KR20110063379A - Vlc device and method for processing visible light signal - Google Patents

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KR20110063379A
KR20110063379A KR1020100122982A KR20100122982A KR20110063379A KR 20110063379 A KR20110063379 A KR 20110063379A KR 1020100122982 A KR1020100122982 A KR 1020100122982A KR 20100122982 A KR20100122982 A KR 20100122982A KR 20110063379 A KR20110063379 A KR 20110063379A
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visible light
optical signal
incident angle
angle
transmission power
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이계산
이규진
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경희대학교 산학협력단
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Abstract

PURPOSE: A visible light signal transmit-receive device and method thereof are provided to solve power different of a receiving signal which is generated due to a difference of incoming angle. CONSTITUTION: A photo detector(201) receives an optical signal transmitted from a visible light emitting element of a base station. A measuring unit(209) measures a received power of distance with the visible light emitting device and an optical signal. A determining unit(211) produces an incident angle of an optical signal by using distance and received power.

Description

가시광 신호 송수신 장치 및 그 방법{VLC DEVICE AND METHOD FOR PROCESSING VISIBLE LIGHT SIGNAL}Visible light signal transmission and reception apparatus and its method {VLC DEVICE AND METHOD FOR PROCESSING VISIBLE LIGHT SIGNAL}

본 발명은 가시광 신호 송수신 장치 및 그 방법에 관한 것이다.The present invention relates to an apparatus for transmitting and receiving visible light signals and a method thereof.

가시광 통신(Visible Light Communication, VLC) 시스템은 가시광(Visible Light)을 이용하여 통신하는 시스템으로서, 가시광의 장점을 활용하여 통신 네트워크를 구축하여 조명 등의 역할과 통신 시스템의 역할을 모두 갖춘 시스템이다.Visible light communication (VLC) system is a system that communicates using visible light, and utilizes the advantages of visible light to build a communication network and has both a role such as lighting and a communication system.

이러한 가시광 통신 시스템은 가시광선(400~700nm)을 이용해 정보를 전달하는 통신 기술로써 형광등에서 발산되는 빛이나 표시 기기등에서 사용되는 발광 다이오드(LED)의 가시광선을 눈에 보이지 않는 속도로 점멸시켜 정보를 보내는 기술로 고속의 통신이 가능하다. This visible light communication system is a communication technology that transmits information using visible light (400-700 nm) and flashes visible light of a light emitted from a fluorescent lamp or a light emitting diode (LED) used in a display device at an invisible speed. High speed communication is possible by sending technology.

또한, 가시광 통신은 빛 차단 시 정보가 실외로 새어나갈 염려가 없어 무선 LAN에 비해 보완성이 높으며, 여러 대의 컴퓨터를 동시에 사용해도 크게 줄어들지 않는다.In addition, visible light communication is more complementary than wireless LAN because there is no fear of information leaking to the outside when light is blocked.

그런데, 신호를 동일 전력으로 전송한다고 가정하는 경우, 기지국과 단말기의 위치에 따른 입사각이 작을수록 성능이 급격하게 감소한다. 이러한 문제점으로 단말기의 위치가 달라지면 동일한 QoS를 제공하지 못하게 된다.However, when it is assumed that the signal is transmitted at the same power, the performance is drastically reduced as the incident angle is reduced according to the position of the base station and the terminal. Due to this problem, if the location of the terminal is changed, the same QoS cannot be provided.

도 1은 종래의 가시광 통신 시스템의 구성을 개략적으로 나타낸 도면이다.1 is a view schematically showing a configuration of a conventional visible light communication system.

도 1을 참조하면, 기지국(미도시)의 LED(Light Emitting Diode) 광원이 발산하는 가시광은 각각의 단말장치(M1, M2, M3)에 수신된다.Referring to FIG. 1, visible light emitted from a light emitting diode (LED) light source of a base station (not shown) is received by each terminal device M1, M2, and M3.

여기서, 단말장치(M1)와 LED 광원과의 거리는 'd1'이고, 단말장치(M2)와 LED 광원과의 거리는 'd2'이고, 단말장치(M3)와 LED 광원과의 거리는 'd3'이다.Here, the distance between the terminal device M1 and the LED light source is 'd1', the distance between the terminal device M2 and the LED light source is 'd2', and the distance between the terminal device M3 and the LED light source is 'd3'.

이때, 단말장치(M1)와 LED 광원과의 광신호 입사각은 'α'로서, 수신 신호의 전력이 매우 강하다. 반면, 단말장치(M2)와 LED 광원과의 광신호 입사각은 'β'이고, 단말장치(M3)와 LED 광원과의 광신호 입사각은 'γ'로서, 상대적으로 수신 신호의 전력이 약하다.At this time, the optical signal incident angle between the terminal device M1 and the LED light source is 'α', and the power of the received signal is very strong. On the other hand, the light signal incident angle between the terminal device M2 and the LED light source is 'β' and the light signal incident angle between the terminal device M3 and the LED light source is 'γ', and the power of the received signal is relatively weak.

