KR20130071454A - 직관 정보를 제공하는 가시광 통신 장치 및 이를 이용한 방법 - Google Patents

Abstract

전송 속도, 얼라인 상태, 통신 상태 또는 전송률 등을 직관적으로 인식할 수 있는 가시광 통신 기술이 개시된다. 본 발명에 따른 가시광 통신 장치는, 가시광 영역 내의 파장에 따라 구별되는 직관 정보를 고려하여, 서로 다른 파장의 광을 발생시키는 복수 개의 광원들 중 하나 이상의 광원을 선택하는 광원 선택부; 및 선택된 상기 하나 이상의 광원에 의하여 가시광 통신을 수행하여 상기 하나 이상의 광원에 상응하는 색에 의하여 상기 직관 정보가 인식되도록 하는 가시광 통신부를 포함한다. 따라서, 가시광 통신을 이용하는 사용자가 최적의 통신 상태 또는 전송 속도 등을 직관적으로 알 수 있다.

Description

직관 정보를 제공하는 가시광 통신 장치 및 이를 이용한 방법 {Apparatus for visible light communication providing intuitive information and method using the same}

본 발명은 가시광 통신 기술에 관한 것으로서, 가시광 통신시 사용자가 통신 상태, 전송 속도 또는 전송률 등을 직관적으로 알 수 있도록 하는 가시광 통신 방법 및 송/수신기에 관한 것이다.

　본 발명은 지식경제부의 IT원천기술개발사업의 일환으로 수행한 연구로부터 도출된 것이다[과제관리번호: 2008-F-009-02, 과제명: IT조명통신융합 380~780 나노미터 가시광 RGB 선별 무선통신 연구].

가시광선이란 전자기파 중에서 사람의 눈에 보이는 범위의 파장을 가지는 광선으로 파장으로는 380nm~780nm에 해당한다. 가시광선 내에서는 파장에 따른 성질의 변화가 각각 색깔로 나타나며, 빨강색에서 보라색으로 갈수록 파장이 짧아진다. 빨강색보다 파장이 긴 빛을 적외선이라 하고, 보라색보다 파장이 짧은 빛을 자외선이라고 한다. 단색광의 경우 700~610nm는 빨강, 610~590nm는 주황, 590~570nm는 노랑, 570~500nm는 초록, 500~450nm는 파랑, 450~400nm는 보라로 보인다. 각 파장의 색들의 혼합되면 사람의 눈에 다양한 색으로 보인다.

가시광 무선통신은 380nm~780nm 영역의 파장을 이용하는 통신 기술로 IEEE 802.15 WPAN(Wireless Personal Area Network)에서 표준화기 진행 중이며, 국내에서는 한국정보통신기술협회(TTA)에서 가시광 무선통신 실무반이 운영 중이다.

가시광 통신은 조명 등의 발광다이오드(Light Emitting Diode; LED) 고유의 용도는 그대로 활용함과 동시에 무선 통신이 가능하게 한다. 또한, 가시광 통신은 병원이나 항공기 등과 같이 통신에 제약을 받는 지역에서도 활용할 수 있어 차세대 유비쿼터스 기술로 각광을 받을 것으로 기대를 모으고 있다.

일반적으로, 가시광 통신 송/수신기는 송신부, 수신부 및 데이터 전달부를 포함한다. 송신부는 전기적인 신호를 가시광 대역의 신호로 변경하는 광원들과 각 광원을 제어하는 제어부로 구성된다. 수신부는 가시광 대역의 신호를 전기적인 신호로 변경하는 포토디텍터(PD; Photo Detector)로 구성된다. 데이터 전달부는 각 단말에서 전송하고자 하는 상위 계층(upper layer)의 데이터를 송신부에 전달하고, 수신부에서 전달된 데이터를 상위 계층에 전달한다.

가시광 통신 송/수신기의 사용 환경은 실내 조명 장치 등을 이용한 실내 조명 환경과 신호등 등을 이용한 실외 신호등 환경 등이 있을 수 있다. 가시광 통신 환경은 실내 환경이든 실외 환경이든 장애물 등으로 인해 가시광 통신 송신기에서 발생된 가시광이 차단되는 경우에는 송/수신기 간의 가시광 통신이 이루어질 수 없다.

가시광 통신은 RF(Radio Frequency)를 사용하는 통신 환경과는 달리 장애물 존재 여부가 통신 환경에 심각한 영향을 끼치게 된다. 즉, 가시광 통신은 라인 오브 사이트(LOS; Line Of Sight) 환경에서 이루어지며, RF 통신 환경과 달리 사용자의 직관적인 판단에 의하여 수신기의 위치를 보다 적합한 위치로 변경할 여지가 있다. 따라서, 포토디텍터의 수신각과 다른 인접 광원에 의한 간섭 등을 사용자가 직관적으로 파악할 수 있도록 해 줄 필요가 있다.

종래에, 송/수신간에 동기가 이루어지지 않아서 파일럿 패턴(pilot pattern)만을 전송하는 경우와, 동기가 이루어져서 데이터 전송이 수행되는 경우의 빛의 세기를 달리 하는 가시광 통신 장치가 소개된 바 있다. 이 기술에 따르면 밝기에 의하여 송/수신 채널 확보되어 데이터를 전송하고 있는지 여부를 알 수 있으나, 데이터 전송 속도나 채널의 얼라인(align) 상태 등을 알 수는 없고, 밝기에 의해 구분되므로 그 구분이 불명확한 문제점이 있었다.

