어부(57)를 더 포함한다. 상기 광출력 제어부(55)는 광 출력부(55)의 출력 신호 특성, 즉 출력 주파수를 선택하고, 상기 변조부(53)로부터의 신호가 상기 선택된 주파수의 신호를 통해 출력되도록 상기 광 출력부(55)를 제어한다. 구체적으로, 상기 광출력 제어부(55)는 상기 광 출력부(5)의 제1, 제2, 제3 및 제4주파수 변환부(551,552,553,554) 중 어느 하나를 선택하고, 상기 변조부(53)로부터의 신호 전송 경로를 상기 선택된 주파수 변환부로 연결한다.
또한, 광출력 제어부(57)는 상기 선택한 출력 신호 특성을 지시하는 정보를 상기 데이터 처리부(51)에 제공하고, 상기 데이터 처리부(51)는 상기 선택한 출력 신호 특성을 지시하는 정보를 전송할 데이터에 포함시키는 것이 바람직하다.
나아가, 본 발명의 다른 실시예에 따른 가시광 송신장치(50)는 본 발명의 일 실시예에 따른 가시광 송신장치(30)와 마찬가지로 양방향 통신을 수행하기 위한 광학필터(581), 수광소자(582), 및 복조부(59)를 더 구비할 수 있다.
도 6은 본 발명의 다른 실시예에 따른 가시광 수신장치의 구성을 도시하는 블록도이다. 도 6을 참조하면, 본 발명의 다른 실시예에 따른 가시광 수신장치(60)는 본 발명의 일 실시예에 따른 가시광 수신장치(40)와 동일하게 복조부(65) 및 데이터 처리부(67)를 구비한다.
또한, 본 발명의 다른 실시예에 따른 가시광 수신장치(60)는 본 발명의 일 실시예에 따른 가시광 수신장치(40)와 마찬가지로 상기 서로 다른 특성의 가시광 신호 중 어느 하나를 선택적으로 수신하기 위한 광 수신부(61) 및 광수신 제어부(63)를 구비하지만, 본 발명의 일 실시예의 가시광 수신장치가 서로 다른 색의 가시광 신호를 수신하는 것과 다르게, 본 발명의 다른 실시예의 가시광 수신장치는 서로 다른 주파수를 갖는 가시광 신호 중, 어느 하나를 수신한다. 이에 따라, 광 수신부(61)는 미리 정해진 색(예컨대, 백색)의 가시광을 통과시키는 광학필터(611)와 상기 광학필터를 통과한 광신호를 전기신호로 변환하는 수광소자(612)를 구비한다. 그리고, 광 수신부(61)는 상기 서로 다른 대역의 주파수를 갖는 신호를 통과시키는 대역통과필터들을 구비한다. 구체적으로, 가시광 송신장치가 서로 다른 주파수의 가시광 신호를 출력함에 대응하여, 상기 광 수신부(61)는 가시광 송신장치의 출력 주파수에 대응하는 주파수를 각각 통과시키는 제1, 제2, 제3 및 제4대역통과필터(621,622,623,624)를 구비한다.
나아가, 구체적으로, 상기 광수신 제어부(63)는 상기 광 수신부(61)의 제1, 제2, 제3 및 제4대역통과필터(621,622,623,624) 중 어느 하나를 선택하고, 선택된 대역통과필터로부터 출력되는 신호가 복조부(65)로 전달되도록 광 수신부(61)를 제어한다.
바람직하게, 상기 데이터 처리부(67)는 수신된 데이터로부터 가시광 송신장치가 삽입한 상기 선택된 출력 신호 특성을 지시하는 정보를 확인하고, 이를 광수신 제어부(63)에 제공한다. 이에 따라, 광수신 제어부(63)는 상기 선택된 출력 신호 특성에 대응하는 대역통과필터를 선택할 수 있다.
나아가, 본 발명의 다른 실시예에 따른 가시광 수신장치(60)는 본 발명의 일 실시예에 따른 가시광 수신장치(40)와 마찬가지로 양방향 통신을 수행하기 위한 변조부(68) 및 발광소자(69)를 더 구비할 수 있다.
도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 가시광 통신 방법의 동작 순서를 도시하는 흐름도이다.
이하, 도 7을 참조하여 가시광 통신 방법의 진행 과정을 설명한다. 가시광 통신 방법의 진행 과정에서, 전술한 본 발명에 따른 가시광 송신장치는 AP(Access Point)로서 동작할 수 있으며, 본 발명에 따른 가시광 수신장치는 휴대용 단말로서 동작할 수 있음을 예시한다.