또한, 거리의 크기가 d3>d2>d1이라 하면, 각각의 단말장치(M1, M2, M3)에서 수신되는 신호의 수신 전력의 크기는 M1>M2>M3가 된다.Further, if the distance is d3> d2> d1, the received power of the signal received at each terminal device M1, M2, M3 is M1> M2> M3.

이처럼, 각각의 단말장치(M1, M2, M3)와 LED 광원과의 거리 및 입사각에 따라 수신 전력이 달라짐을 알 수 있다.As such, it can be seen that the reception power varies according to the distance between the terminal devices M1, M2, and M3 and the LED light source and the incident angle.

따라서, 동일한 전력의 가시광을 발산한다고 할 때, 각각의 단말장치(M1, M2, M3)의 위치에 따라 수신 전력에 차이가 발생하게 되는 것이다.Therefore, when the visible light of the same power is emitted, the difference in the received power occurs according to the position of each terminal device (M1, M2, M3).

따라서, 본 발명이 이루고자 하는 기술적 과제는 입사각의 차이로 인해 발생하는 수신 신호의 전력차를 해결할 수 있는 가시광 신호 송수신 장치 및 그 방법을 제공하는 것이다.Accordingly, an aspect of the present invention is to provide an apparatus and method for transmitting and receiving visible light signals capable of resolving power differences of received signals caused by differences in incident angles.

또한, AMC(Adoptive Modulation and Coding)와 TPC(Transmit Power Control) 기술을 적용하여 각 사용자 단말의 위치에 관계없이 동일한 QoS를 만족시킬 수 있는 가시광 신호 송수신 장치 및 그 방법을 제공하는 것이다.In addition, the present invention provides an apparatus and method for transmitting and receiving visible light signals capable of satisfying the same QoS regardless of the location of each user terminal by applying AMC (Adaptive Modulation and Coding) and TPC (Transmit Power Control) technology.

본 발명의 한 특징에 따르면 가시광 신호 수신 장치가 제공된다. 이 장치는, 기지국의 가시광 발광소자가 송출하는 광신호를 수신하는 포토디텍터(photo-detecter); 상기 가시광 발광소자와의 거리 및 상기 광신호의 수신 전력을 측정하는 측정부; 및 상기 거리 및 상기 수신 전력을 이용하여 상기 광신호의 입사각을 산출하고, 상기 입사각에 따라 상기 광신호의 송신 전력의 보상 여부를 결정하여 피드백 채널을 통하여 상기 기지국으로 송신 전력 보상을 요청하는 판단부를 포함한다.According to one aspect of the invention there is provided a visible light signal receiving apparatus. The apparatus includes a photo-detector for receiving an optical signal transmitted by a visible light emitting element of a base station; A measuring unit measuring a distance from the visible light emitting device and a received power of the optical signal; And a determination unit configured to calculate an incident angle of the optical signal using the distance and the received power, determine whether to compensate the transmission power of the optical signal according to the incident angle, and request transmission power compensation to the base station through a feedback channel. Include.

본 발명의 다른 특징에 따르면 가시광 신호 송신 장치가 제공된다. 이 장치는, 광신호를 발산하는 가시광 발광소자; 및 상기 광신호를 수신한 단말장치로부터 피드백 채널을 통하여 송신 전력 보상을 요청받으면, 송신 전력을 보상하는 전력 제어부를 포함한다.According to another feature of the invention there is provided a visible light signal transmission apparatus. This apparatus comprises: a visible light emitting element for emitting an optical signal; And a power controller for compensating for transmission power when receiving transmission power compensation request from the terminal device receiving the optical signal through a feedback channel.

본 발명의 또 다른 특징에 따르면 가시광 신호 수신 방법이 제공된다. 이 방법은, 가시광 발광소자가 송출하는 광신호를 수신하는 단계; 상기 광신호의 수신 전력을 측정하는 단계; 상기 발광소자와의 거리를 측정하는 단계; 상기 수신 전력 및 상기 거리를 이용하여 입사각을 산출하는 단계; 상기 입사각을 이용하여 상기 광신호의 송신 전력 보상 여부를 결정하는 단계; 및 송신 전력 보상이 결정되는 경우, 상기 가시광 발광소자로 송신 전력 보상을 요청하는 단계를 포함한다.According to another feature of the invention there is provided a visible light signal receiving method. The method includes the steps of receiving an optical signal emitted by the visible light emitting device; Measuring the received power of the optical signal; Measuring a distance from the light emitting device; Calculating an incident angle using the received power and the distance; Determining whether to compensate for transmission power of the optical signal using the incident angle; And when transmission power compensation is determined, requesting transmission power compensation to the visible light emitting device.