따라서, 가시광을 이용한 통신시에 사용자가 직관적으로 명확하게 데이터 전송 속도나 채널의 얼라인 상태 등을 알 수 있는 새로운 가시광 통신 기법의 필요성이 절실하게 대두된다.

상기한 과제를 해결하기 위한 본 발명의 목적은, 서로 다른 파장의 광을 발생시키는 광원들 중 데이터 전송에 사용될 광원들을 채널 상태에 따라 선택적으로 운용함으로써 사용자가 시각적으로 데이터 전송 속도를 인식할 수 있도록 하고 불필요한 광원이 사용되는 것을 방지하여 전력 소모를 줄이는 것이다.

또한, 본 발명의 목적은 가시광 통신 송수신 장치간의 얼라인(align) 상태를 사용자가 직관적으로 알 수 있도록 하여 사용자가 보다 좋은 통신 채널을 확보할 수 있도록 하는 것이다.

또한, 본 발명의 목적은 사용자가 가시광 통신에 사용되는 빛의 색깔을 이용하여 직관적으로 식별할 수 있는 직관 정보를 효과적으로 구현하는 컬러 패킷의 구조를 정의하는 것이다.

또한, 본 발명의 목적은 가시광 통신에 사용되는 빛의 색깔을 이용하여 통신 상태, 채널 상태 또는 파일 전송 상태 등을 직관적으로 식별할 수 있도록 하는 것이다.

상기한 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 가시광 통신 장치는, 가시광 영역 내의 파장에 따라 구별되는 직관 정보를 고려하여, 서로 다른 파장의 광을 발생시키는 복수 개의 광원들 중 하나 이상의 광원을 선택하는 광원 선택부; 및 선택된 상기 하나 이상의 광원에 의하여 가시광 통신을 수행하여 상기 하나 이상의 광원에 상응하는 색에 의하여 상기 직관 정보가 인식되도록 하는 가시광 통신부를 포함하는 것을 특징으로 한다.

이 때, 상기 직관 정보는 컬러 패킷을 이용하여 송신될 수 있다.

이 때, 상기 컬러 패킷은 컬러 패킷 헤더 및 컬러 패킷 페이로드로 구성될 수 있다.

이 때, 상기 컬러 패킷은 상기 컬러 패킷 페이로드에 더미 컬러 패킷 패턴 및 전송 정보 중 어느 하나를 포함할 수 있다.

이 때, 상기 더미 컬러 패킷을 포함하는 상기 컬러 패킷은 상기 컬러 패킷 헤더의 컬러 패킷 식별자에 의하여 식별되고, 상기 전송 정보를 포함하는 상기 컬러 패킷은 상기 컬러 패킷 헤더의 피어 디바이스 정보 식별자(peer device information indicator)에 의하여 식별될 수 있다.

이 때, 상기 직관 정보는 측정된 수신 신호 특성에 기초하여 생성된 채널 성태 정보일 수 있다.

이 때, 상기 광원 선택부는 상기 채널 상태가 좋을수록 상기 가시광 통신에 사용될 광원의 수를 늘리고, 상기 채널 상태가 나쁠수록 상기 가시광 통신에 사용될 광원의 수를 줄일 수 있다.

이 때, 상기 광원 선택부는 상기 가시광 통신에 사용될 광원의 수를 늘림에 있어서, 수신 감도 순서대로 설정된 우선순위에 따라 상기 복수 개의 광원들 중 상기 가시광 통신에 사용될 광원을 추가할 수 있다.

이 때, 상기 광원 선택부는 상기 가시광 통신에 사용되는 광원들 중 상기 수신 신호 특성이 기설정된 기준치에 미치지 못하는 광원을 상기 가시광 통신에 사용되지 않도록 할 수 있다.

이 때, 상기 수신 신호 특성은 수신 신호 세기(RSSI; Received Signal Strength Indication) 및 패킷 에러율(PER; Packet Error Rate) 중 어느 하나 이상일 수 있다.

이 때, 상기 직관 정보는 가시광 통신 송신기의 광원으로부터 수신된 수신 신호의 세기 및 인접 광원으로부터 수신된 간섭 신호의 세기 중 어느 하나 이상을 이용하여 생성될 수 있다.

이 때, 상기 직관 정보는 상기 수신 신호의 세기 또는 상기 간섭 신호의 세기 등급에 따라 다르게 설정될 수 있다.

이 때, 상기 직관 정보는 상기 가시광 통신의 통신 상태를 나타내는 정보일 수 있다.

이 때, 상기 직관 정보는 아이들 상태(idle state) 및 연결 상태(connection state) 사이, 상기 연결 상태 및 데이터 교환 상태(data exchange state) 사이 및 상기 데이터 교환 상태 및 상기 아이들 상태 사이에 전송될 수 있다.

*이 때, 상기 직관 정보는 파일 전송 상태를 나타내는 정보일 수 있다.

이 때, 상기 직관 정보는 상기 파일의 전송률마다 상이한, 상기 가시광 영역 내의 파장의 광원을 통하여 전송될 수 있다.