도 7을 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 가시광 통신 방법은 우선 휴대용 단말에 의한 디스커버리 과정을 수행한다. 즉, 가시광 통신을 지원하는 상기 휴대용 단말이 가시광 통신용 조명장치가 설치된 지역에 진입하면, 수신 가능한 AP가 있는지 검색한다(701단계). 상기 휴대용 단말이 통신 가능한 AP를 발견하면 703단계를 진행하고, 상기 휴대용 단말이 통신 가능한 AP를 발견하지 못하면 701단계를 다시 수행한다.
다음으로, 703단계에서 휴대용 단말은 AP에게 통신 링크 연결을 요청하고, 704단계에서 상기 AP와 휴대용 단말은 논리적 이동(logical mobility)에 사용할 방식을 설정한다. 구체적으로, 논리적 이동(logical mobility)을 위해 AP와 휴대용 단말이 서로 지원 가능한 방식(예컨대, 가시광 색 파장 또는 주파수)을 교환하고, 논리적 이동(logical mobility)에 사용할 방식을 결정한다.
다음으로, 705단계에서, AP와 휴대용 단말은 통신 연결을 위하여 통신 링크 설정을 서로 교환한다. 이때 상기 AP는, 휴대용 단말이 접속한 AP와 상기 접속한 AP의 주변에 위치한 AP가 형성하는 셀이 어떻게 배치되어 있는지의 정보를 휴대용 단말에 제공한다. 이에 따라, 휴대용 단말은 자신의 논리적 이동을 지원하는데 사용한다.
이후, 706단계에서 AP와 휴대용 단말 사이의 통신이 개시되고, 707단계에서 AP와 휴대용 단말은 데이터를 송수신한다.
708단계에서 AP와 휴대용 단말 사이의 데이터 송수신이 종료되었는지 확인하고, 데이터 송수신이 종료되었으면 AP와 휴대용 단말 사이의 연결을 종료하고(709단계), 데이터 송수신이 종료되지 않았으면 셀 변경 즉 논리적 이동을 고려하기 위해 휴대용 단말은 주변의 AP들로부터 수신되는 신호의 세기를 측정한다(710단계). 예컨대, 신호의 세기를 측정하는 방법은 각 AP가 사용하는 파장 대역 빛의 수신(power) 또는 각 대역통과필터를 통해 수신되는 신호의 파워(power)를 측정하게 된다.
다음으로, 711단계에서 휴대용 단말에서는 각 AP들로부터 측정된 신호 세기를 비교한다. 그리고, 712단계에서 신호 세기의 비교 결과를 참조하여, 상기 휴대 용 단말이 이동중이며 다른 AP에 의해 형성되는 셀의 경계로 넘어가 논리적 이동이 필요한지 판단하게 된다. 셀 변경이 필요 없다면 707의 단계로 진행하여 데이터를 전송하고, 셀 변경이 필요하다면 713단계로 진행하여 705단계에서 수신한 셀 배치 정보를 확인하고, 706단계로 진행하여 다른 셀과 연결하기 위한 통신 연결을 요청한다.
비록, 본 발명의 일 실시예에서, 디스커버리를 수행하는 701 및 통신링크 연결을 요청하는 703단계가 휴대용 단말을 중심으로 수행되는 것을 예시하였으나, 본 발명이 이를 한정하는 것은 아니다. 이에 대한 대안으로써, 디스커버리 과정과 통신링크 연결요청이 AP를 중심으로 수행되는 것도 가능하다. 예컨대, 701단계는 AP가 담당하는 영역(Cell) 내에 가시광 통신이 가능한 휴대용 단말이 존재하는지 확인을 하고, 703단계는 AP가 단말기를 발견하게 되면 AP에서 휴대용 단말에게 통신 링크 연결을 요청할 수 있다.
이상에서 본 발명은 비록 한정된 실시예와 도면에 의해 설명되었으나, 본 발명은 이것에 의해 한정되지 않으며 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 다양한 수정 및 변형이 가능함은 물론이다.
도 1a 및 1b는 가시광 통신에 사용되는 가시광 파장을 예시하는 도면,
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 가시광 송신장치의 가시광 출력의 배열을 예시하는 도면,
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 가시광 송신장치의 구성을 도시하는 블록도,
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 가시광 수신장치의 구성을 도시하는 블록도,
도 5는 본 발명의 다른 실시예에 따른 가시광 송신장치의 구성을 도시하는 블록도,
도 6은 본 발명의 다른 실시예에 따른 가시광 수신장치의 구성을 도시하는 블록도,
도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 가시광 통신 방법의 동작 순서를 도시하는 흐름도.

