KR20110031082A - Visible light wireless communication method minimizing the brightness reduction of light source and enabling the dimming control of light source, and apparatus therefor - Google Patents

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Abstract

PURPOSE: A visual light wireless communication method and a device for the same are provided to minimize the brightness reduction of a visual light source or a light device which is generated by a code for a communication and a demodulation function. CONSTITUTION: A coding and modulating unit(120) code and modulates each bit of a code which will transmits the code by at least one between a first modulating signal and a second modulating signal. The first modulating signal is for enabling light during a unit time in continuous on state. A second modulating signal is for generating the off/on of light within the unit time or generating on/off modification. A visible light source driving unit(130) drives the light by using a first modulating signal or a second modulating signal. The visible light source driving unit performs visible light wireless communication through the light.

Description

광원의 밝기 감소를 최소화하고 광원의 밝기를 조절할 수 있는 가시광 무선통신 방법, 및 그것을 위한 장치{Visible light wireless communication method minimizing the brightness reduction of light source and enabling the dimming control of light source, and apparatus therefor}Visible light wireless communication method minimizing the brightness reduction of light source and enabling the dimming control of light source, and apparatus therefor}

본 발명은 가시광 무선통신 방법, 및 그것을 위한 장치에 관한 것이다. 보다 상세하게는, 광원의 밝기 감소를 최소화하고 광원의 밝기를 조절할 수 있는 가시광 무선통신 코딩 및 변조 방법, 및 그것을 위한 장치에 관한 것이다.The present invention relates to a visible light wireless communication method, and an apparatus therefor. More particularly, the present invention relates to a visible light wireless communication coding and modulation method capable of minimizing brightness reduction of a light source and adjusting the brightness of the light source, and an apparatus therefor.

본 발명은 지식경제부 및 정보통신연구진흥원의 IT원천기술개발사업의 일환으로 수행한 연구로부터 도출된 것이다[과제관리번호:2008-F-009-02, 과제명:IT조명통신융합 380~780 나노미터 가시광 RGB 선별 무선통신 연구].The present invention is derived from a study conducted as part of the IT source technology development project of the Ministry of Knowledge Economy and the Ministry of Information and Communication Research and Development. [Task management number: 2008-F-009-02, Project name: IT lighting communication convergence 380 ~ 780 nano] Meter Visible RGB Screening Wireless Communication Research].

최근 에너지 절감과 지구 온실 가스를 감축해야만 하는 현실적 환경 변화에 따라 LED(Light Emitting Diode)를 이용한 조명 기구와 디스플레이 장치들이 자동차, 신호등, 광고판, TV, 모니터, 휴대 기기, 특수 조명 및 일반 조명 등의 일상 생활에 급속히 확산되고 있다. 또한, 이와 더불어 LED 조명 기구와 디스플레이 장치들에 통신 기능을 부가하여 LED 광원의 고유 목적과 통신 수단으로서의 목적을 동시에 달성하고자 하는 무선통신 기술도 활발히 연구되고 있다.In accordance with the recent changes in the energy environment and the reduction of global greenhouse gases, lighting fixtures and display devices using LED (Light Emitting Diode) have been applied to automobiles, traffic lights, billboards, TVs, monitors, mobile devices, special lighting and general lighting. It is rapidly spreading in daily life. In addition, wireless communication technologies have been actively researched to add a communication function to LED lighting devices and display devices to simultaneously achieve the purpose of the LED light source and the purpose as a communication means.

이는 LED 광원이 기존 광원들에 비해 수명이 길고 전력 효율이 우수하며 다양한 색 구현이 가능하고 디지털 제어가 가능하다는 장점을 갖고 있기 때문이다. 또한, UN(United Nations) 기후변화협약의 교토의정서 발효에 따라 에너지 절감과 온실 가스를 의무적으로 감축해야만 하는 현실적인 상황들도 세계 여러 나라들에서 기존의 광원들을 LED 광원으로 급속히 교체하고 있는 이유 중 하나이다.This is because an LED light source has a long life, excellent power efficiency, various colors, and digital control. In addition, the realistic situation of mandatory energy reduction and greenhouse gas reduction in accordance with the entry into force of the United Nations Climate Change Convention's Kyoto Protocol is one of the reasons why countries around the world are rapidly replacing existing light sources with LED light sources. .

가시광 무선통신 기술은 인간이 눈으로 인지할 수 있는 가시광 파장 대역(380n~780nm 영역)의 빛을 이용하여 무선으로 정보를 전달하는 무선통신 기술이다. 이 기술은 가시광 파장 대역의 빛을 이용한다는 측면에서 기존의 유선 광통신 기술과 구별된다.Visible light wireless communication technology is a wireless communication technology that transmits information wirelessly using light in the visible light wavelength band (380n ~ 780nm region) that can be recognized by the human eye. This technology is distinguished from the conventional wired optical communication technology in that it uses light in the visible wavelength band.

또한, 가시광 무선통신 기술은 현재 널리 사용하고 있는 RF(Radio Frequency) 무선통신과 달리 주파수 이용 측면에서 규제 또는 허가를 받지 않고 자유롭게 이용할 수 있다는 편리성과 물리적 보안성이 우수하고 통신 링크를 사용자가 눈으로 확인할 수 있다는 차별성을 가지고 있으며, 무엇보다도 광원의 고유 목적과 통신 기능을 통시에 얻을 수 있다는 융합 기술로서의 특징으로 가지고 있다.In addition, unlike the RF (Radio Frequency) wireless communication which is currently widely used, visible light wireless communication technology is excellent in convenience and physical security that can be freely used without any regulation or permission in terms of frequency use, and users can easily view the communication link. It has the distinction of being able to confirm, and above all, it is characterized as a convergence technology that can attain the unique purpose and communication function of the light source at the same time.

가시광 무선통신 시스템의 송수신 구조는 아날로그와 디지털 통신 방법에 따라 다양하게 설계될 수 있다. 뿐만 아니라, 아날로그와 디지털 각각의 통신 방법에 대해서도 어떤 전기적 변복조 방법을 적용하느냐에 따라 다양하게 설계될 수 있어 이에 대한 연구가 활발하게 진행되고 있다.The transmission and reception structure of the visible light wireless communication system may be designed in various ways according to analog and digital communication methods. In addition, various electrical modulation and demodulation methods for analog and digital communication methods can be designed in various ways, and studies on this are being actively conducted.

한편, LED 광원을 이용한 디지털 가시광 무선통신 시스템에서는 송신 광신호의 위상에 대한 정보를 수신부에서 검출하기 어렵기 때문에, 도 1과 같이 전기적 데이터 신호 "0"과 "1"을 가시광 신호의 세기 변화로 변조시키는 세기 변조 방법 혹은 OOK(On-Off Keying) 변조 방법이 일반적으로 적용되고 있으며, 이는 비교적 구성이 간단하다는 장점을 가지고 있다.On the other hand, in the digital visible light wireless communication system using the LED light source, since it is difficult for the receiver to detect information on the phase of the transmitted optical signal, the electrical data signals "0" and "1" are changed to the intensity of the visible light signal as shown in FIG. Modulation strength modulation method or OOK (On-Off Keying) modulation method is generally applied, which has the advantage of relatively simple configuration.

도 2는 일반적인 LED 광원의 인가 전류 또는 전압 변화에 따른 출력 가시광 신호의 세기를 나타내는 전달 함수 그래프로서, 전기적 데이터 신호 "0"과 "1'을 가시광 신호의 세기 변화로 변조시키는 세기 변조 방법 혹은 OOK(On-Off Keying) 변조 방법의 원리를 나타내는 그래프이다. 또한, 일반적인 디지털 통신 시스템의 송신부에서는 도 1에 도시한 바와 같이, 디지털 신호 "0"과 "1"을 시스템에서 규정하는 "0"과 "1"의 신호 파형으로 매핑하는 코딩 블록을 갖게 되는데, 시스템의 특성에 따라 NRZ(Non Return-to-Zero), RZ(Return-to-Zero), Manchester 등과 같은 코딩 기법이 주로 사용된다.2 is a transfer function graph illustrating the intensity of an output visible light signal according to a change in applied current or voltage of a general LED light source, and an intensity modulation method or OOK for modulating electrical data signals "0" and "1" into a change in intensity of a visible light signal; (On-Off Keying) This is a graph showing the principle of the modulation method, and as shown in Fig. 1, the transmission unit of a general digital communication system defines the digital signals " 0 " and " 1 " It has a coding block that maps to a signal waveform of "1". Depending on the characteristics of a system, coding techniques such as non-return-to-zero (NRZ), return-to-zero (RZ), and Manchester are mainly used.

도 3은 도 1과 같은 디지털 가시광 무선통신 시스템의 송신부에 NRZ 코딩 방법과 OOK 변조 방법을 적용했을 때, 송신부에서 출력되는 가시광 신호의 파형을 도시한 것이고, 도 4는 도 1과 같은 디지털 가시광 무선통신 시스템의 송신부에 RZ 코딩 방법과 OOK 변조 방법을 적용했을 때, 송신부에서 출력되는 가시광 신호의 파형을 도시한 것이다. 그리고, 도 5는 도 1과 같은 디지털 가시광 무선통신 시스템의 송신부에 Manchester 코딩 방법과 OOK 변조 방법을 적용했을 때, 송신부에서 출력되는 가시광 신호의 파형을 도시한 것이다.3 is a diagram illustrating waveforms of visible light signals output from a transmitter when the NRZ coding method and the OOK modulation method are applied to a transmitter of a digital visible light wireless communication system as shown in FIG. 1, and FIG. 4 is a digital visible light radio of FIG. When the RZ coding method and the OOK modulation method are applied to the transmitter of the communication system, the waveform of the visible light signal output from the transmitter is shown. 5 illustrates waveforms of a visible light signal output from a transmitter when the Manchester coding method and the OOK modulation method are applied to a transmitter of a digital visible light wireless communication system as shown in FIG. 1.

한편, 도 3 내지 도 5와 같은 코딩 방법을 적용했을 때, 송신부의 가시광 광원에서 출력되는 광신호의 평균 출력은 확률적으로 데이터 "1"과 "0"의 개수가 동일하다고 할 때, NRZ-OOK와 Manchester-OOK 코딩 및 변조 방법에서는 데이터 "1" 신호의 절반에 해당하는 크기의 신호가 일정하게 인가되는 경우의 광 출력과 같으며, RZ-OOK 코딩 및 변조 방법에서는 NRZ-OOK와 Manchester-OOK 코딩 및 변조 방법의 경우보다도 작은 광 신호를 출력하게 된다. 일 예로, Manchester-OOK 코딩 및 변조 방법에서 출력되는 가시광 신호의 평균 광 출력을 나타내면 도 6과 같다.On the other hand, when the coding method as shown in Figs. 3 to 5 is applied, the average output of the optical signal output from the visible light source of the transmitter is stochastic when the number of data "1" and "0" is equally equal. The OOK and Manchester-OOK coding and modulation methods are equivalent to the optical output when a signal equal to half the size of the data "1" signal is constantly applied. In the RZ-OOK coding and modulation methods, the NRZ-OOK and Manchester- The optical signal is smaller than that of the OOK coding and modulation method. For example, FIG. 6 shows an average light output of a visible light signal output by the Manchester-OOK coding and modulation method.