또한, 본 발명의 일실시예에 따른 가시광 통신 방법은, 가시광 통신 송신기가, 가시광 영역 내의 파장에 따라 구별되는 직관 정보를 고려하여, 서로 다른 파장의 광을 발생시키는 복수 개의 광원들 중 하나 이상의 광원을 선택하는 단계; 및 상기 가시광 통신 송신기가 선택된 상기 하나 이상의 광원에 의하여 가시광 통신을 수행하여 상기 하나 이상의 광원에 상응하는 색에 의하여 상기 직관 정보가 인식되도록 하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 한다.

이 때, 상기 직관 정보는 컬러 패킷을 이용하여 송신되고, 상기 컬러 패킷은 컬러 패킷 헤더 및 컬러 패킷 페이로드로 구성되며 상기 컬러 패킷 페이로드에 더미 컬러 패킷 패턴 및 전송 정보 중 어느 하나를 포함할 수 있다.

이 때, 상기 더미 컬러 패킷 패턴을 포함하는 상기 컬러 패킷은 상기 컬러 패킷 헤더의 컬러 패킷 식별자에 의하여 식별되고, 상기 전송 정보를 포함하는 상기 컬러 패킷은 상기 컬러 패킷 헤더의 피어 디바이스 정보 식별자(peer device information indicator)에 의하여 식별될 수 있다.

이 때, 상기 직관 정보는 측정된 수신 신호 특성에 기초하여 생성된 채널 상태 정보, 상기 가시광 통신의 통신 상태를 나타내는 정보 및 파일 전송 상태를 나타내는 정보 중 어느 하나일 수 있다.

본 발명에 따르면, 서로 다른 파장의 광을 발생시키는 광원들 중 데이터 전송에 사용될 광원들을 채널 상태에 따라 선택적으로 운용함으로써 사용자가 시각적으로 데이터 전송 속도를 인식할 수 있고, 불필요한 광원이 사용되는 것을 방지하여 전력 소모를 줄일 수 있다.

또한, 본 발명은 가시광 통신 송수신 장치간의 얼라인(align) 상태를 사용자가 직관적으로 알 수 있도록 하여 사용자가 보다 좋은 통신 채널을 확보할 수 있다.

또한, 본 발명은 사용자가 가시광 통신에 사용되는 빛의 색깔을 이용하여 직관적으로 식별할 수 있는 직관 정보의 구현을 위하여 컬러 패킷을 이용한 효과적인 구조를 제시한다.

또한, 본 발명은 가시광 통신에 사용하는 빛의 색깔을 이용하여 통신 상태, 채널 상태 또는 파일 전송 상태 등을 직관적으로 식별할 수 있다.

도 1은 가시광 파장 변화에 따른 가시광 통신 수신기에 사용되는 포토디텍터의 상대적 수신 감도를 나타낸 그래프이다.
도 2는 본 발명의 일실시예에 따른 가시광 통신 송신기의 광원 선택을 나타낸 도면이다.
도 3은 도 2에 도시된 수신부, 측정부 및 채널 상태 등급 처리부의 동작의 일 예를 나타낸 동작 흐름도이다.
도 4 내지 도 6은 가시광 무선 통신 시스템에서 송/수신기 사이의 거리 또는 송신기에 대한 수신기의 얼라인에 따른 영향을 나타낸 도면이다.
도 7은 본 발명의 일실시예에 따른 가시광 통신 수신기의 얼라인 상태 정보 표시 기능을 나타낸 도면이다.
도 8은 도 7에 도시된 수신부, 측정부 및 표시부의 동작의 일 예를 나타낸 동작 흐름도이다.
도 9는 본 발명의 일실시예에 따른 가시광 통신 송신기의 블록도이다.
도 10은 본 발명의 일실시예에 따른 가시광 통신 수신기의 블록도이다.
도 11은 본 발명의 일실시예에 따른 가시광 통신 방법의 동작 흐름도이다.
도 12는 아이들 상태 및 연결 상태 사이에서 제1 컬러의 컬러 패킷이 전송되는 예를 나타낸 도면이다.
도 13은 연결 상태 및 데이터 교환 상태 사이에서 제2 컬러의 컬러 패킷이 전송되는 예를 나타낸 도면이다.
도 14는 데이터 교환 상태에서 제3 컬러의 컬러 패킷이 전송되는 예를 나타낸 도면이다.
도 15는 데이터 교환 상태 및 아이들 상태 사이에서 제4 컬러의 컬러 패킷이 전송되는 예를 나타낸 도면이다.
도 16은 도 12 내지 도 15에 도시된 클라이언트 디바이스에 상응하는 가시광 통신 장치의 동작을 나타낸 상태도이다.
도 17은 도 12 내지 도 15에 도시된 호스트 디바이스에 상응하는 가시광 통신 장치의 동작을 나타낸 상태도이다.
도 18은 파일 전송 어플리케이션에서 컬러 패킷이 사용되는 예를 나타낸 도면이다.
도 19는 채널 상태 인식을 위해 컬러 패킷이 사용되는 예를 나타낸 도면이다.
도 20은 본 발명의 일실시예에 따른 컬러 패킷을 나타낸 도면이다.
도 21은 본 발명의 일실시예에 따른 가시광 통신 장치를 나타낸 블록도이다.
도 22는 본 발명의 일실시예에 따른 가시광 통신 방법을 나타낸 동작 흐름도이다.