Claims (26)

  1. 가시광 통신 데이터를 송신하는 장치에 있어서,
    전송할 데이터를 처리하여 출력하는 데이터 처리부와,
    상기 데이터 처리부로부터 수신한 데이터를 가시광 통신을 위한 신호로 변조하는 변조부와,
    미리 정해진 색의 광을 출력하고, 두 개의 서로 다른 특성의 신호 중, 선택된 어느 하나의 특성의 신호를 상기 광에 포함시켜 출력하는 광 출력부와,
    상기 서로 다른 특성의 신호들 중 적어도 하나를 선택하고, 상기 변조부로부터의 신호가 상기 선택된 특성의 신호를 통해 출력되도록 상기 광 출력부를 제어하는 광출력 제어부를 포함함을 특징으로 하는 가시광 통신 데이터 송신장치.
  2. 제1항에 있어서, 상기 광 출력부는 서로 다른 색의 광을 출력하는 복수의 광소자를 포함하며, 상기 복수의 광소자로부터 발생되는 서로 다른 색의 광의 조합하여 조명으로 사용되는 광을 출력함을 특징으로 하는 가시광 통신 데이터 송신장치.
  3. 제2항에 있어서, 상기 광 출력부는 적어도 4개의 서로 다른 색을 발생시키는 발광소자를 구비하는 것을 특징으로 하는 가시광 통신 데이터 송신장치.
  4. 제3항에 있어서, 상기 광 출력부는 적어도 적색, 청색, 및 녹색 광을 발생시 키는 광소자를 구비하는 것을 특징으로 하는 가시광 통신 데이터 송신장치.
  5. 제2항에 있어서, 상기 광출력 제어부는 상기 복수의 광소자 중 어느 하나의 광소자를 선택하고, 상기 변조부로부터의 신호가 상기 선택된 광소자로 전달하는 것을 특징으로 하는 가시광 통신 데이터 송신장치.
  6. 제1항에 있어서, 상기 광 출력부는,
    입력되는 신호를 서로 다른 주파수를 갖는 신호로 변환하는 복수의 주파수 변환부와,
    상기 주파수 변환부로부터의 신호를 광신호로 변환하여 출력하는 광소자를 포함함을 특징으로 하는 가시광 통신 데이터 송신장치.
  7. 제6항에 있어서, 상기 광 출력부는 적어도 4개의 서로 다른 주파수를 출력하는 주파수 변환부를 구비하는 것을 특징으로 하는 가시광 통신 데이터 송신장치.
  8. 제6항에 있어서, 상기 광소자는 조명으로 사용되는 광을 발생시키는 소자인 것을 특징으로 하는 가시광 통신 데이터 송신장치.
  9. 제6항에 있어서, 상기 광출력 제어부는 상기 복수의 주파수 변환부 중 어느 하나를 선택하고, 상기 변조부로부터의 신호를 상기 선택된 주파수 변환부로 전달 하는 것을 특징으로 하는 가시광 통신 데이터 송신장치.
  10. 제1항 내지 제9항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 데이터 처리부는 상기 광출력 제어부가 선택하는 특성을 지시하는 정보를 상기 전송할 데이터에 포함시키는 것을 특징으로 하는 가시광 통신 데이터 송신장치.
  11. 가시광 통신 데이터를 수신하는 장치에 있어서,
    서로 다른 특성의 신호들 중 어느 하나를 선택적으로 수신하는 광수신부와,
    상기 광신호 수신부의 신호 선택을 제어하는 광수신 제어부와,
    상기 광수신 제어부로부터 수신한 신호를 가시광 통신 데이터로 복조하는 복조부와,
    상기 복조부로부터의 데이터를 처리하는 데이터 처리부를 포함함을 특징으로 하는 가시광 통신 데이터 수신장치.
  12. 제11항에 있어서, 상기 광수신부는
    서로 다른 색의 광을 각각 통과시키는 복수의 광학필터와,
    상기 복수의 광학필터를 통해 통과되는 광신호를 각각 검출하여 전기신호로 변환하는 복수의 수광소자를 포함함을 특징으로 하는 가시광 통신 데이터 수신장치.
  13. 제12항에 있어서, 상기 광수신부는 적어도 4개의 서로 다른 색을 각각 통과시키는 복수의 광학필터를 구비하는 것을 특징으로 하는 가시광 통신 데이터 수신장치.