따라서, 도 3 내지 도 5와 같은 코딩 및 변조 방법을 가시광 무선통신 시스템의 송신부에 적용하면 실제 송신용 LED 광원이 출력할 수 있는 광 출력 파워의 절반 혹은 그 이하의 광 출력만이 방사되기 때문에 광원의 밝기를 충분히 제공하지 못한다는 단점을 가지고 있다.Therefore, if the coding and modulation method as shown in Figs. 3 to 5 is applied to the transmitter of the visible light wireless communication system, only half or less of the light output power that the actual LED light source can output is radiated. The disadvantage is that it does not provide enough brightness.

물론, 도 3 내지 도 5와 같은 코딩 및 변조 방법에서 전기적 데이터 신호의 진폭을 크게 증가시키거나 DC 성분을 추가함으로써 광원의 평균 광 출력을 증가시킬 수는 있겠지만(도 7 및 도 8 참조), 이 또한 LED 광원(또는 조명)의 구동 허용치를 초과하게 되면 광원의 수명을 크게 단축시키게 되므로 효율적인 방법은 아니다.Of course, in the coding and modulation method as shown in Figs. 3 to 5, the average light output of the light source can be increased by greatly increasing the amplitude of the electrical data signal or adding the DC component (see Figs. 7 and 8). In addition, exceeding the driving allowance of the LED light source (or illumination) greatly shortens the life of the light source, which is not an efficient method.

또한, 광원의 평균 광 출력을 증가시키기 위해 변조 신호의 크기를 조절하게 되면 밝기 조절이 어느 정도는 가능하지만, 이 경우 광원의 색상이 일정하게 유지될 수 없다는 단점을 갖고 있다.In addition, if the size of the modulation signal is adjusted to increase the average light output of the light source, the brightness may be controlled to some extent, but in this case, the color of the light source may not be kept constant.

또한, 도 3 내지 도 5와 같은 코딩 및 변조 방법들이 적용된 도 1과 같은 디지털 가시광 무선통신 시스템은 광원의 밝기 변화를 조절하는 제어 신호의 입력 포트를 갖고 있지 않아 광원의 밝기 조절이 어려우며, 밝기 변화를 조절하는 제어 신호의 입력 포트를 갖고 있다 하더라도 전술한 바와 같이 매우 한정된 범위 내에서만 밝기 조절이 가능하다.In addition, the digital visible light wireless communication system of FIG. 1 to which the coding and modulation methods of FIGS. 3 to 5 are applied does not have an input port of a control signal for adjusting the change of the brightness of the light source, making it difficult to adjust the brightness of the light source. Even if it has an input port of a control signal for adjusting the brightness can be adjusted only within a very limited range as described above.

본 발명은 상기한 바와 같은 문제점을 해결하기 위하여 제안된 것으로서,The present invention has been proposed to solve the above problems,

조명 기기 또는 가시광을 발광하는 가시광원에 가시광 무선통신용 송신 기능을 부가했을 때, 통신용 코딩 및 변조 기능에 의해 발생되는 조명 기기 또는 가시광 광원의 밝기 감소를 최소화하고, 동시에 조명기기 또는 가시광원의 밝기를 조절할 수 있는 가시광 무선통신 방법 및 그것을 위한 장치를 제공하는 것을 목적으로 한다.When the visible light wireless communication transmission function is added to a lighting device or a visible light source that emits visible light, the brightness reduction of the lighting device or the visible light source generated by the communication coding and modulation function is minimized, and the brightness of the lighting device or the visible light source is simultaneously reduced. An object of the present invention is to provide an adjustable visible light wireless communication method and an apparatus therefor.

또한, 본 발명의 다른 목적은 가시광 광원의 밝기 조절과 동시에 광원의 색상이 일정하게 유지될 수 있으며, 가시광원의 구동 허용치를 초과하지 않아 가시광원의 수명 단축을 초래하지 않는 가시광 무선통신 방법 및 그것을 위한 장치를 제공하는 것이다.In addition, another object of the present invention is to control the brightness of the visible light source and at the same time the color of the light source can be kept constant, visible light wireless communication method that does not exceed the driving allowance of the visible light source does not cause a shortening of the visible light source and the same It is to provide a device for.

또한, 본 발명의 또 다른 목적은 가시광원의 깜빡거림을 방지할 수 있는 추가적인 라인 코딩 기능을 본 발명에 따른 코딩 및 변조 방법과 결합하여 사용함으로써, 광원의 밝기 조절이 가능하고 깜빡거림이 나타나지 않는 가시광 무선통신 방법 및 그것을 위한 장치를 제공하는 것이다.In addition, another object of the present invention is to use the additional line coding function that can prevent the flicker of the visible light in combination with the coding and modulation method according to the present invention, the brightness of the light source can be adjusted and flickering does not appear A visible light wireless communication method and apparatus therefor are provided.

본 발명의 실시예에 따른 가시광 무선통신 송신기는, 전송하고자 하는 코드의 각각의 비트를, 단위 시간 동안 조명이 계속 켜짐 상태로 있도록 하는 제1 변조신호 및 단위 시간 내에 조명의 꺼짐/켜짐 혹은 켜짐/꺼짐 변이가 발생하도록 하는 제2 변조신호 중 어느 하나로 코딩 및 변조하는 코딩 및 변조부; 및 상기 제1 변조신호 또는 제2 변조신호를 이용해 상기 조명을 구동하여 상기 조명을 통한 가시광 무선통신이 수행되도록 처리하는 가시광원 구동부를 구비한다.The visible light wireless transmitter according to the embodiment of the present invention, each bit of the code to be transmitted, the first modulated signal to keep the lighting on for a unit of time and the lighting is turned off / on or on / within the unit time A coding and modulation unit for coding and modulating one of the second modulated signals to cause an off transition to occur; And a visible light source driver for driving the illumination using the first modulated signal or the second modulated signal to process visible light wireless communication through the illumination.

특히, 상기 제2 변조신호는, 상기 단위 시간 내에 한 번의 상기 꺼짐/켜짐 혹은 켜짐/꺼짐 변이가 발생하도록 하는 것을 특징으로 한다.In particular, the second modulated signal is characterized in that one off / on or on / off transition occurs within the unit time.

또한, 외부로부터 입력되는 밝기 조절 신호에 따라, 상기 제2 변조신호의 상기 꺼짐/켜짐 혹은 켜짐/꺼짐 변이가 발생하는 시점을 제어하여 상기 조명의 밝기를 조절하는 제어부를 더 구비하는 것을 특징으로 한다.The controller may further include a controller configured to adjust the brightness of the illumination by controlling a time point at which the off / on or on / off transition of the second modulated signal occurs according to the brightness control signal input from the outside. .

또한, 상기 제어부는, 상기 밝기 조절 신호에 포함된 상기 조명의 밝기 조절 값이 설정 값 이하인 경우, 상기 코드의 각각의 비트를, 단위 시간 동안 조명이 계속 꺼짐 상태로 있도록 하는 제1 변조신호 및 단위 시간 내에 조명의 꺼짐/켜짐 혹은 켜짐/꺼짐 변이가 발생하도록 하는 제2 변조신호 중 어느 하나로 코딩 및 변조되도록 상기 코딩 및 변조부를 제어하는 것을 특징으로 한다.The control unit may further include setting a first modulation signal and a unit for each bit of the code to keep the lighting off for a unit time when the brightness adjustment value of the illumination included in the brightness adjustment signal is equal to or less than a set value. And control the coding and modulator to be coded and modulated with any one of the second modulated signals to cause an off / on or on / off transition of illumination within time.

또한, 상기 조명이 계속 켜짐 상태로 있도록 하는 제1 변조신호의 신호 레벨과 상기 조명이 켜짐 상태가 되도록 하는 상기 제2 변조신호의 신호 레벨은 동일한 것을 특징으로 한다.In addition, the signal level of the first modulated signal for keeping the illumination in the on state and the signal level of the second modulated signal for the illumination in the on state is the same.

또한, 상기 조명이 계속 켜짐 상태로 있도록 하는 제1 변조신호의 신호 레벨과 상기 조명이 켜짐 상태가 되도록 하는 제2 변조신호의 신호 레벨은 상기 조명의 구동 허용치 이하인 것을 특징으로 한다.In addition, the signal level of the first modulated signal for keeping the illumination in the on state and the signal level of the second modulated signal for the illumination in the on state is characterized in that less than the driving allowance of the illumination.

또한, 소스 코드를 제1 개수의 비트들 단위의 소스 코드들로 인식하고, 상기 소스 코드들 각각을 상기 제1 개수 보다 큰 제2 개수의 비트들 단위의 인코딩 코드로 코딩하여 상기 코딩 및 변조부에 전달하는 라인 코딩부를 더 구비하고, 상기 인코딩 코드는 1에 해당하는 비트수와 0에 해당하는 비트수가 동일한 것을 특징으로 한다.The coding and modulation unit may recognize source codes as source codes in units of a first number of bits, and encode each of the source codes in an encoding code of units of a second number of bits larger than the first number. The apparatus may further include a line coding unit to transmit to the encoding code, wherein the encoding code is equal to the number of bits corresponding to 1 and the number of bits corresponding to 0.

또한, 상기 제1 개수는 4개이고, 상기 제 2개수는 6개인 것을 특징으로 한다.The first number is four, and the second number is six.

또한, 상기 라인 코딩부는, 상기 소스 코드 "0000", "0001", "0010", "0011", "0100", "0101", "0110", "0111", "1000", "1001", "1010", "1011", "1100", "1101", "1110", "1111"을 각각 상기 인코딩 코드 "001110", "001101", "010011", "010110", "010101", "100011", "100110", "100101", "011001", "011010", "011100", "110001", "110010", "101001", "101010", "101100" 중 어느 하나로 인코딩하는 것을 특징으로 한다.
The line coding unit may include the source codes “0000”, “0001”, “0010”, “0011”, “0100”, “0101”, “0110”, “0111”, “1000”, “1001”, "1010", "1011", "1100", "1101", "1110", and "1111" are the encoding codes "001110", "001101", "010011", "010110", "010101", and "100011" respectively. "," 100110 "," 100101 "," 011001 "," 011010 "," 011100 "," 110001 "," 110010 "," 101001 "," 101010 "," 101100 "characterized by encoding .

한편, 본 발명의 실시예에 따른 가시광 무선통신 방법은, 가시광원으로부터 가시광 신호를 수신하여 상기 가시광 신호를 전기적 신호로 변환하는 광신호 수신부; 및 상기 전기적 신호를 이용하여 단위 시간 내에 상기 가시광원이 계속 켜져 있는 구간을 제1 비트로 복조하고, 단위 시간 내에 상기 가시광원의 꺼짐/켜짐 혹은 켜짐 꺼짐 변이가 발생하는 구간을 제2 비트로 복조하는 복조 및 디코딩부를 구비한다.On the other hand, the visible light wireless communication method according to an embodiment of the present invention, the optical signal receiving unit for receiving the visible light signal from the visible light source to convert the visible light signal into an electrical signal; And demodulating a section in which the visible light source is continuously turned on in the unit time using the electrical signal to the first bit, and demodulating a section in which the off / on or on / off transition of the visible light source occurs in the unit time to the second bit. And a decoding unit.