본 발명의 또 다른 특징에 따르면 가시광 신호 송신 방법이 제공된다. 이 방법은, 기지국에서 가시광 발광소자를 통하여 광신호를 발산하는 단계; 상기 광신호를 수신한 단말장치로부터 피드백 채널을 통하여 송신 전력 보상을 요청받는 단계; 상기 요청받는 단계에서 수신된 상기 광신호의 입사각에 따라 광신호의 송신 전력을 보상하는 단계; 및 송신 전력이 보상된 광신호를 상기 단말장치로 송신하는 단계를 포함한다.According to another feature of the invention there is provided a visible light signal transmission method. The method includes the steps of: emitting an optical signal through a visible light emitting device at a base station; Receiving transmission power compensation request from a terminal device receiving the optical signal through a feedback channel; Compensating for the transmission power of the optical signal according to the incident angle of the optical signal received in the requesting step; And transmitting the optical signal, the transmission power of which has been compensated, to the terminal device.

본 발명의 실시예에 따르면, 입사각에 따라 광신호의 수신 전력에 차이가 발생하는 경우, AMC(Adoptive Modulation and Coding)와 TPC(Transmit Power Control) 기술을 적용하여 송신 전력을 보상함으로써 일정 전력을 유지할 수 있으며 통신 서비스의 안정성을 보장할 수 있다.According to an embodiment of the present invention, if a difference occurs in the reception power of the optical signal according to the incident angle, by applying the AMC (Adaptive Modulation and Coding) and TPC (Transmit Power Control) technology to compensate for the transmission power to maintain a constant power Can ensure the stability of the communication service.

도 1은 종래의 가시광 통신 시스템의 구성을 개략적으로 나타낸 도면이다.
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 가시광 신호의 수신기 모델을 나타낸다.
도 3은 본 발명의 실시예에 따른 입사각에 따른 광필터 이득을 나타낸 그래프이다.
도 4는 본 발명의 실시예에 따른 입사각 테이블의 구성이다.
도 5는 본 발명의 실시예에 따른 가시광 신호 송수신 장치의 내부 구성을 나타낸 블록도이다.
도 6은 본 발명의 실시예에 따른 가시광 신호 송수신 방법을 나타낸 순서도이다.
1 is a view schematically showing a configuration of a conventional visible light communication system.
2 shows a receiver model of a visible light signal according to an embodiment of the present invention.
3 is a graph illustrating an optical filter gain according to an incident angle according to an exemplary embodiment of the present invention.
4 is a configuration of an incident angle table according to an embodiment of the present invention.
5 is a block diagram showing an internal configuration of a visible light signal transmitting and receiving device according to an embodiment of the present invention.
6 is a flowchart illustrating a visible light signal transmission and reception method according to an embodiment of the present invention.

아래에서는 첨부한 도면을 참고로 하여 본 발명의 실시예에 대하여 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 상세히 설명한다. 그러나 본 발명은 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으며 여기에서 설명하는 실시예에 한정되지 않는다. 그리고 도면에서 본 발명을 명확하게 설명하기 위해서 설명과 관계없는 부분은 생략하였으며, 명세서 전체를 통하여 유사한 부분에 대해서는 유사한 도면 부호를 붙였다.DETAILED DESCRIPTION Hereinafter, exemplary embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings so that those skilled in the art may easily implement the present invention. The present invention may, however, be embodied in many different forms and should not be construed as limited to the embodiments set forth herein. In the drawings, parts irrelevant to the description are omitted in order to clearly describe the present invention, and like reference numerals designate like parts throughout the specification.

명세서 전체에서, 어떤 부분이 어떤 구성 요소를"포함"한다고 할 때, 이는 특별히 반대되는 기재가 없는 한 다른 구성 요소를 제외하는 것이 아니라 다른 구성 요소를 더 포함할 수 있는 것을 의미한다.Throughout the specification, when a part is said to "include" a certain component, it means that it can further include other components, except to exclude other components unless specifically stated otherwise.

본 명세서에서 단말장치는, 이동국(Mobile Station, MS), 단말(terminal), 이동 단말(Mobile Terminal, MT), 가입자국(Subscriber Station, SS), 휴대 가입자국(Portable Subscriber Station, PSS), 사용자 장치(User Equipment, UE), 접근 단말(Access Terminal, AT) 등을 지칭할 수도 있고, 이동 단말, 가입자국, 휴대 가입자국, 사용자 장치 등의 전부 또는 일부의 기능을 포함할 수도 있다.In the present specification, a terminal device may include a mobile station (MS), a terminal, a mobile terminal (MT), a subscriber station (SS), a portable subscriber station (PSS), a user. A device may be referred to as a user equipment (UE), an access terminal (AT), or the like, and may include all or some functions of a mobile terminal, a subscriber station, a portable subscriber station, a user device, and the like.

본 명세서에서 기지국(Base Station, BS)은 접근점(Access Point, AP), 무선 접근국(Radio Access Station, RAS), 노드B(Node B), 송수신 기지국(Base Transceiver Station, BTS), MMR(Mobile Multihop Relay)-BS 등을 지칭할 수도 있고, 접근점, 무선 접근국, 노드B, 송수신 기지국, MMR-BS 등의 전부 또는 일부의 기능을 포함할 수도 있다.In the present specification, a base station (BS) is an access point (AP), a radio access station (Radio Access Station, RAS), a Node B (Node B), a base transceiver station (Base Transceiver Station, BTS), MMR ( Mobile Multihop Relay) -BS and the like, and may include all or part of functions such as an access point, a radio access station, a Node B, a base transceiver station, and an MMR-BS.