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.

이하, 본 발명에 따른 바람직한 실시예를 첨부된 도면을 참조하여 상세하게 설명한다.

도 1은 가시광 파장 변화에 따른 가시광 통신 수신기에 사용되는 포토디텍터의 상대적 수신 감도를 나타낸 그래프이다.

도 1을 참조하면, 가시광 무선 통신 송신기에서 사용되는 복수 개의 광원들이 모두 동일한 광파워로 광 데이터를 송신하는 경우에도, 가시광 무선 통신 수신기의 포토디텍터(PD; Photo Detector)는 동일한 광파워로 광 데이터를 수신하는 것이 아님을 알 수 있다.

즉, 도 1에 도시된 바와 같이 동일한 광파워를 가지는 빨간색, 녹색 및 파란색 광원을 사용하는 경우 빨간색 광원에 대한 수신 성능이 가장 우수하다.

결국, 동일한 채널에서 빨간색 광원의 경우에는 전송이 가능하나 파란색 광원의 경우에는 데이터 전송이 불가능한 경우가 발생하게 된다.

따라서, 가시광 무선 통신시에 채널의 상태에 따라 사용되는 광원이 달라질 필요가 있고 사용되는 광원이 달라지면 사용자가 색의 변화로 이를 식별할 수 있으므로 가시광 무선 통신의 전송 속도를 파악할 수 있다.

도 2는 본 발명의 일실시예에 따른 가시광 통신 송신기의 광원 선택을 나타낸 도면이다.

도 2를 참조하면, 가시광 통신 송신기(210)와 가시광 통신 수신기(220)가 가시광을 이용하여 통신하는 것을 알 수 있다.

가시광 통신 송신기(210)는 송신부(211), 수신부(215) 및 채널 상태 확인부(216)를 포함한다.

송신부(211)는 서로 다른 파장의 광을 발생시키는 복수 개의 광원들을 포함하는 광원부(213) 및 각각의 광원들을 제어하는 제어부(212)를 포함한다.

수신부(215)는 가시광 대역의 신호를 전기적인 신호로 변경하는 포토디텍터(PD; Photo Detector)로 구성된다.

채널 상태 확인부(216)는 가시광 통신 수신기(220)에서 전송된 채널 상태 정보를 확인하여 사용하는 광원을 선택 또는 해제하는 기능을 수행한다.

가시광 통신 수신기(220)는 수신부(221), 측정부(222), 채널 상태 등급 처리부(223) 및 송신부(224)를 포함한다.

수신부(221)는 가시광 대역의 신호를 전기적인 신호로 변경하는 포토디텍터로 구성된다.

측정부(222)는 가시광 통신 송신기(210)에서 사용되는 광원을 선택하기 위해 필요한 자료를 수집한다. 예를 들어, 측정부(222)는 수신 신호 세기(RSSI; Received Signal Strength Indication) 및/또는 패킷 에러율(PER; Packet Error Rate)을 측정할 수 있다.

채널 상태 등급 처리부(223)는 측정부(222)로부터 전달된 자료를 이용하여 채널 상태의 등급을 결정하고 이를 송신부(224)로 전달하여 가시광 통신 수신기(220)가 가시광 통신 송신기(210)로 전송하도록 한다.

도 2에 도시된 예에서는 채널 상태의 등급 결정이 가시광 통신 수신기(220)에서 수행되는 것으로 설명되었으나, 채널 상태의 등급 결정은 가시광 통신 송신기(210)에서 수행될 수도 있다. 즉, 가시광 통신 수신기(220)는 측정된 수신 신호 특성만을 가시광 통신 송신기(210)로 제공하고 가시광 통신 송신기(210)가 수신 신호 특성을 이용하여 채널 상태 등급을 결정할 수도 있고, 가시광 통신 수신기(220)가 측정된 수신 신호 특성을 이용하여 채널 상태 등급을 결정하고 이를 가시광 통신 송신기(210)로 전송할 수도 있다.

도 3은 도 2에 도시된 수신부, 측정부 및 채널 상태 등급 처리부의 동작의 일 예를 나타낸 동작 흐름도이다.

도 3을 참조하면, 수신부는 데이터 전송에 사용되는 가시광 통신 송신기의 광원으로부터 전달되는 신호(파일럿 신호 또는 데이터 신호)를 수신한다(S310, S320).

이 때, 가시광 통신 송신기의 광원은 가시광 통신 송신기의 복수 개의 광원들 중 수신 감도가 가장 좋은 파장의 광(예를 들어, 적색광)을 발생시키는 기준 광원일 수 있다.

기본적으로 가시광 데이터 송/수신은 기준 광원을 이용하여 시작되고, 채널의 상태에 따라 다른 광원을 추가로 사용한다. 따라서, 기준 광원 이외에 파일럿 신호나 데이터 송/수신에 사용되는 광원이 존재하지 않는 경우에 도 3에 도시된 단계들(S320, S340, S360, S365, S366)은 생략될 수 있다.