특히, 상기 복조 및 디코딩부로부터 출력되는 데이터 패턴을 제1 개수의 비트들 단위의 수신 코드들로 인식하고, 상기 수신 코드들 각각을 상기 제1 개수보다 작은 제2 개수의 비트들 단위의 디코딩 코드로 디코딩하는 라인 디코딩부를 더 구비하고, 상기 수신 코드들 각각은 1에 해당하는 비트수와 0에 해당하는 비트수가 동일한 것을 특징으로 한다.
In particular, the data pattern output from the demodulation and decoding unit recognizes the received codes in the unit of the first number of bits, and each of the received codes is a decoding code in the unit of the second number of bits smaller than the first number. The apparatus may further include a line decoding unit configured to decode the PDU, wherein each of the received codes has the same number of bits as 1 and the number of bits corresponding to 0.

본 발명의 실시예에 따른 가시광 무선통신 방법은, 가시광 무선통신 송신기가, 전송하고자 하는 코드의 각각의 비트를, 단위 시간 동안 조명이 계속 켜짐 상태로 있도록 하는 제1 변조신호 및 단위 시간 내에 조명의 꺼짐/켜짐 혹은 켜짐/꺼짐 변이가 발생하도록 하는 제2 변조신호 중 어느 하나로 코딩 및 변조하는 단계; 및 상기 제1 변조신호 또는 제2 변조신호를 이용해 상기 조명을 구동하여 상기 조명을 통한 가시광 무선통신이 수행되도록 처리하는 단계를 포함한다.In the visible light wireless communication method according to an embodiment of the present invention, the visible light wireless communication transmitter, each bit of the code to be transmitted, the first modulation signal and the illumination within the unit time to keep the lighting on for a unit time Coding and modulating with any of the second modulated signals to cause off / on or on / off transitions; And driving the illumination using the first modulated signal or the second modulated signal to process visible light wireless communication through the illumination.

본 발명에 따르면 다음과 같은 효과를 기대할 수 있다.According to the present invention, the following effects can be expected.

조명 기기 혹은 가시광을 발광하는 가시광원에 가시광 무선통신용 송신 기능을 부가하더라도 통신용 코딩 및 변조 기능에 의해 발생되는 조명 기기 혹은 가시광원의 밝기 감소를 최소화할 수 있고, 동시에 조명 기기 혹은 가시광원의 밝기를 조절할 수 있다.In addition to the transmission of visible light wireless communication to a lighting device or a visible light source that emits visible light, a reduction in the brightness of the lighting device or visible light source generated by the communication coding and modulation function can be minimized, and at the same time, the brightness of the lighting device or visible light source can be reduced. I can regulate it.

또한, 통신용 코딩 및 변조 기능으로 가시광 무선통신용 조명 기기 혹은 가시광원의 밝기를 조절하더라도 디지털 "0" 신호에 대응되는 조명의 켜짐 상태 레벨과 디지털 "1" 신호에 대응되는 켜짐 상태 레벨이 서로 같기 때문에 광원의 색상을 일정하게 유지할 수 있다.In addition, even if the brightness of the visible light wireless communication lighting device or the visible light source is adjusted by the communication coding and modulation function, the lighting state level of the light corresponding to the digital "0" signal and the lighting state level corresponding to the digital "1" signal are the same. The color of the light source can be kept constant.

또한, 통신용 코딩 및 변조 기능으로 가시광 무선통신용 조명 기기 혹은 가시광원의 최대 밝기를 제공할 때에도 디지털 "0" 신호에 대응되는 조명의 켜짐 상태 레벨과 디지털 "1" 신호에 대응되는 켜짐 상태 레벨이 광원의 구동 허용치를 초과하지 않기 때문에 광원을 보호할 수 있다.In addition, when the communication coding and modulation function provides the maximum brightness of the visible light wireless communication lighting device or the visible light source, the ON state level of the light corresponding to the digital "0" signal and the ON state level corresponding to the digital "1" signal are displayed. The light source can be protected because it does not exceed the driving allowance of.

또한, 가시광원의 깜박거림 방지용 라인 코딩 기능을 추가함으로써, 인간의 눈으로 감지되는 광원의 깜박거림이 가시광 출력 신호에서 발생하지 않는다.In addition, by adding a line coding function for preventing flicker of the visible light source, flickering of the light source detected by the human eye does not occur in the visible light output signal.

또한, 본 발명에 따른 RRZ(Reverse Return-to-Zero) 코딩 방법과 기존의 RZ(Return-to-Zero) 코딩 방법을 병행하여 선택적으로 사용함으로써, 광원의 밝기 조절 범위를 더욱 증대시킬 수 있다.In addition, by selectively using the reverse return-to-zero (RRZ) coding method and the existing return-to-zero (RZ) coding method according to the present invention, it is possible to further increase the brightness control range of the light source.

또한, 현재 LED와 같은 가시광원의 밝기 조절을 수행하는 전용 구동회로와 가시광 무선통신의 통신 신호를 수용하는 별도의 회로가 각각 독립적으로 있을 필요가 없으며, 조명 기기 또는 가시광원에 가시광 무선통신 송신 기능을 부가하더라도 송신부의 구성이 복잡해지지 않는다.In addition, there is no need for a separate driving circuit for controlling the brightness of the visible light source such as LED and a separate circuit for receiving the communication signal of the visible light wireless communication, and transmitting the visible light wireless communication function to the lighting device or the visible light source. The addition of the transmitter does not complicate the configuration of the transmitter.

또한, 조명 기기 혹은 가시광원에 가시광 무선통신 기능을 부가하더라도 조명 기능 또는 가시광원 고유의 기능이 훼손되지 않는 효과를 가지고 있으며, 광원의 밝기 조절을 수행하는 전용 구동회로와 가시광 무선통신의 통신 신호를 수용하는 별도의 회로가 각각 독립적으로 있을 때보다 송신부의 소모 전력을 감소시킬 수 있는 효과가 있다.In addition, even if the visible light wireless communication function is added to the lighting device or the visible light source, the lighting function or the unique function of the visible light source is not impaired. There is an effect that can reduce the power consumption of the transmitter than when there are separate circuits to accommodate each other.

