KR20120065538A - Visible light communication antenna for mobile phone and mobile device - Google Patents
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Abstract
Description
본 발명은, 가시광의 통신을 사용하는 휴대 전화 및 모바일 기기에서 광량에 따라 자동으로 조절되는 스마트 안테나에 관한 것이다. The present invention relates to a smart antenna that is automatically adjusted according to the amount of light in a cellular phone and a mobile device using the communication of visible light.
최근 가시광 통신에 대한 연구와 관심이 커져감에 따라 다양한 분야에 가시광 통신이 사용되고 있다. 특히 최근 휴대 전화 및 모바일 기기에 3G, 4G 등의 이동통신 기술과 Wi-Fi, 블루투스, 적외선 통신 등 근거리 무선 통신이 제공되어 단말 사용자에게 최적의 무선 데이터 서비스를 제공하고 있다. 또한 가시광 통신 기술의 발전에 따라 각종 기기에서 무선 통신 기술로 사용됨에 따라 휴대 전화 및 모바일기기에서도 무선 통신 기술로 사용하는 방법이 개발되고 있다. 하지만 기존의 가시광 통신 방법들은 단순히 휴대전화에 수신기를 설치하여 무선 데이터 통신을 사용하는 방법을 제공하였다. 하지만 실제 가시광 통신은 LOS환경에서 수신기에 집광되는 광량의 세기에 따라 수신률이 결정된다. 즉, 휴대전화 및 모바일 기기의 특성상 이동성을 지닌 기기의 경우에는 위치와 사용자가 기기를 들고 있는 위치와 기기의 틀어진 정도에 따라 수신률이 변하게 된다. 즉, 송신기와 가까운 위치에 있더라도 수신기의 방향에 따라 통신 성능이 저하되는 문제가 발생한다. 이는 다양한 멀티미디어 서비스를 요구하는 경우 불안정한 통신 성능으로 인한 서비스 품질 저하 문제까지 발생하게 된다. 또한 조명기구와 함께 사용되는 가시광 송신기는 동일 공간내에 다수개가 설치될 수 있기 때문에 사용자의 위치에 따라 간섭이 일어날 수 있으며 기기의 방향에 따라 상대적으로 멀거나 성능이 떨어지는 가시광 송신기에 연결이 되어 통신 성능이 저하될 수 있다. Recently, as research and interest in visible light communication have grown, visible light communication has been used in various fields. In particular, mobile communication technologies such as 3G and 4G, and short-range wireless communication such as Wi-Fi, Bluetooth, and infrared communication have been provided to mobile phones and mobile devices, thereby providing an optimal wireless data service to terminal users. In addition, with the development of visible light communication technology, as a wireless communication technology is used in various devices, a method of using the wireless communication technology in mobile phones and mobile devices has been developed. However, the existing visible light communication methods provided a method of using wireless data communication simply by installing a receiver in a mobile phone. However, in actual visible light communication, the reception rate is determined according to the intensity of light collected by the receiver in the LOS environment. That is, in the case of a device having mobility due to the characteristics of a mobile phone and a mobile device, the reception rate is changed according to the location, the location where the user is holding the device, and the degree of the device being distorted. That is, even if the position is close to the transmitter, the communication performance is deteriorated depending on the direction of the receiver. This causes a problem of deterioration of service quality due to unstable communication performance when various multimedia services are required. In addition, since the visible light transmitter used in conjunction with the luminaire can be installed in the same space, interference may occur depending on the user's location, and is connected to the visible light transmitter that is relatively far or inferior in performance depending on the direction of the device for communication performance. This can be degraded.
본 발명은 가시광 통신을 사용하는 휴대 전화 및 모바일 기기에서 휴대 전화 및 모바일 기기의 이동성으로 인해 변하는 수신부와 송신부 사이의 각도 차이에 따라 집광능력이 달라지고 이에 따라 달라지는 통신 성능의 불안정성을 보완하기 위해 수신부를 스마트 안테나로 설계하여 수광도에 따라 자동으로 움직여 최적의 통신 성능을 내기 위한 휴대전화 및 모바일 기기를 위한 가시광 통신 스마트 안테나를 제공하는 것을 목적으로 한다. The present invention provides a receiver for compensating the instability of the communication performance is changed according to the angle difference between the receiver and the transmitter that changes due to the mobility of the mobile phone and the mobile device in the mobile phone and the mobile device using the visible light communication It is designed to provide a smart antenna for the visible light communication for mobile phones and mobile devices for the optimal communication performance by automatically moving according to the light reception.
하기의 상세한 설명 및 도면에 의해 설명되는 수단을 제공한다. Means are provided by the following detailed description and the drawings.
본 발명에 따르면, 가시광 통신을 사용하는 휴대 전화 및 모바일 기기에서 휴대 전화 및 모바일 기기의 이동성으로 인해 변하는 수신부와 송신부 사이의 각도 차이에 따라 집광능력이 달라지고 이에 따라 달라지는 통신 성능의 불안정성을 보완하기 위해 수신부를 스마트 안테나로 설계하여 수광도에 따라 자동으로 움직여 최적의 통신 성능을 낼 수 있게 된다. According to the present invention, in a mobile phone and a mobile device using visible light communication, the light condensing ability is changed according to the angle difference between the receiver and the transmitter, which is changed due to the mobility of the mobile phone and the mobile device. In order to achieve optimal communication performance, the receiver is designed as a smart antenna and automatically moves according to the light reception.
도 1은 관련 기술을 설명하기 위한 도면이다.
도 2는 관련 기술을 설명하기 위한 도면이다.
도 3은 관련 기술을 설명하기 위한 도면이다.