또한, 가시광 통신 수신기의 측정부는 광원별로 수신된 파일럿 신호 또는 데이터 신호의 수신 신호 세기(RSSI; Received Signal Strength Indication) 및 패킷 에러율(PER; Packet Error Rate) 중 어느 하나 이상을 측정한다(S330, S340).

이 때, 측정부는 파일럿 신호만 수신되는 경우에는 패킷 에러율을 측정하지 아니하고 수신 신호 세기를 측정할 수 있다. 측정부는 파일럿 신호가 수신되지 않는 경우에는 패킷 에러율을 측정할 수 있다.

또한, 채널 등급 처리부는 특정 광원(기준 광원 포함)에 대하여 광원별 수신 신호 세기 또는 패킷 에러율이 기설정된 조건을 만족하는지 여부를 판단한다(S350, S360).

이 때, 기설정된 조건은 광원마다 달리 설정될 수 있다.

예를 들어, 기설정된 조건은 특정 광원(기준 광원 포함)에 대하여 해당 광원의 수신 신호 세기가 제1 임계값 이상이거나 해당 광원의 패킷 에러율이 제2 임계값 이하인지 여부일 수 있다. 이 때, 제1 임계값 및 제2 임계값은 서로 다른 값일 수 있고, 제1 임계값 및 제2 임계값은 각각 광원마다 달리 설정될 수 있다. 또한, 특정 광원에 대하여 복수 개의 제1 임계값들 및 복수 개의 제2 임계값들이 있을 수 있다.

채널 등급 처리부는 수신 신호 세기가 제1 임계값 이상이거나 패킷 에러율이 제2 임계값 이하인 경우에 채널 상태가 우수한 것으로 판단하여 가시광 통신 송신부에서 데이터 전송에 사용되는 광원이 추가되도록 하는 메시지를 생성할 수 있다(S355, S365).

이 때, 광원이 추가되도록 하는 메시지는 하나의 광원 추가를 위한 것일 수도 있고, 복수개의 광원 추가를 위한 것일 수도 있다. 예를 들어, 기준 광원에 대한 수신 신호 세기가 임계치보다 훨씬 높은 경우 복수 개의 광원을 동시에 추가하고, 수신 신호 세기가 임계치보다 약간 높은 경우 한 개의 광원만을 추가할 수 있다.

채널 등급 처리부는 기준 광원 이외의 광원에 대하여 해당 광원의 수신 신호 세기가 제1 임계값 이상인지 여부 및 해당 광원의 패킷 에러율이 제2 임계값 이하인지 여부를 판단하여, 수신 신호 세기가 제1 임계값 이하이거나 패킷 에러율이 제2 임계값 이상인 경우(또는 수신 신호 세기가 제1 임계값 이하이고 패킷 에러율이 제2 임계값 이상인 경우)에 채널 상태가 불량한 것으로 판단하여 가시광 통신 송신부에서 해당 광원이 데이터 전송에 사용되지 않도록 하는 메시지를 생성할 수 있다(S366).

따라서, 본 발명에 따르면 데이터 전송에 필요 없는 광원을 오프(off)함으로써, 전송 속도에 따른 배터리 소모를 최적화할 수 있다.

채널 등급 처리부를 통하여 생성된 메시지는 송신부를 통하여 가시광 통신 송신기로 전송된다(S370).

이 때, 메시지는 상기 기준 광원에 상응하는 파장으로 전송될 수 있다.

광원이 추가되도록 하는 메시지를 수신한 가시광 통신 송신기는 채널 상태 확인부에서 메시지를 확인하고 해당 광원을 데이터 송신에 추가하게 된다.

도 3에 도시된 예에서 채널 등급 처리부가 생성하는 메시지가 특정 광원에 대한 온/오프 정보인 것으로 설명하였으나, 실시예에 따라 채널 등급 처리부가 생성하는 메시지는 수신 신호 특성에 관한 정보이고 특정 광원에 대한 온/오프 정보는 가시광 통신 송신기에서 생성되도록 구현될 수도 있다.

도 4 내지 도 6은 가시광 무선 통신 시스템에서 송/수신기 사이의 거리 또는 송신기에 대한 수신기의 얼라인에 따른 영향을 나타낸 도면이다. 도 4 내지 도 6에 기재된 FOV는 수신기의 시계(Field Of View)를 나타낸다.

도 4는 수신기가 송신 광원에 얼라인(align) 되어 있으나, 수신기의 위치가 송신 광원으로부터 너무 먼 경우이다. 도 4의 경우 수신기는 송신 광원에 얼라인 되어 있지만 송신 광원으로부터 너무 멀리 위치해 있기 때문에 최적의 수신 신호 파워를 확보할 수 없다.

도 5는 수신기가 송신 광원과 얼라인되어 있지 않고 θ 만큼 얼라인이 어긋나 있는 경우이다. 도 5의 경우 수신기는 송신 광원으로부터 적당한 거리에 위치해 있지만 얼라인이 어긋나 있기 때문에 최적의 수신 신호 파워를 확보할 수 없다.

도 6은 수신기가 송신 광원으로부터 적당한 거리에 위치하고, 송신 광원에 얼라인 되어 있는 경우이다. 도 6의 경우 수신기는 송신 광원으로부터 적당한 거리에 위치해 있고 송신 광원과 얼라인되어 있으므로 최적의 수신 파워를 확보할 수 있다.