도 1은 일반적인 디지털 가시광 무선통신 시스템의 송신부의 기능을 개략적으로 설명하기 위한 도면이다.
도 2는 일반적인 LED 광원의 인가 전류 또는 전압 변화에 따른 출력 가시광 신호의 세기를 나타내는 전달 함수 그래프이다.
도 3은 도 1과 같은 디지털 가시광 무선통신 시스템의 송신부에 NRZ 코딩 방법과 OOK 변조 방법을 적용했을 때, 그 송신부에서 출력되는 가시광 신호의 파형을 나타낸 것이다.
도 4는 도 1과 같은 디지털 가시광 무선통신 시스템의 송신부에 RZ 코딩 방법과 OOK 변조 방법을 적용했을 때, 그 송신부에서 출력되는 가시광 신호의 파형을 나타낸 것이다.
도 5는 도 1과 같은 디지털 가시광 무선통신 시스템의 송신부에 Manchester 코딩 방법과 OOK 변조 방법을 적용했을 때, 그 송신부에서 출력되는 가시광 신호의 파형을 나타낸 것이다.
도 6은 도 1과 같은 디지털 가시광 무선통신 시스템의 송신부에 Manchester 코딩 방법과 OOK 변조 방법을 적용했을 때, 그 송신부에서 출력되는 가시광 신호의 평균 광 출력을 나타낸 것이다.
도 7은 도 1과 같은 디지털 가시광 무선통신 시스템의 송신부에서 출력되는 가시광 신호의 평균 광 출력을 증가시키기 위해 구동 신호의 진폭을 크게 증가시킴에 따라 광원의 구동 허용범위를 초과하게 되는 원리를 Manchester-OOK 코딩 및 변조 방법에 대해 나타낸 것이다.
도 8은 도 1과 같은 디지털 가시광 무선통신 시스템의 송신부에서 출력되는 가시광 신호의 평균 광 출력을 증가시키기 위해 구동 신호에 DC-offset 레벨을 부과함에 따라 광원의 구동 허용치를 초과하게 되는 원리를 Manchester-OOK 코딩 및 변조 방법에 대해 나타낸 것이다.
도 9는 본 발명의 실시예에 따른 가시광 무선통신 송신기의 구성을 설명하기 위한 도면이다.
도 10은 본 발명의 가시광 무선통신 송신기에서 출력되는 가시광 신호의 깜빡거림을 방지하기 위해 적용할 수 있는 라인 코드의 일 예로서 4B6B 라인코드를 나타낸 도면이다.
도 11은 본 발명에 따른 코딩 및 변조 방법에서 디지털 "0" 신호는 통신의 한 주기에서 조명의 켜짐 상태가 변화없이 유지되는 전기적 신호로 정의하고, 디지털 "1" 신호는 조명이 꺼짐 상태에서 켜짐 상태로 변이되는 전기적 신호로 정의할 때, 각각의 전기적 신호에 대응되는 변조신호의 파형을 나타낸 것이다.
도 12는 본 발명에 따른 코딩 및 변조 방법에서 디지털 "0" 신호는 조명이 꺼짐 상태에서 켜짐 상태로 변이되는 전기적 신호로 정의하고, 디지털 "1" 신호는 통신의 한 주기에서 조명의 켜짐 상태가 변화없이 유지되는 전기적 신호로 정의할 때, 각각의 전기적 신호에 대응되는 변조신호의 파형을 나타낸 것이다.
도 13은 본 발명에 따른 코딩 및 변조 방법에서 디지털 "0" 신호는 통신의 한 주기에서 조명의 켜짐 상태가 변화없이 유지되는 전기적 신호로 정의하고, 디지털 "1" 신호는 조명이 꺼짐 상태에서 켜짐 상태로 변이되는 전기적 신호로 정의할 때, 디지털 "1" 신호의 듀티 비율이 50%일 경우 "01100101" 데이터 패턴에 대응되는 변조신호의 파형을 나타낸 것이다.
도 14는 본 발명에 따른 코딩 및 변조 방법에서 디지털 "0" 신호는 통신의 한 주기에서 조명의 켜짐 상태가 변화없이 유지되는 전기적 신호로 정의하고, 디지털 "1" 신호는 조명이 꺼짐 상태에서 켜짐 상태로 변이되는 전기적 신호로 정의할 때, 디지털 "1" 신호의 듀티 비율을 25% ~ 87.5% 범위에서 변화시킴에 따라 가시광 송신 광원의 밝기가 조절되는 원리를 변조신호의 파형으로 나타낸 것이다.
도 15는 듀티 조절이 가능한 RZ 코딩 방법에서 디지털 "0" 신호는 통신의 한 주기에서 조명의 꺼짐 상태가 변화없이 유지되는 전기적 신호이고, 디지털 "1" 신호는 조명이 꺼짐 상태에서 켜짐 상태로 변이되는 전기적 신호로 정의할 때, 각각의 전기적 신호에 대응되는 변조신호의 파형을 나타낸 것이다.
도 16은 듀티 조절이 가능한 RZ 코딩 방법에서 디지털 "0" 신호는 조명이 꺼짐 상태에서 켜짐 상태로 변이되는 전기적 신호이고, 디지털 "1" 신호는 통신의 한 주기에서 조명의 꺼짐 상태가 변화없이 유지되는 전기적 신호로 정의할 때, 각각의 전기적 신호에 대응되는 변조신호의 파형을 나타낸 것이다.
도 17은 듀티 조절이 가능한 RZ 코딩 방법에서 디지털 "0" 신호는 통신의 한 주기에서 조명의 꺼짐 상태가 변화없이 유지되는 전기적 신호이고, 디지털 "1" 신호는 조명이 꺼짐 상태에서 켜짐 상태로 변이되는 전기적 신호로 정의할 때, 디지털 "1" 신호의 듀티 비율을 25% ~ 87.5% 범위에서 변화시킴에 따라 가시광 송신 광원의 밝기가 조절되는 원리를 변조신호의 파형으로 나타낸 것이다.
도 18은 듀티 조절이 가능한 RZ 코딩 방법과 본 발명에 따른 코딩 방법, 및 OOK 변조 방법을 병행하여 사용함으로써 광원의 밝기 조절 범위가 두 배로 확대될 수 있음을 나타내기 위한 도면이다.
도 19는 본 발명의 실시예에 따른 가시광 무선통신 수신기의 구성을 설명하기 위한 도면이다.
도 20은 본 발명의 실시예에 따른 가시광 무선통신 방법을 설명하기 위한 흐름도이다.
FIG. 1 is a diagram schematically illustrating a function of a transmitter of a general digital visible light wireless communication system.
2 is a transfer function graph illustrating the intensity of an output visible light signal according to a change in applied current or voltage of a general LED light source.
FIG. 3 illustrates waveforms of a visible light signal output from the transmitter when the NRZ coding method and the OOK modulation method are applied to a transmitter of a digital visible light wireless communication system as shown in FIG. 1.
4 illustrates waveforms of a visible light signal output from the transmitter when the RZ coding method and the OOK modulation method are applied to a transmitter of a digital visible light wireless communication system as shown in FIG. 1.
FIG. 5 illustrates waveforms of a visible light signal output from the transmitter when the Manchester coding method and the OOK modulation method are applied to a transmitter of a digital visible light wireless communication system as shown in FIG. 1.
FIG. 6 illustrates an average light output of a visible light signal output from the transmitter when the Manchester coding method and the OOK modulation method are applied to a transmitter of a digital visible light wireless communication system as shown in FIG. 1.
7 illustrates a principle of exceeding a driving allowance range of a light source as the amplitude of a driving signal is greatly increased to increase an average light output of a visible light signal output from a transmitter of a digital visible light wireless communication system as shown in FIG. 1. It shows the OOK coding and modulation method.
FIG. 8 illustrates a principle of exceeding a driving allowance of a light source by applying a DC-offset level to a drive signal to increase an average light output of a visible light signal output from a transmitter of a digital visible light wireless communication system as shown in FIG. It shows the OOK coding and modulation method.
9 is a view for explaining the configuration of a visible light wireless communication transmitter according to an embodiment of the present invention.
FIG. 10 is a diagram illustrating a 4B6B line code as an example of a line code applicable to prevent flicker of a visible light signal output from a visible light wireless communication transmitter of the present invention.
11 is a digital "0" signal in the coding and modulation method according to the present invention is defined as an electrical signal in which the on state of illumination is maintained unchanged in one cycle of communication, the digital "1" signal is turned on when the illumination is off When defined as an electrical signal that transitions to a state, the waveform of the modulation signal corresponding to each electrical signal is shown.
12 is a digital "0" signal in the coding and modulation method according to the present invention is defined as an electrical signal that transitions from the off state to the on state, the digital "1" signal is a state in which the illumination state in one cycle of communication When defined as an electrical signal that remains unchanged, the waveform of the modulation signal corresponding to each electrical signal is shown.
13 is a digital "0" signal in the coding and modulation method according to the present invention is defined as an electrical signal in which the on state of the lighting remains unchanged in one cycle of communication, the digital "1" signal is turned on when the illumination is off When defined as an electrical signal that transitions to a state, when the duty ratio of the digital "1" signal is 50%, the waveform of the modulation signal corresponding to the "01100101" data pattern is shown.
14 is a digital "0" signal in the coding and modulation method according to the present invention is defined as an electrical signal in which the on state of the light remains unchanged in one cycle of communication, the digital "1" signal is turned on when the light is off When defined as an electrical signal that transitions to a state, the principle that the brightness of the visible light transmitting light source is controlled by changing the duty ratio of the digital "1" signal in the range of 25% to 87.5% is represented by the waveform of the modulated signal.
15 is a digital "0" signal in the duty-adjustable RZ coding method is an electrical signal in which the off state of the light remains unchanged in one cycle of communication, and the digital "1" signal transitions from the off state to the on state. When defined as an electrical signal, the waveform of the modulation signal corresponding to each electrical signal is shown.
16 is a digital "0" signal in the duty-adjustable RZ coding method is an electrical signal that transitions from the off state to the on state, the digital "1" signal is maintained in the off state of the light in one cycle of communication unchanged When defined as an electrical signal, the waveform of the modulation signal corresponding to each electrical signal is shown.
17 is a digital "0" signal in the duty-adjustable RZ coding method is an electrical signal in which the off state of the light remains unchanged in one cycle of communication, and the digital "1" signal transitions from the off state to the on state. When defined as an electrical signal, the principle that the brightness of the visible light transmitting light source is adjusted by changing the duty ratio of the digital "1" signal in the range of 25% to 87.5% is represented by the waveform of the modulation signal.
FIG. 18 is a view to show that the brightness control range of the light source can be doubled by using the RZ coding method capable of adjusting the duty, the coding method according to the present invention, and the OOK modulation method in parallel.
19 is a view for explaining the configuration of a visible light wireless communication receiver according to an embodiment of the present invention.
20 is a flowchart illustrating a visible light wireless communication method according to an embodiment of the present invention.

본 발명을 첨부된 도면을 참조하여 상세히 설명하면 다음과 같다. 여기서, 반복되는 설명, 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있는 공지 기능, 및 구성에 대한 상세한 설명은 생략한다. 본 발명의 실시형태는 당 업계에서 평균적인 지식을 가진 자에게 본 발명을 보다 완전하게 설명하기 위해서 제공되는 것이다. 따라서, 도면에서의 요소들의 형상 및 크기 등은 보다 명확한 설명을 위해 과장될 수 있다.
Hereinafter, the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings. Here, the repeated description, well-known functions and configurations that may unnecessarily obscure the subject matter of the present invention, and detailed description of the configuration will be omitted. Embodiments of the present invention are provided to more completely describe the present invention to those skilled in the art. Accordingly, the shape and size of elements in the drawings may be exaggerated for clarity.

도 9는 본 발명의 실시예에 따른 가시광 무선통신 송신기의 구성을 설명하기 위한 도면이다.9 is a view for explaining the configuration of a visible light wireless communication transmitter according to an embodiment of the present invention.

도 9를 참조하면, 본 발명에 따른 가시광 무선통신 송신기(100)는, 라인 코딩부(110), 코딩 및 변조부(120), 가시광원 구동부(130), 광신호 출력부(140), 및 제어부(150)를 구비한다.9, the visible light wireless communication transmitter 100 according to the present invention includes a line coding unit 110, a coding and modulation unit 120, a visible light source driving unit 130, an optical signal output unit 140, and The control unit 150 is provided.

라인 코딩부(110)는 가시광을 통해 전송하고자 하는 소스 코드를 수신하고, 수신한 소스 코드를 제1 개수의 비트들 단위의 소스 코드로 인식하고, 그 소스 코드들 각각을 제1 개수 보다 큰 제2 개수의 비트들 단위의 인코딩 코드로 코딩하여 코딩 및 변조부(120)에 전달한다. 이때, 조명은 광신호 출력부(140)에 해당될 수 있다.The line coding unit 110 receives a source code to be transmitted through visible light, recognizes the received source code as a source code in units of a first number of bits, and recognizes each of the source codes larger than the first number. Coding is performed using an encoding code of two bits and transmitted to the coding and modulation unit 120. In this case, the illumination may correspond to the optical signal output unit 140.

이때, 제1 개수는 4개일 수 있고, 제 2개수는 6개일 수 있다. 즉, 본 발명의 라인 코딩은 4B6B 라인 코딩일 수 있다(도 10 참조).In this case, the first number may be four, and the second number may be six. That is, the line coding of the present invention may be 4B6B line coding (see FIG. 10).

이때, 인코딩 코드는 1에 해당하는 비트수와 0에 해당하는 비트수가 동일하다.In this case, the encoding code is the same as the number of bits corresponding to 1 and the number of bits corresponding to 0.

도 10을 참조하면, 16개의 4비트 데이터가 16개의 6비트 패턴들 중 하나에 대응되고, 두 개의 6비트 패턴들 "110100" 및 "001011"은 프리앰블 패턴(Preamble pattern)으로 설정되고, 두 개의 6비트 패턴들 "111000" 및 "000111"은 아이들 패턴(Idle pattern)으로 설정되는 것을 알 수 있다.Referring to FIG. 10, sixteen four-bit data corresponds to one of sixteen six-bit patterns, two six-bit patterns “110100” and “001011” are set to a preamble pattern, and two It can be seen that the 6 bit patterns "111000" and "000111" are set to an idle pattern.

라인 코드에서 패턴을 선정하는 기준에는 선정된 패턴이 사용될 경우 연속된 1 또는 0의 개수가 몇 개까지 가능한지 여부가 중요하다. 연속된 1 또는 0의 개수를 통상 런랭스(run length)라 한다.The criterion for selecting a pattern in the line code is whether the number of consecutive 1s or 0s is possible when the selected pattern is used. The number of consecutive ones or zeros is commonly referred to as run length.

기존의 4B5B는 7(0111) 다음에 0(0000)이 나올 경우, 인코딩 코드 "01111" 다음에 인코딩 코드 "11110"이 나오게 되므로 런랭스가 8이 된다. 이와 같이 긴 런랭스는 기존의 4B5B가 데이터 및 클럭 복원 등에 활용되는데 심각한 장애 요소였다.In the conventional 4B5B, when 7 (0111) is followed by 0 (0000), the encoding code "01111" comes after the encoding code "11110", so the run length is 8. This long run length was a serious obstacle for the existing 4B5B to be used for data and clock recovery.

하지만, 본 발명에 따른 4B6B 라인코딩은 런랭스를 4까지 줄일 수 있다.However, the 4B6B line coding according to the present invention can reduce run length to four.

이를 위해, 20개의 1과 0의 개수가 같은 6비트 패턴들 중 "111000" 및 "000111"을 아이들 패턴으로 사용할 수 있다. 즉, "111000" 및 "000111"을 데이터 송/수신에 사용하지 않으면 런랭스 6이 발생하는 경우를 제거할 수 있다.To this end, “111000” and “000111” among six 6-bit patterns having the same number of twenty ones and zeros may be used as idle patterns. That is, if "111000" and "000111" are not used for data transmission / reception, the occurrence of run length 6 can be eliminated.

"111000" 및 "000111"을 데이터 패턴으로 사용하지 않고 나머지 18개의 6비트 패턴들 중에서 16개를 선택해서 데이터 송/수신에 사용하면 런랭스는 4로 줄어들게 된다.If "111000" and "000111" are not used as the data pattern and 16 are selected from the remaining 18 6-bit patterns and used for data transmission / reception, the run length is reduced to 4.