  14. 제13항에 있어서, 상기 광수신부는 적어도 적색, 청색, 및 녹색 광을 통과시키는 광학필터를 구비하는 것을 특징으로 하는 가시광 통신 데이터 수신장치.
  15. 제12항에 있어서, 상기 광수신 제어부는 복수의 수광소자 중 어느 하나를 선택하고, 상기 수광소자를 통해 출력되는 신호를 복조부로 전달하는 것을 특징으로 하는 가시광 통신 데이터 수신장치.
  16. 제11항에 있어서, 상기 광수신부는,
    미리 정해진 색의 광을 통과시키는 광학필터와,
    상기 광학필터를 통해 통과되는 광신호를 검출하여 전기신호로 변환하는 수광소자와,
    상기 광수신 제어부에 의해 선택된 주파수 대역의 신호를 통과시키는 대역통과필터를 포함함을 특징으로 하는 가시광 통신 데이터 수신장치.
  17. 제16항에 있어서,
    서로 다른 대역의 신호를 각각 통과시키는 복수의 대역통과필터를 구비하며, 상기 광수신 제어부에 의해 선택된 대역통과필터가 통해 상기 수광소자로부터의 신호를 통과시키는 것을 특징으로 하는 가시광 통신 데이터 수신장치.
  18. 제16항에 있어서, 상기 광수신부는 적어도 4개의 서로 다른 주파수를 각각 통과시키는 적어도 4개의 대역통과필터를 구비하는 것을 특징으로 하는 가시광 통신 데이터 수신장치.
  19. 제11항 내지 제18항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 데이터 처리부는 수신된 데이터로부터 상기 광수신 제어부가 선택하는 특성을 지시하는 정보를 확인하고, 상기 확인된 정보를 상기 광수신 제어부로 제공하는 것을 특징으로 하는 가시광 통신 데이터 수신장치.
  20. 휴대용 단말이 가시광 통신을 수행하는 방법에 있어서,
    통신 가능한 가시광 통신용 액세스 포인트(AP; Access Point)를 탐색하는 과정과,
    상기 액세스 포인트에 통신링크 연결을 요청하고, 상기 액세스 포인트와 통신 링크를 설정하는 과정과,
    논리적 이동(logical mobility)에 사용할 방식을 설정하는 과정과,
    상기 액세스 포인트와의 통신을 개시하고 데이터를 송수신하는 과정을 포함함을 특징으로 하는 가시광 통신 수행 방법.
  21. 제20항에 있어서, 상기 논리적 이동을 위해 가시광 색 파장 및 주파수 중 선택된 어느 하나를 설정하는 것을 특징으로 하는 가시광 통신 수행 방법.
  22. 제20항에 있어서, 상기 통신 링크를 설정하는 과정은,
    상기 액세스 포인트들의 배열을 지시하는 정보를 포함하는 액세스 포인트 배치정보를 수신하는 과정을 포함함을 특징으로 하는 가시광 통신 수행 방법.
  23. 제22항에 있어서,
    상기 액세스 포인트들로부터 수신되는 신호의 세기를 확인하는 과정과,
    신호의 세기에 기초하여 논리적 이동 여부를 확인하는 과정과,
    액세스 포인트 배치정보에 기초하여, 논리적 이동을 수행하는 과정을 포함함을 특징으로 하는 가시광 통신 수행 방법.
  24. 가시광 통신용 액세스 포인트(AP; Access Point)가 휴대용 단말과 가시광 통신을 수행하는 방법에 있어서,
    휴대용 단말의 액세스 포인트 탐색 신호를 수신하고 상기 탐색신호에 응답하는 과정과,
    상기 휴대용 단말로부터 통신링크 연결 요청을 수신하고, 상기 휴대용 단말과 통신 링크를 설정하는 과정과,
    상기 휴대용 단말의 논리적 이동(logical mobility)에 사용할 방식을 설정하는 과정과,
    상기 휴대용 단말과의 통신을 개시하고 데이터를 송수신하는 과정을 포함함을 특징으로 하는 가시광 통신 수행 방법.
  25. 제24항에 있어서, 상기 논리적 이동을 위해, 가시광 색 파장 및 주파수 중 선택된 어느 하나를 설정하는 것을 특징으로 하는 가시광 통신 수행 방법.
  26. 제24항에 있어서, 상기 통신 링크를 설정하는 과정은,
    상기 액세스 포인트들의 배열을 지시하는 정보를 포함하는 액세스 포인트 배치정보를 전송하는 과정을 포함함을 특징으로 하는 가시광 통신 수행 방법.
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