도 4는 관련 기술을 설명하기 위한 도면이다.
도 5는 관련 기술을 설명하기 위한 도면이다. 1 is a view for explaining the related art.
2 is a diagram for explaining a related art.
3 is a diagram for explaining a related art.
4 is a diagram for explaining a related art.
5 is a diagram for explaining a related art.
도 1은 가시광 통신을 사용하는 휴대 전화 및 모바일 기기에서 휴대 전화 및 모바일 기기의 이동성으로 인해 변하는 수신부와 송신부 사이의 각도 차이에 따라 집광능력이 달라지고 이에 따라 달라지는 통신 성능의 불안정성을 보완하기 위해 수신부를 스마트 안테나로 설계하여 수광도에 따라 자동으로 움직여 최적의 통신 성능을 내기 위한 본 발명의 구성을 설명하기 위한 도면이다. 1 is a receiver for compensating the instability of the communication performance is changed according to the angle difference between the receiver and the transmitter is changed due to the mobility of the mobile phone and the mobile device in the mobile phone and the mobile device using the visible light communication Is a view for explaining the configuration of the present invention for producing an optimal communication performance by automatically designing the smart antenna according to the light reception.
휴대전화 및 모바일 기기 등의 가시광 수신 장치는 기기의 특성상 이동성을 지녀 수신 되는 위치와 송신장치와 수신장치 사이의 각도에 따라 통신 성능이 달라진다. 특히 가시광은 LOS환경 내에서 빛의 직진성으로 인해 사용자의 움직임과 기기의 쥐고 있는 방향이나 틀어짐에 따라 통신 성능이 매우 달라 질 수 있다. 이에 수신률에 따라 자동으로 수신 각도를 조절하는 포토다이오드 스마트 안테나를 통해 통신 성능을 향상 시킬 수 있다.Visible light receiving devices such as cellular phones and mobile devices have mobility due to the characteristics of the device, and thus the communication performance varies according to the location of the reception and the angle between the transmitting device and the receiving device. In particular, the visible light may have a very different communication performance depending on the user's movement and the direction or direction of the device. Accordingly, communication performance can be improved through a photodiode smart antenna that automatically adjusts the reception angle according to the reception rate.
도 2에서는 휴대 전화 및 모바일 기기에 가시광 수신부 장착하여 가시광 통신 지원하기 위한 개념을 도시하고 있고, 도 3에서는 가시광 수신부 내에 포토다이오드 스마트 안테나를 설치하여 안테나의 방향을 조절 가능하도록 하는 구성을 도시하고 있다. 또한, 도 4에서는 포토다이오드 스마트 안테나는 X,Y축으로 조절 가능한 스텝 모터를 각각 두어 전 방향으로 회전 가능하도록 한 구성을 도시하고 있고, 도 5에서는 다수의 가시광 송신장치가 있을 경우 포토다이오드 스마트 안테나를 조절하여 최적의 통신성능을 낼 수 있는 송신장치에 연결하며 이와 동시에 서로 다른 가시광 송신기에 의해서 발생하는 간섭을 줄일 수 있도록 한 구성을 도시하고 있다. 2 illustrates a concept for supporting visible light communication by mounting a visible light receiver to a mobile phone and a mobile device, and FIG. 3 illustrates a configuration in which a photodiode smart antenna is installed in the visible light receiver to adjust the direction of the antenna. . In addition, in FIG. 4, the photodiode smart antenna has a configuration in which the step motors adjustable on the X and Y axes are respectively rotated so as to be rotatable in all directions. In FIG. 5, when there are a plurality of visible light transmitting devices, the photodiode smart antenna Figure 1 shows a configuration that can be connected to a transmission device that can achieve optimal communication performance by adjusting the control and at the same time reduce interference caused by different visible light transmitters.
요컨대, 기존 가시광 통신에서는 수신부와 송신부 간의 각도차이가 45도 이상날 경우 통신이 제대로 이루질 수 없었다. 이러한 가시광 통신의 문제점이 휴대전화 및 모바일기기에 가시광 통신을 적용하면서 휴대전화 및 모바일기기의 이동성으로 인해 민감한 문제로 나타났다. 특히 사용자의 움직임과 들고 있는 각도에 따라 수신률의 변화가 심하게 나타나 무선 통신의 성능이 매우 불안정하였다. 하지만 본 발명으로 인해 자동으로 최적의 수신률을 나타내는 각도로 포토다이오드 안테나가 움직임으로 인해 이러한 문제를 해결하며 통신성능의 향상을 가져올 수 있다. 또한 다수개의 가시광 송신기 중에서 통신 성능이 우수한 송신기와 연결되어 통신 성능을 향상 시키고 스마트 안테나의 방향을 조절하여 다수개의 가시광 송신기로 인한 간섭도 줄일 수 있어 통신 성능의 향상이 가능하다.In short, in the conventional visible light communication, when the angle difference between the receiver and the transmitter is 45 degrees or more, the communication cannot be performed properly. This visible light communication is a sensitive problem due to the mobility of the mobile phone and the mobile device while applying the visible light communication to the mobile phone and the mobile device. In particular, the performance of wireless communication was very unstable due to the change of reception rate depending on user's movement and holding angle. However, due to the present invention, the photodiode antenna is automatically moved at an angle representing an optimal reception rate, thereby solving this problem and improving communication performance. In addition, it is possible to improve the communication performance by connecting with the transmitter having excellent communication performance among the plurality of visible light transmitters and improving the communication performance and reducing the interference caused by the plurality of visible light transmitters by adjusting the direction of the smart antenna.
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2010
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