이하, 도면을 참조로 하여 본 발명의 실시예에 따른 가시광 신호 송수신 장치 및 그 방법에 대하여 상세히 설명한다.Hereinafter, an apparatus and method for transmitting and receiving visible light signal according to an embodiment of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.

도 2는 본 발명의 실시예에 따른 가시광 신호의 수신기 모델을 나타내고, 도 3은 본 발명의 실시예에 따른 입사각에 따른 광필터 이득을 나타낸 그래프이다.2 illustrates a receiver model of a visible light signal according to an exemplary embodiment of the present invention, and FIG. 3 is a graph illustrating an optical filter gain according to an incident angle according to an exemplary embodiment of the present invention.

먼저, 도 2를 참조하면, LED 광원은 'Ψ'의 각도를 가지는 위치에서 가시광선(Visible Light)을 발산한다.First, referring to FIG. 2, the LED light source emits visible light at a position having an angle of Ψ.

그러면, 반구형 콘선트레이터(Hemispherical Concentrator)로 가시광선이 수집되고, 가시광선은 광대역 투과 필터(Bandpass Optical Filter)를 통과하여 포토디텍터(Photo-detector)로 수신된다.Then, visible light is collected by a hemispherical concentrator, and the visible light passes through a bandpass optical filter and received by a photo-detector.

이때, 가시광선은 A-B 축 상의 C 축을 기준으로 입사각 'θ'로 수신된다. In this case, the visible light is received at an incident angle 'θ' based on the C axis on the A-B axis.

여기서, LED 광원과의 거리는 동일하되 입사각 'θ'를 변화시켜 수신되는 가시광선의 광대역 투과 필터 이득을 그래프로 나타내면, 도 3과 같다.Here, the distance from the LED light source is the same, but the graph shows the wideband transmission filter gain of visible light received by changing the incident angle 'θ', as shown in FIG. 3.

도 3을 참조하면, 입사각 'θ'의 값에 따라 광대역 통과 필터 이득의 값이 달라지는데, 일정 수준의 이득값이 지속되다가 특정 지점에서 급하강하는 그래프를 형성한다. 즉 'θ=0ㅀ'일 때, 최대 광대역 통과 필터 이득은 0.96이고, 'θ=60ㅀ'가 될 때까지 거의 일정하게 유지된다. 그리고 'θ=60ㅀ이 되는 지점부터 광대역 통과 필터 이득은 급하강한다.Referring to FIG. 3, the value of the broadband pass filter gain varies according to the value of the incident angle 'θ'. A graph of a predetermined level of gain continues and then drops rapidly at a specific point. In other words, when 'θ = 0', the maximum wideband pass filter gain is 0.96 and remains substantially constant until 'θ = 60 Hz'. The broadband pass filter gain drops sharply from the point where &thetas; = 60 Hz.

여기서, 파일럿 신호, 프리엠블 신호, 포스트엠블 신호가 가시광선 신호의 입사각 측정을 위해 사용될 수 있다.Here, the pilot signal, the preamble signal, and the postamble signal may be used for measuring the incident angle of the visible light signal.

한편, 도 4는 본 발명의 실시예에 따른 입사각 테이블의 구성으로서, 도 3의 그래프를 토대로 생성된다.On the other hand, Figure 4 is a configuration of the angle of incidence table according to an embodiment of the present invention, is generated based on the graph of FIG.

도 4를 참조하면, 입사각 테이블(100)은 '광대역 주파수 필터 이득'과 'LED 광원과의 거리'가 쌍을 이루어 입사각과 매핑된다.Referring to FIG. 4, the angle of incidence table 100 is paired with the angle of incidence by pairing a 'wideband frequency filter gain' and a 'distance with an LED light source'.

즉 가로 필드는 광대역 주파수 필터 이득(101)이 수록되고, 세로 필드는 LED 광원과의 거리(d)(103)가 수록된다. In other words, the horizontal field contains the wideband frequency filter gain 101, and the vertical field contains the distance (d) 103 from the LED light source.

그리고 거리가 d1인 경우, 광대역 주파수 필터 이득이 0.96이면, 입사각(θ)= 0ㅀ가 매핑되고, 광대역 주파수 필터 이득이 0.91이면, 입사각(θ)= 60ㅀ(105)가 매핑되어 있다.In the case where the distance is d1, when the wideband frequency filter gain is 0.96, the incident angle θ = 0m is mapped, and when the wideband frequency filter gain is 0.91, the incident angle θ = 60 Hz 105 is mapped.

이러한 입사각 테이블을 이용하여 입사각에 따른 가시광 신호의 수신 전력의 차이를 해결하기 위한 구성에 대해 설명하면, 다음과 같다.A configuration for solving the difference in the received power of the visible light signal according to the incident angle using the incident angle table will be described below.