가시광 무선통신에는 데이터가 1일 때 LED가 켜지고 0일 때 LED가 꺼지는 OOK(On-Off Keying) 변조가 주로 사용된다. 이때, 데이터 1과 데이터 0은 각각 서로 상이한 전압이나 전류 레벨에 상응하는 것으로 데이터 1에 상응하는 전압/전류 레벨이 데이터 0에 상응하는 전압/전류 레벨보다 높을 수도 있고, 낮을 수도 있다.In visible light communication, OOK (On-Off Keying) modulation is mainly used in which the LED is turned on when data is 1 and the LED is turned off when 0. In this case, the data 1 and the data 0 correspond to different voltage or current levels, respectively, and the voltage / current level corresponding to the data 1 may be higher or lower than the voltage / current level corresponding to the data 0.

본 발명에 따른 4B6B 라인 코딩이 사용되는 경우 어떤 소스 코드가 전송되든지 밝기는 50%로 일정하게 유지되므로 데이터 송/수신에 따른 조명의 밝기 변화가 없고, 조명의 깜빡거림이 발생하지 않는다.When 4B6B line coding according to the present invention is used, no matter what source code is transmitted, the brightness remains constant at 50%, so there is no change in the brightness of the light according to data transmission / reception and no flickering of the light occurs.

코딩 및 변조부(120)는 라인 코딩부(110)에 의해서 인코딩된 소스 코드(인코딩 코드)의 각각의 비트를, 단위 시간 동안(즉, 통신의 한 주기 동안) 조명이 계속 켜짐 상태로 있도록 하는 제1 변조신호 및 단위 시간 내에 조명의 꺼짐/켜짐 혹은 켜짐/꺼짐 변이가 발생하도록 하는 제2 변조신호 중 어느 하나로 코딩 및 변조한다. 이하, 본 발명에서 사용되는 코딩 기법, 즉, 코딩 및 변조부(120)에서의 코딩 기법을 RRZ(Reverse Return-to-Zero) 코딩이라 정의하기로 한다.The coding and modulation unit 120 causes each bit of the source code (encoding code) encoded by the line coding unit 110 to keep the lighting on for a unit of time (ie, one period of communication). Coded and modulated with any one of the first modulated signal and a second modulated signal that causes an off / on or on / off transition of illumination to occur within a unit time. Hereinafter, a coding scheme used in the present invention, that is, a coding scheme in the coding and modulation unit 120 will be defined as reverse return-to-zero (RRZ) coding.

도 11 내지 도 13를 참조하면, 도 11의 (a)는 본 발명에 따른 RRZ 코딩 방법에서 디지털 "0" 신호를 통신의 한 주기에서 조명의 켜짐 상태가 변화없이 유지되는 전기적 신호로 정의할 때, 이에 대응되는 제1 변조신호의 파형을 나타낸 것이다. 그리고, 도 11의 (b)는 본 발명에 따른 RRZ 코딩 방법에서 디지털 "1" 신호를 조명이 꺼짐 상태에서 켜짐 상태로 변이되는 전기적 신호로 정의할 때, 이에 대응되는 제2 변조신호의 파형을 나타낸 것이다. 물론, 디지털 "1" 신호를 조명이 켜짐 상태에서 꺼짐 상태로 변이되는 전기적 신호로 정의하는 것도 가능하다. 도 13은 도 11과 같이 각각의 전기적 신호에 대응되는 변조신호를 정의할 때, 디지털 "1" 신호의 듀티 비율이 50%일 경우 "01100101" 데이터 패턴에 대응되는 변조신호의 파형을 나타낸 것이다.Referring to FIGS. 11 to 13, when (a) of FIG. 11 defines a digital "0" signal as an electrical signal in which an on state of lighting is maintained without change in one cycle of communication in the RRZ coding method according to the present invention. The waveform of the first modulated signal corresponding thereto is shown. 11B illustrates a waveform of the second modulated signal corresponding to the digital “1” signal when the digital “1” signal is defined as an electrical signal that is changed from an off state to an on state in the RRZ coding method according to the present invention. It is shown. Of course, it is also possible to define a digital "1" signal as an electrical signal that transitions from an on state to an off state. FIG. 13 illustrates a waveform of a modulation signal corresponding to the data pattern "01100101" when the duty ratio of the digital "1" signal is 50% when defining the modulation signal corresponding to each electrical signal as shown in FIG.

한편, 도 12의 (a)는 본 발명에 따른 RRZ 코딩 방법에서 디지털 "0" 신호를 조명이 꺼짐 상태에서 켜짐 상태로 변이되는 전기적 신호로 정의할 때, 이에 대응되는 제2 변조신호의 파형을 나타낸 것이다. 여기서도 마찬가지로, 디지털 "0" 신호를 조명이 켜짐 상태에서 꺼짐 상태로 변이되는 전기적 신호로 정의하는 것도 가능하다. 그리고, 도 12의 (b)는 본 발명에 따른 RRZ 코딩 방법에서 디지털 "1" 신호를 통신의 한 주기에서 조명의 켜짐 상태가 변화없이 유지되는 전기적 신호로 정의할 때, 이에 대응되는 제1 변조신호의 파형을 나타낸 것이다.12A illustrates a waveform of a second modulated signal corresponding to a digital “0” signal as an electrical signal that transitions from an off state to an on state in the RRZ coding method according to the present invention. It is shown. Here too, it is also possible to define a digital "0" signal as an electrical signal that transitions from an on state to an off state. 12 (b) shows a first modulation corresponding to the digital “1” signal when the digital “1” signal is defined as an electrical signal in which an on state of lighting is maintained without change in one cycle of communication in the RRZ coding method according to the present invention. The waveform of the signal is shown.

이때, 상기한 제2 변조신호는 통신의 한 주기에서 한 번의 꺼짐/켜짐 혹은 켜짐/꺼짐 변이가 발생하도록 하고, 제2 변조신호에서 꺼짐/켜짐 혹은 켜짐/꺼짐 변이가 발생하는 시점(듀티 비율)은 변경 가능하다.In this case, the second modulated signal causes one off / on or on / off transition to occur in one cycle of communication, and a time point at which the off / on or on / off transition occurs in the second modulated signal (duty ratio). Is changeable.

도 14를 참조하면, 도 14는 본 발명에 따른 RRZ 코딩 방법에서 디지털 "0" 신호는 통신의 한 주기에서 조명의 켜짐 상태가 변화없이 유지되는 전기적 신호로 정의하고, 디지털 "1" 신호는 조명이 꺼짐 상태에서 켜짐 상태로 변이되는 전기적 신호로 정의할 때, 디지털 "1" 신호의 듀티 비율을 일례로 25% ~ 87.5% 범위에서 변화시킴에 따라 가시광원의 밝기가 조절되는 원리를 변조신호의 파형으로 나타낸 것으로서, 도 14의 (a), (b), (c), 및 (d)는 듀티 비율이 25%, 50%, 75%, 및 87.5%일 때 변조신호의 파형을 각각 나타낸다. 즉, 제 2변조신호의 듀티 비율을 조절하면 조명을 통해 출력되는 가시광원의 밝기를 조절하는 것이 가능하다.Referring to FIG. 14, FIG. 14 defines a digital "0" signal as an electrical signal in which an ON state of lighting is maintained without change in one cycle of communication in the RRZ coding method according to the present invention, and the digital "1" signal is an illumination. When defined as an electrical signal that transitions from the off state to the on state, the duty ratio of the digital "1" signal is changed from 25% to 87.5%, for example, to control the brightness of the visible light source. As shown by the waveforms, FIGS. 14A, 14B, 14C, and 14D show waveforms of the modulated signal when the duty ratios are 25%, 50%, 75%, and 87.5%, respectively. That is, by adjusting the duty ratio of the second modulated signal, it is possible to adjust the brightness of the visible light source output through the illumination.

그리고, 조명을 통해 출력되는 가시광원의 색상을 일정하게 유지하기 위하여, 조명이 계속 켜짐 상태에 있는 제1 변조신호의 신호 레벨과 제2 변조신호의 켜짐 상태의 신호 레벨을 동일하게 하는 것이 바람직하다.In addition, in order to maintain a constant color of the visible light output through the illumination, it is preferable to make the signal level of the first modulated signal in which the illumination is continuously turned on equal to the signal level of the turned on state of the second modulated signal. .

또한, 조명이 계속 켜짐 상태에 있는 제1 변조신호의 신호 레벨과 제2 변조신호의 켜짐 상태의 신호 레벨은 조명의 구동 허용치를 초과하지 않도록 하여 조명의 수명이 단축되는 것을 방지하는 것이 바람직하다.In addition, it is preferable that the signal level of the first modulated signal and the signal level of the turned on state of the second modulated signal in which the illumination is continuously turned on do not exceed the driving allowance of the illumination to prevent the life of the illumination from being shortened.

그리고, 코딩 및 변조부(120)는 라인 코딩부(110)에 의해서 인코딩된 소스 코드(인코딩 코드)의 각각의 비트를, 단위 시간 동안 조명이 계속 꺼짐 상태로 있도록 하는 제1 변조신호 및 단위 시간 내에 조명의 꺼짐/켜짐 혹은 켜짐/꺼짐 변이가 발생하도록 하는 제2 변조신호 중 어느 하나로 변조할 수 있다. 즉, 코딩 및 변조부(120)는 RZ(Return-to-Zero) 코딩을 사용할 수도 있다.In addition, the coding and modulating unit 120 controls each bit of the source code (encoding code) encoded by the line coding unit 110 to generate the first modulated signal and the unit time so that the illumination is continuously turned off for a unit time. It can be modulated with either of the second modulated signals to cause an off / on or on / off transition of illumination within. That is, the coding and modulator 120 may use Return-to-Zero (RZ) coding.

도 15 내지 도 17을 참조하면, 도 15의 (a)는 듀티 비율 조절이 가능한 RZ코딩 방법에서 디지털 "0" 신호를 통신의 한 주기에서 조명의 꺼짐 상태가 변화없이 유지되는 전기적 신호로 정의할 때, 이에 대응되는 제1 변조신호의 파형을 나타낸 것이다. 그리고, 도 15의 (b)는 듀티 비율 조절이 가능한 RZ 코딩 방법에서 디지털 "1" 신호를 조명이 꺼짐 상태에서 켜짐 상태로 변이되는 전기적 신호로 정의할 때, 이에 대응되는 제2 변조신호의 파형을 나타낸 것이다. 물론, 디지털 "1" 신호를 조명이 켜짐 상태에서 꺼짐 상태로 변이되는 전기적 신호로 정의하는 것도 가능하다.15 to 17, FIG. 15A defines a digital "0" signal as an electrical signal in which an off state of an illumination is maintained without change in one cycle of communication in an RZ coding method capable of adjusting a duty ratio. In this case, the waveform of the first modulated signal corresponding thereto is shown. 15B illustrates a waveform of the second modulated signal corresponding to the digital “1” signal when the digital “1” signal is defined as an electrical signal that is changed from an off state to an on state in an RZ coding method capable of adjusting a duty ratio. It is shown. Of course, it is also possible to define a digital "1" signal as an electrical signal that transitions from an on state to an off state.