따라서, 사용자가 직관적으로 얼라인 상태 등을 식별하여 도 5 또는 도 6과 같은 상태에서 도 7의 상태로 최적화되도록 수신기를 이동시킨다면 수신 성능을 크게 향상시킬 수 있다.

송/수신기 사이의 거리 또는 수신기의 송신기에 대한 얼라인 등과 같은 얼라인 상태 정보는 가시광 통신 송신기로부터 수신된 신호의 수신 신호 세기 또는 인접 광원으로부터 수신된 간섭 신호 세기에 의하여 정의될 수 있다. 예를 들어, 간섭 신호 세기는 SIR(Signal to Interference Ratio)일 수 있다.

도 7은 본 발명의 일실시예에 따른 가시광 통신 수신기의 얼라인 상태 정보 표시 기능을 나타낸 도면이다.

도 7을 참조하면, 가시광 통신 송신기(710)와 가시광 통신 수신기(720)가 가시광을 이용하여 통신하는데 인접 광원(730)이 영향을 끼치는 것을 알 수 있다.

가시광 통신 송신기(710)는 데이터 전달부(711)에 의하여 상위 계층에서 전달된 데이터를 광원을 포함하는 송신부(712)를 이용하여 가시광 대역으로 전송한다.

가시광 통신 수신기(720)는 포토디텍터를 포함하는 수신부(721)를 통하여 가시광 대역의 신호를 수신하여 전기적인 신호로 변환하고, 변환된 전기적인 신호를 데이터 전달부(722)를 통하여 상위 계층으로 전달한다.

특히, 가시광 통신 수신기(720)는 측정부(723) 및 표시부(724)를 더 포함한다. 측정부(723)는 가시광 통신 송신기(710)의 광원으로부터 수신부(721)를 통하여 수신된 수신 신호의 세기 및/또는 인접 광원(730)으로부터 수신된 간섭 신호의 세기를 측정한다.

표시부(724)는 표시장치를 통해 상기 수신 신호의 세기 및/또는 상기 간섭 신호의 세기를 이용하여 생성된 얼라인 상태 정보를 표시한다.

이 때, 얼라인 상태 정보는 수신 신호의 세기 및/또는 간섭 신호의 세기 등급에 따라 다르게 결정될 수 있다.

예를 들어, 표시부(724)는 얼라인 상태에 따라 색깔을 달리 표시할 수 있다. 예를 들어, 표시부(724)는 수신 신호의 세기 및 간섭 신호의 세기 자체 또는 이들을 이용하여 산출된 값을 이용하여 복수 개의 광원들 중 하나 이상을 선택할 수도 있다.

이 때, 표시장치는 하나 이상의 광원일 수 있다.

도 8은 도 7에 도시된 수신부, 측정부 및 표시부의 동작의 일 예를 나타낸 동작 흐름도이다.

도 8을 참조하면, 수신부는 가시광 대역의 신호를 수신하여 전기적인 신호로 변환한다(S810).

또한, 측정부는 가시광 통신 송신기의 광원으로부터 상기 수신부를 통하여 수신된 수신 신호의 세기 및/또는 인접 광원으로부터 수신된 간섭 신호의 세기를 측정한다(S820).

또한, 측정부는 수신 신호의 세기 및/또는 간섭 신호의 세기를 이용하여 얼라인 상태 정보를 생성한다(S830).

예를 들어, 얼라인 상태 정보는 수신 신호의 세기 및/또는 간섭 신호의 세기의 등급일 수 있다.

또한, 측정부는 얼라인 상태 정보에 변화가 있는지 여부를 판단한다(S840).

단계(S840)의 판단 결과, 얼라인 상태 정보에 변화가 있는 것으로 판단되면 측정부는 변화된 얼라인 상태 정보를 표시부로 전달한다(S850).

단계(S840)의 판단 결과, 얼라인 상태 정보에 변화가 없는 것으로 판단되면 수신부가 가시광 대역의 신호를 수신하는 단계(S810)로 돌아가서 가시광 대역의 신호를 수신한다.

표시부는 전달된 얼라인 상태 정보를 사용자에게 표시한다(S860).

따라서, 수신 신호 세기 또는 간섭 신호 세기의 등급에 따라 표시부에 표시되는 정보가 상이하고, 사용자는 이를 통하여 송/수신기의 얼라인 상태를 직관적으로 판단할 수 있다.

도 9는 본 발명의 일실시예에 따른 가시광 통신 송신기의 블록도이다.

도 9를 참조하면, 본 발명의 일실시예에 따른 가시광 통신 송신기는 광원부(910), 제어부(920), 채널 상태 확인부(930) 및 수신부(940)를 포함한다.

광원부(910)는 서로 다른 파장의 광을 발생시키는 복수 개의 광원들을 포함한다.

채널 상태 확인부(930)는 가시광 통신 수신기에 의하여 측정된 수신 신호 특성에 기초하여 생성된 채널 상태 정보를 고려하여, 상기 복수 개의 광원들 중 데이터 전송에 사용될 하나 이상의 광원을 선택한다.

이 때, 상기 수신 신호 특성은 상기 복수 개의 광원들 중 수신 감도가 가장 좋은 파장의 광을 발생시키는 기준 광원에 대하여 산출되거나 상기 데이터 전송에 사용되는 광원들 각각에 대하여 산출될 수 있다.