도 5는 본 발명의 실시예에 따른 가시광 신호 송수신 장치의 내부 구성을 나타낸 블록도이다.5 is a block diagram showing an internal configuration of a visible light signal transmitting and receiving device according to an embodiment of the present invention.

여기서, 가시광 신호 수신 장치(200)는 단말장치(미도시)에 탑재되고, 가시광 신호 송신 장치(300)는 기지국(미도시)에 탑재된다.Here, the visible light signal receiving device 200 is mounted on a terminal device (not shown), and the visible light signal transmitting device 300 is mounted on a base station (not shown).

도 5를 참조하면, 가시광 신호 수신 장치(200)는 포토 디텍터(201), 수신 필터(203), 역다중화부(205), 복조부(207), 측정부(209), 판단부(211), 저장부(213) 및 가중치 선택부(215)를 포함한다.Referring to FIG. 5, the visible light signal receiver 200 includes a photo detector 201, a reception filter 203, a demultiplexer 205, a demodulator 207, a measurement unit 209, and a determination unit 211. , A storage unit 213, and a weight selection unit 215.

가시광 발광소자(미도시) 에를 들어, LED 발광원이 발산하는 광신호는 광무선 채널을 통해 포토 디텍터(201)로 수신된다. 그리고 수신 필터(203), 역다중화부(205), 복조부(207)를 통과하여 검출된다.For example, the optical signal emitted from the LED light source is received by the photo detector 201 through the optical wireless channel. The detection is performed through the reception filter 203, the demultiplexer 205, and the demodulator 207.

이때, 판단부(211)는 저장부(213)에 저장된 입사각 테이블(100)을 이용하여 송신 전력의 보상 여부를 결정한다.At this time, the determination unit 211 determines whether the transmission power is compensated using the incident angle table 100 stored in the storage unit 213.

한편, 가시광 신호 송신 장치(300)는 AMC(Adaptive Modulation and Coding) 제어부(301), AMC 처리부(303), 다중화부(305), 전력 제어부(307) 및 전송부(309)를 포함한다.On the other hand, the apparatus 300 for transmitting visible light includes an adaptive modulation and coding (AMC) controller 301, an AMC processor 303, a multiplexer 305, a power controller 307, and a transmitter 309.

이러한 가시광 송수신 장치(200, 300)의 가시광 신호 처리 방법에 대해 도 6을 참조하여 자세히 설명한다.The visible light signal processing method of the visible light transmitting and receiving apparatus 200 and 300 will be described in detail with reference to FIG. 6.

도 6은 본 발명의 실시예에 따른 가시광 신호 처리 방법을 나타낸 순서도이다.6 is a flowchart illustrating a visible light signal processing method according to an embodiment of the present invention.

도 6을 참조하면, 가시광 신호 송신 장치(300)가 가시광 신호를 브로드캐스 팅한다(S101).Referring to FIG. 6, the apparatus 300 for transmitting visible light broadcasts the visible light signal (S101).

그러면, 가시광 신소 수신 장치(200)의 포토디텍터(201)가 광신호를 수신(S103)한다. 그리고 측정부(209)는 가시광 발광소자 즉 가시광 신호 송신 장치(300)와의 거리 및 광신호의 수신 전력을 측정(S105, S107)하여 판단부(211)로 전달한다.Then, the photodetector 201 of the visible light source receiving apparatus 200 receives the optical signal (S103). In addition, the measurement unit 209 measures the distance to the visible light emitting device, that is, the visible light signal transmission apparatus 300 and the received power of the optical signal (S105 and S107) and transmits the measured power to the determination unit 211.

이때, 가시광 신호의 수신 전력은 앞서 설명한 것처럼, 광대역 주파수 필터 이득이 사용된다. In this case, as described above, the reception power of the visible light signal is used with a wideband frequency filter gain.

또한, 가시광 발광소자와의 거리 측정 방법은 당업자에게 널리 알려진 기술로서, 다양한 기술에서 채용될 수 있다.In addition, the distance measuring method with the visible light emitting device is a technique well known to those skilled in the art, it may be employed in a variety of techniques.

그러면, 판단부(211)는 측정부(209)로부터 전달받은 거리 및 수신 전력과 매핑되는 입사각을 입사각 테이블(100)로부터 추출한다(S109). Then, the determination unit 211 extracts an incident angle mapped with the distance received from the measuring unit 209 and the received power from the incident angle table 100 (S109).

예를들어, 거리가 'd1'이고, 광대역 주파수 필터 이득이 '0.91'이라면, 매핑된 입사각(θ)= '60ㅀ'(105)이다.For example, if the distance is' d1 'and the broadband frequency filter gain is' 0.91', then the mapped incidence angle [theta] = '60 Hz '105.

이때, 판단부(211)는 S109 단계에서 추출한 입사각이 기 정의된 임계각 이상인지를 판단한다(S111). 즉 도 3의 광대역 통과 필터 이득이 급하강하는 시점인지를 임계각을 통해 확인하는 것이다.At this time, the determination unit 211 determines whether the incident angle extracted in the step S109 is greater than or equal to a predetermined threshold angle (S111). In other words, it is checked whether the broadband pass filter gain of FIG.