한편, 도 16의 (a)는 듀티 조절이 가능한 RZ 코딩 방법에서 디지털 "0" 신호를 조명이 꺼짐 상태에서 켜짐 상태로 변이되는 전기적 신호로 정의할 때, 이에 대응되는 제2 변조신호의 파형을 나타낸 것이다. 여기서도 마찬가지로, 디지털 "0" 신호를 조명이 켜짐 상태에서 꺼짐 상태로 변이되는 전기적 신호로 정의하는 것도 가능하다. 그리고, 도 16의 (b)는 듀티 비율 조절이 가능한 RZ 코딩 방법에서 디지털 "1" 신호를 통신의 한 주기에서 조명의 꺼짐 상태가 변화없이 유지되는 전기적 신호로 정의할 때, 이에 대응되는 제1 변조신호의 파형을 나타낸 것이다.Meanwhile, (a) of FIG. 16 illustrates a waveform of a second modulated signal corresponding to a digital “0” signal when the digital “0” signal is defined as an electrical signal that transitions from an off state to an on state in an RZ coding method in which the duty is adjustable. It is shown. Here too, it is also possible to define a digital "0" signal as an electrical signal that transitions from an on state to an off state. 16B illustrates a first digital signal corresponding to a digital “1” signal as an electrical signal in which an off state of lighting is maintained without change in one cycle of communication in an RZ coding method capable of adjusting a duty ratio. The waveform of the modulation signal is shown.

이때, 상기한 제2 변조신호는 통신의 한 주기에서 한 번의 꺼짐/켜짐 혹은 켜짐/꺼짐 변이가 발생하도록 하고, 제2 변조신호에서 꺼짐/켜짐 혹은 켜짐/꺼짐 변이가 발생하는 시점은 변경 가능하다.In this case, the second modulated signal causes one off / on or on / off transition to occur in one cycle of communication, and a time point at which the off / on or on / off transition occurs in the second modulated signal may be changed. .

도 17을 참조하면, 도 17은 듀티 비율 조절이 가능한 RZ 코딩 방법에서 디지털 "0" 신호는 통신의 한 주기에서 조명의 켜짐 상태가 변화없이 유지되는 전기적 신호로 정의하고, 디지털 "1" 신호는 조명이 꺼짐 상태에서 켜짐 상태로 변이되는 전기적 신호로 정의할 때, 디지털 "1" 신호의 듀티 비율을 25% ~ 87.5% 범위에서 변화시킴에 따라 가시광원의 밝기가 조절되는 원리를 변조신호의 파형으로 나타낸 것으로서, 도 17의 (a), (b), (c), 및 (d)는 듀티 비율이 25%, 50%, 75%, 및 87.5%일 때 변조신호의 파형을 각각 나타낸다. 즉, 제 2변조신호의 듀티 비율을 조절하면 조명을 통해 출력되는 가시광원의 밝기를 조절하는 것이 가능하다.Referring to FIG. 17, FIG. 17 defines a digital "0" signal as an electrical signal in which an on state of lighting is maintained without change in one cycle of communication in an RZ coding method capable of adjusting a duty ratio. When the lighting is defined as an electrical signal that transitions from off to on, the waveform of the modulated signal is controlled by changing the duty ratio of the digital "1" signal in the range of 25% to 87.5%. As shown in FIG. 17, (a), (b), (c), and (d) show waveforms of a modulated signal when the duty ratios are 25%, 50%, 75%, and 87.5%, respectively. That is, by adjusting the duty ratio of the second modulated signal, it is possible to adjust the brightness of the visible light source output through the illumination.

한편, 코딩 및 변조부(120)에 의해 수행되는 RRZ(Reverse Return-to-Zero) 코딩 또는 RZ(Return-to-Zero) 코딩은 제어부(150)의 제어에 따라 선택적으로 수행될 수 있다. 이에 대한 설명은 후술할 제어부(150)의 설명에서 보다 상세하게 설명하기로 한다.Meanwhile, reverse return-to-zero (RRZ) coding or return-to-zero (RZ) coding performed by the coding and modulator 120 may be selectively performed under the control of the controller 150. This will be described in more detail in the description of the controller 150 to be described later.

가시광원 구동부(130)는 제1 변조신호 또는 제 2변조신호를 수용함으로써 조명을 구동시켜 조명을 통해 가시광 무선통신이 수행되도록 처리한다.The visible light driver 130 drives the illumination by receiving the first modulated signal or the second modulated signal to process visible light wireless communication through the light.

광신호 출력부(140)는 가시광원 구동부(130)의 제어에 따라 가시광 신호를 가시광 무선통신 수신기로 전송한다. 예컨대, 광신호 출력부(140)는 하나 이상의 LED(Lighting Emitting Diode) 광원으로 구성된 조명장치가 될 수 있다.The optical signal output unit 140 transmits the visible light signal to the visible light wireless communication receiver under the control of the visible light source driver 130. For example, the optical signal output unit 140 may be a lighting device composed of one or more light emitting diode (LED) light sources.

제어부(150)는 외부(예, 사용자)로부터 입력되는 밝기 조절 신호에 따라, 제2 변조신호의 꺼짐/켜짐 혹은 켜짐/꺼짐 변이가 발생하는 시점(즉, 듀티 비율)을 제어하여 조명의 밝기를 조절한다.The controller 150 controls the time (that is, duty ratio) when the off / on or on / off transition of the second modulation signal occurs according to the brightness control signal input from the outside (eg, the user) to adjust the brightness of the lighting. Adjust

이때, 제어부(150)는 밝기 조절 신호에 포함된 조명의 밝기 조절 값이 설정 값(예컨대, 50%)과 비교한다. 비교 결과, 조명의 밝기 조절 값이 설정 값 이하인 경우에는, 인코딩 코드의 각각의 비트가, 단위 시간 동안 조명이 계속 꺼짐 상태로 있도록 하는 제1 변조신호 및 단위 시간 내에 조명의 꺼짐/켜짐 혹은 켜짐/꺼짐 변이가 발생하도록 하는 제2 변조신호 중 어느 하나로 변조되도록 코딩 및 변조부(120)를 제어한다.At this time, the controller 150 compares the brightness adjustment value of the illumination included in the brightness adjustment signal with a set value (eg, 50%). As a result of the comparison, if the brightness adjustment value of the illumination is less than or equal to the set value, each bit of the encoding code is turned off / on or on / within the first modulated signal and the unit time to keep the illumination off for unit time. The coding and modulator 120 is controlled to be modulated with any one of the second modulated signals to cause an off transition.

전술한 바에 의하면(즉, 코딩 및 변조부에서 듀티 비율 조절이 가능한 RZ 코딩 방법과 OOK 변조 방법 또는 본 발명에 따른 RRZ 코딩 방법과 OOK 변조 방법이 선택적으로 사용될 수 있도록 하면), 광원의 밝기 조절 범위를 두 배로 확대할 수 있다. 도 18을 참조하면, 듀티 조절이 가능한 RZ 코딩 방법과 본 발명에 따른 코딩 방법(RRZ 코딩 방법), 및 OOK 변조 방법을 병행하여 사용함으로써 광원의 밝기 조절 범위가 두 배로 확대됨을 확인할 수 있다. 도 18에서 (a)는 듀티 비율 조절이 가능한 RZ 코딩 방법과 OOK 변조 방법을 사용한 경우이고, (b)는 본 발명에 따른 RRZ 코딩 방법과 OOK 변조 방법을 사용한 경우를 나타낸다.
According to the above (that is, the RZ coding method and the OOK modulation method capable of adjusting the duty ratio in the coding and modulation unit or the RRZ coding method and the OOK modulation method according to the present invention can be selectively used), the brightness control range of the light source Can be doubled. Referring to FIG. 18, it can be seen that the brightness control range of the light source is doubled by using the RZ coding method capable of adjusting the duty, the coding method according to the present invention (RRZ coding method), and the OOK modulation method in parallel. In FIG. 18, (a) illustrates a case in which an RZ coding method and a OOK modulation method in which the duty ratio is adjustable, and (b) illustrates a case in which the RRZ coding method and the OOK modulation method according to the present invention are used.

도 19는 본 발명의 실시예에 따른 가시광 무선통신 수신기의 구성을 설명하기 위한 도면이다.19 is a view for explaining the configuration of a visible light wireless communication receiver according to an embodiment of the present invention.

도 19를 참조하면, 본 발명에 따른 가시광 무선통신 수신기(100)는 광신호 수신부(210), 복조 및 디코딩부(220), 및 라인 디코딩부(230)를 구비한다.Referring to FIG. 19, the visible light wireless communication receiver 100 includes an optical signal receiver 210, a demodulation and decoding unit 220, and a line decoding unit 230.

광신호 수신부(210)는 본 발명에 따른 가시광 무선통신 송신기로부터 출력되는 가시광 신호를 수신하고, 수신한 가시광 신호를 전기적 신호로 변환한다.The optical signal receiver 210 receives the visible light signal output from the visible light wireless communication transmitter according to the present invention, and converts the received visible light signal into an electrical signal.

복조 및 디코딩부(220)는 광신호 수신부(210)에 의해 변환된 전기적 신호를 이용하여 단위 시간(즉, 통신의 한 주기)내에 가시광원이 계속 켜져있는 구간을 제1 비트(예, '0')로 복조하고, 단위 시간 내에 가시광원의 꺼짐/켜짐 혹은 켜짐/꺼짐 변이가 발생하는 구간을 제2 비트(예, '1')로 복조한다.The demodulation and decoding unit 220 uses the electrical signal converted by the optical signal receiving unit 210 to determine a period in which the visible light source is continuously turned on within a unit time (that is, one cycle of communication). Demodulate to ") and demodulate the section in which the visible light source is turned off / on or the on / off transition occurs within a unit time to a second bit (eg, '1').

라인 디코딩부(230)는 복조 및 디코딩부(220)로부터 출력되는 데이터 패턴을 제1 개수의 비트들 단위의 수신 코드들로 인식하고, 인식한 수신 코드들 각각을 제1 개수보다 작은 제2 개수의 비트들 단위의 디코딩 코드로 라인 디코딩한다. 이때, 수신 코드들 각각은 1에 해당하는 비트수와 0에 해당하는 비트수가 동일하다.The line decoding unit 230 recognizes the data pattern output from the demodulation and decoding unit 220 as reception codes of a first number of bits, and each of the recognized reception codes is a second number smaller than the first number. Line-decode the decoding code in units of bits. In this case, each of the reception codes has the same number of bits corresponding to 1 and number of bits corresponding to 0.

이때, 제1 개수는 6개이고, 제2 개수는 4개일 수 있다.In this case, the first number may be six and the second number may be four.

또한, 라인 디코딩부(230)는 수신 코드 "001110", "001101", "010011", "010110", "010101", "100011", "100110", "100101", "011001", "011010", "011100", "110001", "110010", "101001", "101010", "101100"를 각각 상기 디코딩 코드 "0000", "0001", "0010", "0011", "0100", "0101", "0110", "0111", "1000", "1001", "1010", "1011", "1100", "1101", "1110", "1111" 중 어느 하나로 디코딩할 수 있다.
Also, the line decoding unit 230 receives the reception codes "001110", "001101", "010011", "010110", "010101", "100011", "100110", "100101", "011001", "011010" , "011100", "110001", "110010", "101001", "101010", and "101100" respectively represent the decoding codes "0000", "0001", "0010", "0011", "0100" and " 0101 "," 0110 "," 0111 "," 1000 "," 1001 "," 1010 "," 1011 "," 1100 "," 1101 "," 1110 "," 1111 "can be decoded.

도 20은 본 발명의 실시예에 따른 가시광 무선통신 송신기에서의 가시광 무선통신 방법을 설명하기 위한 흐름도이다.20 is a flowchart illustrating a visible light wireless communication method in a visible light wireless communication transmitter according to an embodiment of the present invention.