예를 들어, 상기 수신 신호 특성은 수신 신호 세기(RSSI; Received Signal Strength Indication) 및 패킷 에러율(PER; Packet Error Rate) 중 어느 하나 이상일 수 있다.

이 때, 채널 상태 정보는 상기 기준 광원에 상응하는 파장의 광원을 이용하여 상기 가시광 통신 수신기로부터 상기 가시광 통신 송신기로 전달될 수 있다.

이 때, 채널 상태 정보는 단순히 수신 신호 특성에 관한 정보일 수도 있고, 데이터 전송에 사용될 광원을 식별하는 정보일 수도 있다. 이 때, 채널 상태 정보는 상기 복수 개의 광원들 중 하나 이상에 대한 온/오프 정보일 수 있다.

이 때, 채널 상태 확인부(930)는 상기 채널 상태가 좋을수록 상기 데이터 전송에 사용될 광원의 수를 늘리고, 상기 채널 상태가 나쁠수록 상기 데이터 전송에 사용될 광원의 수를 줄일 수 있다.

이 때, 채널 상태 확인부(930)는 상기 데이터 전송에 사용될 광원의 수를 늘림에 있어서, 상기 수신 감도 순서대로 설정된 우선순위에 따라 상기 복수 개의 광원들 중 상기 데이터 전송에 사용될 광원을 추가할 수 있다.

이 때, 채널 상태 확인부(930)는 상기 데이터 전송에 사용되는 광원들 중 상기 수신 신호 특성이 기설정된 기준치에 미치지 못하는 광원을 상기 데이터 전송에 사용되지 않도록 할 수 있다.

이 때, 채널 상태 확인부(930)는 상기 수신 신호 세기가 제1 임계값 이상이거나, 상기 패킷 에러율이 제2 임계값 이하일 경우 상기 데이터 전송에 사용될 광원의 수를 늘릴 수 있다.

이 때, 채널 상태 확인부(930)는 상기 채널 상태 정보가 생성되기 전에는 상기 기준 광원이 상기 데이터 전송에 사용되도록 할 수 있다.

제어부(920)는 선택된 하나 이상의 광원에 의하여 상기 데이터가 전송되도록 광원부(910)를 제어한다.

수신부(940)는 가시광 통신 수신기로부터 채널 상태 정보를 수신하여 채널 상태 확인부(930)로 제공한다.

도 10은 본 발명의 일실시예에 따른 가시광 통신 수신기의 블록도이다.

도 10을 참조하면, 본 발명의 일실시예에 따른 가시광 통신 수신기는 수신부(1110), 측정부(1120), 표시부(1130) 및 채널 상태 피드백부(1140)를 포함한다.

수신부(1110)는 가시광 대역의 신호를 전기적인 신호로 변환한다.

측정부(1120)는 가시광 통신 송신기의 광원으로부터 수신부(1110)를 통하여 수신된 수신 신호의 세기 및/또는 인접 광원으로부터 수신된 간섭 신호의 세기를 측정한다.

이 때, 간섭 신호의 세기는 SIR(Signal to Interference Ratio) 등과 같이 간섭 신호 세기를 이용하여 생성될 수 있는 모든 정보를 포함한다.

표시부(1130)는 상기 수신 신호의 세기 및/또는 상기 간섭 신호의 세기를 이용하여 생성된 얼라인 상태 정보를 표시장치를 통해 표시한다.

이 때, 얼라인 상태 정보는 상기 수신 신호의 세기 또는 상기 간섭 신호의 세기 등급에 따라 다르게 설정될 수 있다.

채널 상태 피드백부(1140)는 상기 수신 신호의 특성에 기초하여 생성된 채널 상태 정보를 상기 가시광 통신 송신기로 전송한다.

이 때, 채널 상태 정보는 상기 가시광 통신 송신기가 서로 다른 파장의 광을 발생시키는 복수 개의 광원들 중 데이터 전송에 사용될 하나 이상의 광원을 선택하는데 사용될 수 있다.

이 때, 채널 상태 정보는 상기 복수 개의 광원들 중 수신 감도가 가장 좋은 파장에 상응하는 광원을 통하여 상기 가시광 통신 송신기로 전송될 수 있다.

이 때, 채널 상태 정보는 수신 신호 세기 (RSSI; Received Signal Strength Indication) 및 패킷 에러율(PER; Packet Error Rate) 중 어느 하나 이상을 이용하여 생성될 수 있다.

채널 상태 피드백부(1140)는 채널 상태 등급 처리부(1141) 및 송신부(1142)를 포함할 수 있다.

도 11은 본 발명의 일실시예에 따른 가시광 통신 방법의 동작 흐름도이다.

도 11을 참조하면, 본 발명의 일실시예에 따른 가시광 통신 방법은 가시광 통신 송신기가, 가시광 통신 수신기에 의하여 측정된 수신 신호 특성에 기초하여 생성된 채널 상태 정보를 고려하여 서로 다른 파장의 광을 발생시키는 복수 개의 광원들 중에서 데이터 전송에 사용될 하나 이상의 광원을 선택한다(S1110).