만약, 임계각 이상이 아니라면, S101 단계부터 다시 시작한다.If not greater than the critical angle, it starts again from step S101.

반면, 임계각 이상이라면, 보상 방식을 확인(S113)하여 판단부(211)는 AMC 방식으로 보상을 진행할지 혹은 TPC 방식으로 보상을 진행할지를 판단한다(S115). 이러한 보상 방식은 판단부(211)에 미리 정의되어 있다.On the other hand, if the threshold angle or more, check the compensation method (S113), the determination unit 211 determines whether to proceed with the compensation in the AMC method or TPC method (S115). This compensation method is previously defined in the determination unit 211.

여기서, AMC 방식으로 보상을 진행할 경우, 판단부(211)는 입사각과 함께 가시광 신호 송신 장치(300)로 송신 전력 보상을 요청한다(S117).In this case, when the compensation is performed by the AMC method, the determination unit 211 requests the transmission power compensation to the visible light signal transmitting apparatus 300 together with the incident angle (S117).

그러면, 가시광 신호 송신 장치(300)의 AMC 제어부(301)는 S117 단계에서 수신된 입사각에 따라 변조 차수 및 채널 코딩율을 결정한다(S119). 즉 도 3을 통해 설명하면, 입사각에 해당하는 광대역 통과 필터 이득이 하강한 만큼을 보상할 수 있도록 변조 차수 및 채널 코딩율이 결정된다.Then, the AMC control unit 301 of the visible light signal transmitting apparatus 300 determines the modulation order and the channel coding rate according to the incident angle received in step S117 (S119). 3, the modulation order and the channel coding rate are determined to compensate for the decrease in the wideband pass filter gain corresponding to the incident angle.

그러면, AMC 처리부(303)는 AMC 제어부(301)가 결정한 변조 차수 및 채널 코딩율을 이용하여 적응 변조 및 채널 코딩을 수행(S121)한다. 그리고 이러한 적응 변조 및 채널 코딩된 신호는 다중화부(305), 전력 제어부(307) 및 전송부(309)로 입력되어 광무선 채널로 송신된다.Then, the AMC processor 303 performs adaptive modulation and channel coding using the modulation order and the channel coding rate determined by the AMC controller 301 (S121). The adaptive modulated and channel coded signal is input to the multiplexer 305, the power controller 307, and the transmitter 309 and transmitted to the optical wireless channel.

또한, TPC 방식으로 보상을 진행할 경우, 판단부(211)는 입사각을 가중치 선택부(215)에게 전달한다. 가중치 선택부(215)는 입사각에 따라 송신 전력의 가중치를 결정(S125)하여 가중치와 함께 가시광 신호 송신 장치(300)로 송신 전력 보상을 요청한다(S127).In addition, when the compensation is performed by the TPC method, the determination unit 211 transmits the incident angle to the weight selection unit 215. The weight selector 215 determines the weight of the transmission power according to the incident angle (S125) and requests the visible power signal transmission apparatus 300 to compensate for the transmission power together with the weight (S127).

그러면, 전력 제어부(307)가 가중치를 수신하여 송신 전력을 보상한 후(S129), 전송부(309)를 통해 광무선 채널로 송신한다(S131).Then, the power control unit 307 receives the weight to compensate for the transmission power (S129), and then transmits to the optical wireless channel through the transmission unit 309 (S131).

이상에서 본 발명의 실시예에 대하여 상세하게 설명하였지만 본 발명의 권리범위는 이에 한정되는 것은 아니고 다음의 청구범위에서 정의하고 있는 본 발명의 기본 개념을 이용한 당업자의 여러 변형 및 개량 형태 또한 본 발명의 권리범위에 속하는 것이다.Although the embodiments of the present invention have been described in detail above, the scope of the present invention is not limited thereto, and various modifications and improvements of those skilled in the art using the basic concepts of the present invention defined in the following claims are also provided. It belongs to the scope of rights.

100: 입사각 테이블 200: 가시광 수신 장치
201: 포토디텍터 203: 수신 필터
205: 역다중화부 207: 복조부
209: 측정부 211: 판단부
213: 저장부 215: 가중치 선택부
300: 가시광 송신 장치 301: AMC 제어부
303: AMC 처리부 305: 다중화부
307: 전력 제어부 309: 전송부
100: incident angle table 200: visible light receiving device
201: Photodetector 203: Receive filter
205: demultiplexer 207: demodulator
209: measuring unit 211: determining unit
213: storage unit 215: weight selection unit
300: visible light transmitting device 301: AMC control unit
303: AMC processing unit 305: Multiplexing unit
307: power control unit 309: transmission unit

Claims (14)