도 20을 참조하면, 본 발명에 따른 가시광 무선통신 송신기는, 가시광 무선통신을 위한 소스 코드를 수신한다(S100). 이때, 수신은 통신 채널 등을 통하여 수신되는 것뿐만 아니라 기기 내에서의 신호 전송을 포괄하는 개념이다.Referring to FIG. 20, the visible light wireless communication transmitter according to the present invention receives a source code for visible light wireless communication (S100). In this case, the reception is not only received through a communication channel or the like but also encompasses a signal transmission in the device.

그리고, 가시광 무선통신 송신기는 가시광을 이용해 데이터를 전송할 때 발생 가능한 조명의 깜빡거림 현상을 제거하기 위해 수신한 소스 코드에 대해 4B6B 라인 코딩을 수행한다(S110). 보다 상세하게는, 가시광 무선통신 송신기는 수신된 소스 코드를 4비트 단위의 소스 코드들로 인식한다. 그리고, 가시광 무선통신 송신기는 상기한 소스 코드들 각각을 1에 해당하는 비트의 개수와 0에 해당하는 비트의 개수가 동일한 6비트 인코딩 코드로 인코딩한다.In addition, the visible light wireless transmitter performs 4B6B line coding on the received source code in order to remove flickering of lights that may occur when transmitting data using visible light (S110). More specifically, the visible light wireless transmitter recognizes the received source code as source codes in units of 4 bits. The visible light wireless transmitter encodes each of the source codes into a 6-bit encoding code in which the number of bits corresponding to 1 and the number of bits corresponding to 0 are the same.

다음으로, 가시광 무선통신 송신기는 외부로부터 입력되는 밝기 조절 신호를 수신하고(S120), 수신한 밝기 조절 신호에 따라 인코딩 코드의 코딩 방식(RRZ 코딩 또는 RZ 코딩)을 결정한다(S130).Next, the visible light wireless communication transmitter receives a brightness control signal input from the outside (S120), and determines the coding scheme (RRZ coding or RZ coding) of the encoding code according to the received brightness control signal (S130).

S130 단계를 통해 코딩 방식이 결정되면, 가시광 무선통신 송신기는 결정된 코딩 방식을 이용하여 인코딩 코드의 각각의 비트를 제1 변조신호 또는 제2 변조신호로 변조한다(S140). 인코딩 방식으로 RRZ 방식이 결정되었다고 가정하면, 가시광 무선통신 송신기는 인코딩 코드의 각각의 비트를, 단위 시간 동안 조명이 계속 켜짐 상태로 있도록 하는 제1 변조신호 및 단위 시간 내에 조명의 꺼짐/켜짐 혹은 켜짐/꺼짐 변이가 발생하도록 하는 제2 변조신호 중 어느 하나로 변조한다. 예를 들어, 디지털 "0" 신호는 통신의 한 주기에서 조명의 켜짐 상태가 변화없이 유지되도록 하는 제1 변조신호로 변조하고, 디지털 "1" 신호는 통신의 한 주기에서 꺼짐/켜짐 혹은 켜짐/꺼짐 변이가 발생하도록 하는 제2 변조신호로 변조한다.When the coding scheme is determined through the step S130, the visible light wireless transmitter modulates each bit of the encoding code into a first modulated signal or a second modulated signal using the determined coding scheme (S140). Assuming the RRZ scheme is determined as the encoding scheme, the visible light radio transmitter transmits each bit of the encoding code to the first modulated signal and the illumination is turned on / off or on within the unit time to keep the lighting on for a unit time. Modulate with either of the second modulated signals to cause the on / off transition to occur. For example, a digital "0" signal modulates with a first modulated signal that keeps the light on in one cycle of communication unchanged, while the digital "1" signal is off / on or on / on in one cycle of communication. Modulate with a second modulated signal to cause an off transition to occur.

다음으로, 가시광 무선통신 송신기는 S140 단계를 거쳐 생성된 제1 변조신호 또는 제 2변조신호를 이용해 조명을 구동시켜 조명을 통해 가시광 무선통신이 수행되도록 처리한다(S150).
Next, the visible light wireless communication transmitter drives the lighting using the first modulated signal or the second modulated signal generated through step S140 to process visible light wireless communication through the lighting (S150).

전술한 바에 따르면, 조명 기기 혹은 가시광을 발광하는 가시광원에 가시광 무선통신용 송신 기능을 부가하더라도 통신용 코딩 및 변조 기능에 의해 발생되는 조명 기기 혹은 가시광원의 밝기 감소를 최소화할 수 있고, 동시에 조명 기기 혹은 가시광원의 밝기를 조절할 수 있다.According to the above, the addition of the transmission function for the visible light wireless communication to the lighting device or the visible light source that emits visible light can minimize the decrease in brightness of the lighting device or the visible light source generated by the communication coding and modulation function, and at the same time You can adjust the brightness of the visible light source.

또한, 통신용 코딩 및 변조 기능으로 가시광 무선통신용 조명 기기 혹은 가시광원의 밝기를 조절하더라도 디지털 "0" 신호에 대응되는 조명의 켜짐 상태 레벨과 디지털 "1" 신호에 대응되는 켜짐 상태 레벨이 서로 같기 때문에 광원의 색상을 일정하게 유지할 수 있다.In addition, even if the brightness of the visible light wireless communication lighting device or the visible light source is adjusted by the communication coding and modulation function, the lighting state level of the light corresponding to the digital "0" signal and the lighting state level corresponding to the digital "1" signal are the same. The color of the light source can be kept constant.

또한, 통신용 코딩 및 변조 기능으로 가시광 무선통신용 조명 기기 혹은 가시광원의 최대 밝기를 제공할 때에도 디지털 "0" 신호에 대응되는 조명의 켜짐 상태 레벨과 디지털 "1" 신호에 대응되는 켜짐 상태 레벨이 광원의 구동 허용치를 초과하지 않기 때문에 광원을 보호할 수 있다.In addition, when the communication coding and modulation function provides the maximum brightness of the visible light wireless communication lighting device or the visible light source, the ON state level of the light corresponding to the digital "0" signal and the ON state level corresponding to the digital "1" signal are displayed. The light source can be protected because it does not exceed the driving allowance of.

또한, 가시광원의 깜박거림 방지용 라인 코딩 기능을 추가함으로써, 인간의 눈으로 감지되는 광원의 깜박거림이 가시광 출력 신호에서 발생하지 않는다.In addition, by adding a line coding function for preventing flicker of the visible light source, flickering of the light source detected by the human eye does not occur in the visible light output signal.

또한, 본 발명에 따른 RRZ 코딩 방법과 기존의 RZ 코딩 방법을 병행하여 선택적으로 사용함으로써, 광원의 밝기 조절 범위를 더욱 증대시킬 수 있다. In addition, by selectively using the RRZ coding method according to the present invention and the existing RZ coding method in parallel, it is possible to further increase the brightness control range of the light source.

또한, 현재 LED와 같은 가시광원의 밝기 조절을 수행하는 전용 구동회로와 가시광 무선통신의 통신 신호를 수용하는 별도의 회로가 각각 독립적으로 있을 필요가 없으며, 조명 기기 또는 가시광원에 가시광 무선통신 송신 기능을 부가하더라도 송신부의 구성이 복잡해지지 않는다.In addition, there is no need for a separate driving circuit for controlling the brightness of the visible light source such as LED and a separate circuit for receiving the communication signal of the visible light wireless communication, and transmitting the visible light wireless communication function to the lighting device or the visible light source. The addition of the transmitter does not complicate the configuration of the transmitter.

또한, 조명 기기 혹은 가시광원에 가시광 무선통신 기능을 부가하더라도 조명 기능 또는 가시광원 고유의 기능이 훼손되지 않는 효과를 가지고 있으며, 광원의 밝기 조절을 수행하는 전용 구동회로와 가시광 무선통신의 통신 신호를 수용하는 별도의 회로가 각각 독립적으로 있을 때보다 송신부의 소모 전력을 감소시킬 수 있는 효과가 있다.
In addition, even if the visible light wireless communication function is added to the lighting device or the visible light source, the lighting function or the unique function of the visible light source is not impaired, and a dedicated driving circuit for controlling the brightness of the light source and the communication signal of the visible light wireless communication are applied. There is an effect that can reduce the power consumption of the transmitter than when there are separate circuits to accommodate each other.

이상에서와 같이 도면과 명세서에서 최적의 실시예가 개시되었다. 여기서 특정한 용어들이 사용되었으나, 이는 단지 본 발명을 설명하기 위한 목적에서 사용된 것이지 의미 한정이나 특허청구범위에 기재된 본 발명의 범위를 제한하기 위하여 사용된 것은 아니다. 그러므로, 본 기술 분야의 통상의 지식을 가진자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 타 실시예가 가능하다는 점을 이해할 것이다. 따라서, 본 발명의 진정한 기술적 보호범위는 첨부된 특허청구범위의 기술적 사상에 의해 정해져야 할 것이다.As described above, the best embodiment has been disclosed in the drawings and the specification. Although specific terms have been used herein, they are used only for the purpose of describing the present invention and are not used to limit the scope of the present invention as defined in the meaning or claims. Therefore, those skilled in the art will understand that various modifications and equivalent other embodiments are possible from this. Therefore, the true technical protection scope of the present invention will be defined by the technical spirit of the appended claims.

100:가시광 무선통신 송신기 110:라인 코딩부
120:코딩 및 변조부 130:가시광원 구동부
140:광신호 출력부 150:제어부
200:가시광 무선통신 수신기 210:광신호 수신부
220:복조 및 디코딩부 230:라인 디코딩부
100: visible light wireless communication transmitter 110: line coding unit
120: coding and modulator 130: visible light source driver
140: light signal output unit 150: control unit
200: visible light wireless communication receiver 210: optical signal receiver
220: demodulation and decoding unit 230: line decoding unit

Claims (20)