기지국의 가시광 발광소자가 송출하는 광신호를 수신하는 포토 디텍터(photo-detecter);
상기 가시광 발광소자와의 거리 및 상기 광신호의 수신 전력을 측정하는 측정부; 및
상기 거리 및 상기 수신 전력을 이용하여 상기 광신호의 입사각을 산출하고, 상기 입사각에 따라 상기 광신호의 송신 전력의 보상 여부를 결정하여 피드백 채널을 통하여 상기 기지국으로 송신 전력 보상을 요청하는 판단부
를 포함하는 가시광 신호 수신 장치.
A photo-detector for receiving an optical signal transmitted by the visible light emitting device of the base station;
A measuring unit measuring a distance from the visible light emitting device and a received power of the optical signal; And
A determination unit configured to calculate an incident angle of the optical signal using the distance and the received power, determine whether to compensate the transmission power of the optical signal according to the incident angle, and request transmission power compensation to the base station through a feedback channel.
Visible light signal receiving device comprising a.
제1항에 있어서,
동일한 거리에서 서로 다른 복수의 입사각으로 수신된 상기 광신호의 수신 전력을 측정하여 생성된 입사각 테이블-여기서 입사각 테이블은 거리와 수신 전력이 쌍을 이루고, 동일한 거리를 기준으로 수신 전력 별로 입사각이 매핑되어 있음-을 저장하는 저장부를 더 포함하고,
상기 판단부는,
상기 입사각 테이블로부터 상기 수신 전력 및 상기 거리에 매핑되는 입사각을 추출하는 가시광 신호 수신 장치.
The method of claim 1,
The angle of incidence table generated by measuring the received power of the optical signal received at a plurality of different angles of incidence at the same distance, wherein the angle of incidence table is paired with distance and received power, and the angle of incidence is mapped for each received power based on the same distance. A storage for storing the present;
The determination unit,
And a visible light signal receiving device extracting an incident angle mapped to the received power and the distance from the incident angle table.
제1항 또는 제2항에 있어서,
상기 판단부는,
상기 입사각과 기 정해진 임계각-여기서 임계각은 상기 입사각 테이블에서 상기 광신호의 수신 전력이 약해지는 시점의 입사각으로 정의됨-을 비교하여 상기 입사각이 상기 임계각 이상의 값인 경우, 송신 전력의 보상을 결정하는 가시광 신호 수신 장치.
The method according to claim 1 or 2,
The determination unit,
Visible light for comparing the incident angle with a predetermined threshold angle, wherein the threshold angle is defined as the incident angle at the time when the reception power of the optical signal is weakened in the incident angle table, and determines compensation of transmission power when the incident angle is a value greater than or equal to the threshold angle. Signal receiving device.
제3항에 있어서,
상기 판단부로부터 전달받은 상기 입사각에 따라 가중치를 결정하는 가중치 선택부를 더 포함하고,
상기 판단부는,
상기 가중치를 피드백 채널을 통하여 상기 기지국으로 송신 전력 보상 요청과 함께 전송하는 가시광 신호 수신 장치.
The method of claim 3,
Further comprising a weight selection unit for determining a weight in accordance with the incident angle received from the determination unit,
The determination unit,
And transmitting the weight along with a transmission power compensation request to the base station through a feedback channel.
광신호를 발산하는 가시광 발광소자; 및
상기 광신호를 수신한 단말장치로부터 피드백 채널을 통하여 송신 전력 보상을 요청받으면, 송신 전력을 보상하는 전력 제어부
를 포함하는 가시광 신호 송신 장치.
Visible light emitting device for emitting an optical signal; And
Power control unit for compensating for transmission power when receiving the transmission power compensation request through the feedback channel from the terminal device receiving the optical signal
Visible light signal transmission device comprising a.
제5항에 있어서,
상기 단말장치로부터 상기 광신호의 입사각과 함께 송신 전력 보상 요청이 수신되면, 상기 입사각에 따라 정의된 변조 차수 및 채널 코딩율을 결정하는 AMC(Adaptive Modulation and Coding) 제어부; 및
상기 결정한 변조 차수 및 채널 코딩율에 따라 송신 전력의 적응 변조 및 채널 코딩을 수행하여 상기 전력 제어부에게 제공하는 AMC 처리부
를 더 포함하는 가시광 신호 송신 장치.
The method of claim 5,
An adaptive modulation and coding (AMC) control unit that determines a modulation order and a channel coding rate defined according to the incidence angle when a transmission power compensation request is received together with the incidence angle of the optical signal from the terminal device; And
An AMC processor that performs adaptive modulation and channel coding of transmission power according to the determined modulation order and channel coding rate and provides the power control unit to the power control unit
Visible light signal transmission device further comprising.
제5항에 있어서,
상기 전력 제어부는,
상기 단말장치로부터 상기 광신호의 입사각을 이용하여 결정된 가중치와 함께 송신 전력 보상 요청을 수신하고, 상기 가중치를 송신 전력에 적용하는 가시광 신호 송신 장치.
The method of claim 5,
The power control unit,
And a transmission power compensation request received from the terminal device with a weight determined using the incident angle of the optical signal, and applying the weight to the transmission power.