전송하고자 하는 코드의 각각의 비트를, 단위 시간 동안 조명이 계속 켜짐 상태로 있도록 하는 제1 변조신호 및 단위 시간 내에 조명의 꺼짐/켜짐 혹은 켜짐/꺼짐 변이가 발생하도록 하는 제2 변조신호 중 어느 하나로 코딩 및 변조하는 코딩 및 변조부; 및
상기 제1 변조신호 또는 제2 변조신호를 이용해 상기 조명을 구동하여 상기 조명을 통한 가시광 무선통신이 수행되도록 처리하는 가시광원 구동부를 구비하는, 가시광 무선통신 송신기.
Each bit of the code to be transmitted is either a first modulated signal that keeps the light on for a unit time and a second modulated signal that causes the light to turn off / on or on / off transition within the unit time. A coding and modulation unit for coding and modulating; And
And a visible light source driver for driving the illumination using the first modulated signal or the second modulated signal to process visible light wireless communication through the light.
청구항 1에 있어서,
상기 제2 변조신호는,
상기 단위 시간 내에 한 번의 상기 꺼짐/켜짐 혹은 켜짐/꺼짐 변이가 발생하도록 하는 것을 특징으로 하는, 가시광 무선통신 송신기.
The method according to claim 1,
The second modulated signal is,
And wherein said one off / on or on / off transition occurs within said unit time.
청구항 1에 있어서,
외부로부터 입력되는 밝기 조절 신호에 따라, 상기 제2 변조신호의 상기 꺼짐/켜짐 혹은 켜짐/꺼짐 변이가 발생하는 시점을 제어하여 상기 조명의 밝기를 조절하는 제어부를 더 구비하는 것을 특징으로 하는, 가시광 무선통신 송신기.
The method according to claim 1,
And controlling the brightness of the illumination by controlling a time point at which the off / on or on / off transition of the second modulated signal occurs according to a brightness control signal input from the outside. Wireless transmitter.
청구항 3에 있어서,
상기 제어부는,
상기 밝기 조절 신호에 포함된 상기 조명의 밝기 조절 값이 설정 값 이하인 경우, 상기 코드의 각각의 비트를, 단위 시간 동안 조명이 계속 꺼짐 상태로 있도록 하는 제1 변조신호 및 단위 시간 내에 조명의 꺼짐/켜짐 혹은 켜짐 꺼짐 변이가 발생하도록 하는 제2 변조신호 중 어느 하나로 코딩 및 변조되도록 상기 코딩 및 변조부를 제어하는 것을 특징으로 하는, 가시광 무선통신 송신기.
The method according to claim 3,
The control unit,
When the brightness control value of the illumination included in the brightness control signal is less than or equal to a set value, each bit of the code is turned off / on within the first modulation signal and the unit time to keep the illumination off for unit time. And controlling the coding and modulating unit to be coded and modulated with any one of the second modulated signals to cause on or on off transitions.
청구항 1에 있어서,
상기 조명이 계속 켜짐 상태로 있도록 하는 제1 변조신호의 신호 레벨과 상기 조명이 켜짐 상태가 되도록 하는 상기 제2 변조신호의 신호 레벨은 동일한 것을 특징으로 하는, 가시광 무선통신 송신기.
The method according to claim 1,
And the signal level of the first modulated signal for keeping the illumination on and the signal level of the second modulated signal for bringing the illumination on are the same.
청구항 5에 있어서,
상기 조명이 계속 켜짐 상태로 있도록 하는 제1 변조신호의 신호 레벨과 상기 조명이 켜짐 상태가 되도록 하는 제2 변조신호의 신호 레벨은 상기 조명의 구동 허용치 이하인 것을 특징으로 하는, 가시광 무선통신 송신기.
The method according to claim 5,
And the signal level of the first modulated signal for keeping the illumination on and the signal level of the second modulated signal for causing the illumination to be on are less than or equal to the driving tolerance of the illumination.
청구항 1에 있어서,
소스 코드를 제1 개수의 비트들 단위의 소스 코드들로 인식하고, 상기 소스 코드들 각각을 상기 제1 개수 보다 큰 제2 개수의 비트들 단위의 인코딩 코드로 인코딩하여 상기 코딩 및 변조부에 전달하는 라인 코딩부를 더 구비하고,
상기 인코딩 코드는 1에 해당하는 비트수와 0에 해당하는 비트수가 동일한 것을 특징으로 하는, 가시광 무선통신 송신기.
The method according to claim 1,
Recognizes source code as source codes in units of a first number of bits, encodes each of the source codes into an encoding code of units of a second number of bits larger than the first number, and transmits the encoded code to the coding and modulation unit. Further provided with a line coding unit,
The encoding code is a visible light wireless transmitter, characterized in that the number of bits corresponding to 1 and the number of bits corresponding to 0.
청구항 7에 있어서,
상기 제1 개수는 4개이고, 상기 제 2개수는 6개인 것을 특징으로 하는 가시광 무선통신 송신기.
The method according to claim 7,
And said first number is four, and said second number is six.
청구항 8에 있어서,
상기 라인 코딩부는,
상기 소스 코드 "0000", "0001", "0010", "0011", "0100", "0101", "0110", "0111", "1000", "1001", "1010", "1011", "1100", "1101", "1110", "1111"을 각각 상기 인코딩 코드 "001110", "001101", "010011", "010110", "010101", "100011", "100110", "100101", "011001", "011010", "011100", "110001", "110010", "101001", "101010", "101100" 중 어느 하나로 인코딩하는 것을 특징으로 하는, 가시광 무선통신 송신기.
The method according to claim 8,
The line coding unit,
The source code "0000", "0001", "0010", "0011", "0100", "0101", "0110", "0111", "1000", "1001", "1010", "1011" , "1100", "1101", "1110", and "1111" respectively represent the encoding codes "001110", "001101", "010011", "010110", "010101", "100011", "100110", " 100101 "," 011001 "," 011010 "," 011100 "," 110001 "," 110010 "," 101001 "," 101010 "," 101100 ", characterized in that the visible light wireless transmitter.
가시광원으로부터 가시광 신호를 수신하여 상기 가시광 신호를 전기적 신호로 변환하는 광신호 수신부; 및
상기 전기적 신호를 이용하여 단위 시간 내에 상기 가시광원이 계속 켜져 있는 구간을 제1 비트로 복조하고, 단위 시간 내에 상기 가시광원의 꺼짐/켜짐 혹은 켜짐/꺼짐 변이가 발생하는 구간을 제2 비트로 복조하는 복조 및 디코딩부를 구비하는, 가시광 무선통신 수신기.
An optical signal receiver configured to receive a visible light signal from a visible light source and convert the visible light signal into an electrical signal; And
Demodulation for demodulating the section in which the visible light source is continuously turned on by the first bit using the electrical signal and demodulating the section where the off / on or on / off transition of the visible light source occurs within the unit time to the second bit. And a decoding unit.
청구항 10에 있어서,
상기 복조 및 디코딩부로부터 출력되는 데이터 패턴을 제1 개수의 비트들 단위의 수신 코드들로 인식하고, 상기 수신 코드들 각각을 상기 제1 개수보다 작은 제2 개수의 비트들 단위의 디코딩 코드로 디코딩하는 라인 디코딩부를 더 구비하고,
상기 수신 코드들 각각은 1에 해당하는 비트수와 0에 해당하는 비트수가 동일한 것을 특징으로 하는, 가시광 무선통신 수신기.
The method according to claim 10,
Recognize the data pattern output from the demodulation and decoding unit as received codes of a first number of bits, and decode each of the received codes into a decoding code of a second number of bits smaller than the first number. Further provided with a line decoding unit,
And each of the reception codes is the same as the number of bits corresponding to one and the number of bits corresponding to zero.
청구항 11에 있어서,
상기 제1 개수는 6개이고, 상기 제2 개수는 4개인 것을 특징으로 하는, 가시광 무선통신 수신기.
The method of claim 11,
And wherein the first number is six, and the second number is four.
청구항 11에 있어서,
상기 라인 디코딩부는,
상기 수신 코드 "001110", "001101", "010011", "010110", "010101", "100011", "100110", "100101", "011001", "011010", "011100", "110001", "110010", "101001", "101010", "101100"를 각각 상기 디코딩 코드 "0000", "0001", "0010", "0011", "0100", "0101", "0110", "0111", "1000", "1001", "1010", "1011", "1100", "1101", "1110", "1111" 중 어느 하나로 디코딩하는 것을 특징으로 하는, 가시광 무선통신 수신기.
The method of claim 11,
The line decoding unit,
The reception code "001110", "001101", "010011", "010110", "010101", "100011", "100110", "100101", "011001", "011010", "011100", "110001" , &Quot; 110010 "," 101001 "," 101010 ","101100", respectively, the decoding codes" 0000 "," 0001 "," 0010 "," 0011 "," 0100 "," 0101 "," 0110 "and" 0111 "," 1000 "," 1001 "," 1010 "," 1011 "," 1100 "," 1101 "," 1110 "," 1111 ", characterized in that the decoding of any visible light wireless communication receiver.
가시광 무선통신 송신기가,
전송하고자 하는 코드의 각각의 비트를, 단위 시간 동안 조명이 계속 켜짐 상태로 있도록 하는 제1 변조신호 및 단위 시간 내에 조명의 꺼짐/켜짐 혹은 켜짐/꺼짐 변이가 발생하도록 하는 제2 변조신호 중 어느 하나로 코딩 및 변조하는 단계; 및
상기 제1 변조신호 또는 제2 변조신호를 이용해 상기 조명을 구동하여 상기 조명을 통한 가시광 무선통신이 수행되도록 처리하는 단계를 포함하는, 가시광 무선통신 방법.
Visible light wireless transmitter,
Each bit of the code to be transmitted is either a first modulated signal that keeps the light on for a unit time and a second modulated signal that causes the light to turn off / on or on / off transition within the unit time. Coding and modulating; And
And driving the illumination using the first modulated signal or the second modulated signal to process visible light wireless communication through the light.
청구항 14에 있어서,
상기 제2 변조신호는,
상기 단위 시간 내에 한 번의 상기 꺼짐/켜짐 혹은 켜짐/꺼짐 변이가 발생하도록 하는 것을 특징으로 하는, 가시광 무선통신 방법.
The method according to claim 14,
The second modulated signal is,
And wherein said one off / on or on / off transition occurs within said unit time.
청구항 14에 있어서,
상기 제2 변조신호의 꺼짐/켜짐 혹은 켜짐/꺼짐 변이가 발생하는 시점은 외부로부터 입력되는 밝기 조절 신호에 따라 변경되는 것을 특징으로 하는, 가시광 무선통신 방법.
The method according to claim 14,
The off-on or on-off transition of the second modulated signal is changed according to the brightness control signal input from the outside, visible light wireless communication method.
청구항 14에 있어서,
상기 조명이 계속 켜짐 상태로 있도록 하는 제1 변조신호의 신호 레벨과 상기 조명이 켜짐 상태가 되도록 하는 상기 제2 변조신호의 신호 레벨은 동일한 것을 특징으로 하는, 가시광 무선통신 방법.
The method according to claim 14,
And the signal level of the first modulated signal for keeping the illumination on and the signal level of the second modulated signal for bringing the illumination on are the same.
청구항 17에 있어서,
상기 조명이 계속 켜짐 상태로 있도록 하는 제1 변조신호의 신호 레벨과 상기 조명이 켜짐 상태가 되도록 하는 제2 변조신호의 신호 레벨은 상기 조명의 구동 허용치 이하인 것을 특징으로 하는, 가시광 무선통신 방법.
18. The method of claim 17,
And the signal level of the first modulated signal for keeping the illumination in the on state and the signal level of the second modulated signal for the illumination in the on state are less than or equal to the driving allowance of the illumination.
청구항 14에 있어서,
소스 코드를 제1 개수의 비트들 단위의 소스 코드들로 인식하고, 상기 소스 코드들 각각을 상기 제1 개수 보다 큰 제2 개수의 비트들 단위의 인코딩 코드로 인코딩하는 단계를 더 포함하고,
상기 인코딩 코드는 1에 해당하는 비트수와 0에 해당하는 비트수가 동일한 것을 특징으로 하는, 가시광 무선통신 방법.
The method according to claim 14,
Recognizing the source code as source codes in units of a first number of bits, encoding each of the source codes into an encoding code in units of a second number of bits greater than the first number,
The encoding code is a visible light wireless communication method, characterized in that the number of bits corresponding to 1 and the number of bits corresponding to 0.
청구항 19에 있어서,
상기 제1 개수는 4개이고, 상기 제2 개수는 6개인 것을 특징으로 하는, 가시광 무선통신 방법.
The method of claim 19,
Wherein the first number is four and the second number is six.
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