가시광 발광소자가 송출하는 광신호를 수신하는 단계;
상기 광신호의 수신 전력을 측정하는 단계;
상기 발광소자와의 거리를 측정하는 단계;
상기 수신 전력 및 상기 거리를 이용하여 입사각을 산출하는 단계;
상기 입사각을 이용하여 상기 광신호의 송신 전력 보상 여부를 결정하는 단계; 및
송신 전력 보상이 결정되는 경우, 상기 가시광 발광소자로 송신 전력 보상을 요청하는 단계
를 포함하는 가시광 신호 수신 방법.
Receiving an optical signal transmitted by a visible light emitting device;
Measuring the received power of the optical signal;
Measuring a distance from the light emitting device;
Calculating an incident angle using the received power and the distance;
Determining whether to compensate for transmission power of the optical signal using the incident angle; And
When transmission power compensation is determined, requesting transmission power compensation to the visible light emitting device
Visible light signal receiving method comprising a.
제8항에 있어서,
상기 수신하는 단계 이전에,
동일한 거리에서 서로 다른 복수의 입사각으로 수신된 상기 광신호의 수신 전력을 측정하여 생성된 입사각 테이블-여기서 입사각 테이블은 거리와 수신 전력이 쌍을 이루고, 동일한 거리를 기준으로 수신 전력 별로 입사각이 매핑되어 있음-을 저장하는 단계를 더 포함하고,
상기 산출하는 단계는,
상기 입사각 테이블로부터 상기 수신 전력 및 상기 거리와 매핑된 입사각을 추출하는 가시광 신호 수신 방법.
The method of claim 8,
Prior to the receiving step,
The angle of incidence table generated by measuring the received power of the optical signal received at a plurality of different angles of incidence at the same distance, wherein the angle of incidence table is paired with distance and received power, and the angle of incidence is mapped for each received power based on the same distance. Storing the present;
The calculating step,
And extracting the incident angle mapped to the received power and the distance from the incident angle table.
제8항 또는 제9항에 있어서,
상기 결정하는 단계는,
상기 입사각과 기 정해진 임계각-여기서 임계각은 상기 입사각 테이블에서 상기 광신호의 수신 전력이 약해지는 시점의 입사각으로 정의됨-을 비교하는 단계; 및
상기 입사각이 상기 임계각 이상의 값인 경우, 송신 전력의 보상을 결정하는 단계
를 포함하는 가시광 신호 수신 방법.
The method according to claim 8 or 9,
The determining step,
Comparing the incident angle with a predetermined threshold angle, wherein the threshold angle is defined as the incident angle at the time when the reception power of the optical signal is weakened in the incident angle table; And
Determining compensation of transmission power when the incident angle is a value greater than or equal to the threshold angle
Visible light signal receiving method comprising a.
제10항에 있어서,
상기 결정하는 단계와 상기 요청하는 단계 사이에
상기 입사각에 따른 가중치를 선택하는 단계를 더 포함하고,
상기 요청하는 단계는,
상기 가시광 발광소자로 송신 전력 보상을 요청할 때 상기 가중치를 전송하는 가시광 신호 수신 방법.
The method of claim 10,
Between the determining step and the requesting step
Selecting a weight according to the incident angle;
The requesting step,
And transmitting the weight when requesting transmission power compensation to the visible light emitting device.
기지국에서 가시광 발광소자를 통하여 광신호를 발산하는 단계;
상기 광신호를 수신한 단말장치로부터 피드백 채널을 통하여 송신 전력 보상을 요청받는 단계;
상기 요청받는 단계에서 수신된 상기 광신호의 입사각에 따라 광신호의 송신 전력을 보상하는 단계; 및
송신 전력이 보상된 광신호를 상기 단말장치로 송신하는 단계
를 포함하는 가시광 신호 송신 방법.
Emitting an optical signal through a visible light emitting device at a base station;
Receiving transmission power compensation request from a terminal device receiving the optical signal through a feedback channel;
Compensating for the transmission power of the optical signal according to the incident angle of the optical signal received in the requesting step; And
Transmitting an optical signal having a transmission power compensated to the terminal device;
Visible light signal transmission method comprising a.
제12항에 있어서,
상기 보상하는 단계는,
상기 입사각에 따라 정의된 변조 차수 및 채널 코딩율을 결정하는 단계 및
결정한 상기 변조 차수 및 채널 코딩율에 따라 송신 전력의 적응 변조 및 채널 코딩을 수행하는 단계
를 포함하는 가시광 신호 송신 방법.
The method of claim 12,
Compensating step,
Determining a modulation order and a channel coding rate defined according to the incident angle; and
Performing adaptive modulation and channel coding of transmit power according to the determined modulation order and channel coding rate
Visible light signal transmission method comprising a.
제12항에 있어서,
상기 요청받는 단계는,
상기 광신호의 입사각에 따라 결정된 가중치를 수신하고,
상기 보상하는 단계는,
상기 가중치를 송신 전력에 적용하는 가시광 신호 송신 방법.
The method of claim 12,
The requesting step,
Receiving a weight determined according to an angle of incidence of the optical signal,
Compensating step,
The visible light signal transmission method of applying the weight to the transmission power.
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