이 때, 단계(S1110)는 상기 채널 상태 정보가 생성되기 전에는 상기 복수 개의 광원들 중에서 수신 감도가 가장 좋은 파장의 광을 발생시키는 기준 광원이 상기 데이터 전송에 사용되도록 할 수 있다.

이 때, 단계(S1110)는 상기 채널 상태가 좋을수록 상기 데이터 전송에 사용될 광원의 수를 늘리고, 상기 채널 상태가 나쁠수록 상기 데이터 전송에 사용될 광원의 수를 줄이며, 상기 데이터 전송에 사용될 광원의 수를 늘림에 있어서 상기 수신 감도 순서대로 설정된 우선순위에 따라 상기 복수 개의 광원들 중 상기 데이터 전송에 사용될 광원을 추가할 수 있다.

또한, 가시광 통신 송신기는 선택된 상기 하나 이상의 광원에 의하여 상기 데이터를 상기 가시광 통신 수신기로 전송한다(S1120).

또한, 가시광 통신 수신기는 상기 가시광 통신 송신기의 광원으로부터 수신된 수신 신호의 세기 및 인접 광원으로부터 수신된 간섭 신호의 세기 중 어느 하나 이상을 측정한다(S1130).

또한, 가시광 통신 수신기는 상기 수신 신호의 세기 및/또는 상기 간섭 신호의 세기를 이용하여 생성된 얼라인 상태 정보를 표시장치를 통해 표시한다(S1140).

또한, 가시광 통신 수신기는 측정된 수신 신호 특성에 기초하여 생성된 채널 상태 정보를 가시광 통신 송신기로 전송한다(S1150).

도 12는 아이들 상태 및 연결 상태 사이에서 제1 컬러의 컬러 패킷이 전송되는 예를 나타낸 도면이다.

도 12를 참조하면, 클라이언트 디바이스에 해당하는 가시광 통신 장치에서 연결 요청 패킷(Connection Request Packet)(1210)을 전송한 후 호스트 디바이스에 해당하는 가시광 통신 장치에서 연결 응답 패킷(Connection Response Packet)(1230)이 전송되기 전에, 제1 컬러의 컬러 패킷(1220)을 전송하는 것을 알 수 있다.

컬러 패킷(color packet)은 직관 정보(intuitive information)를 제공하기 위한 패킷이다. 이 때, 직관 정보는 가시광 통신을 지켜보는 사용자가 색깔로 식별할 수 있는 정보이다.

즉, 직관 정보는 가시광 영역 내의 파장에 따라 구별되는 정보이다.

예를 들어, 직관 정보는 채널 상태 정보, 통신 상태를 나타내는 정보 또는 파일 전송 상태를 나타내는 정보일 수 있다.

가시광 통신의 맥 상태들(MAC States)은 아이들 상태(IDLE State), 연결 상태(Connection State) 및 데이터 교환 상태(Data Exchange State)로 이루어질 수 있다.

도 13은 연결 상태 및 데이터 교환 상태 사이에서 제2 컬러의 컬러 패킷이 전송되는 예를 나타낸 도면이다.

도 13을 참조하면, 클라이언트 디바이스에 해당하는 가시광 통신 장치에서 클라이언트 정보 패킷(Client Information Packet)(1310)을 전송한 후 호스트 디바이스에 해당하는 가시광 통신 장치에서 호스트 정보 패킷(Host Information Packet)(1330)이 전송되기 전에, 제2 컬러의 컬러 패킷(1320)을 전송하는 것을 알 수 있다.

이 때, 제2 컬러는 제1 컬러와는 다른 파장에 해당하는 컬러로, 사용자가 눈으로 제1 컬러와 구분할 수 있도록 설정될 수 있다.

도 14는 데이터 교환 상태에서 제3 컬러의 컬러 패킷이 전송되는 예를 나타낸 도면이다.

도 14를 참조하면, 클라이언트 디바이스에 해당하는 가시광 통신 장치 및 호스트 디바이스에 해당하는 가시광 통신 장치 사이의 데이터 패킷 전송들 사이에 제3 컬러의 컬러 패킷들(1410, 1420)이 전송되는 것을 알 수 있다.

이 때, 제3 컬러는 제1 컬러 및 제2 컬러와는 다른 파장에 해당하는 컬러로, 사용자가 눈으로 제1 컬러 및 제2 컬러와 구분할 수 있도록 설정될 수 있다.

도 15는 데이터 교환 상태 및 아이들 상태 사이에서 제4 컬러의 컬러 패킷이 전송되는 예를 나타낸 도면이다.

*도 15를 참조하면, 클라이언트 디바이스에 해당하는 가시광 통신 장치에서 연결 해제 요청 패킷(Disconnection Request Packet)(1510)을 전송한 후 호스트 디바이스에 해당하는 가시광 통신 장치에서 연결 해제 응답 패킷(Disconnection Response Packet)(1530)이 전송되기 전에, 제4 컬러의 컬러 패킷(1520)을 전송하는 것을 알 수 있다.

이 때, 제4 컬러는 제1 컬러, 제2 컬러 및 제3 컬러와는 다른 파장에 해당하는 컬러로, 사용자가 눈으로 제1 컬러, 제2 컬러 및 제3 컬러와 구분할 수 있도록 설정될 수 있다.

도 16은 도 12 내지 도 15에 도시된 클라이언트 디바이스에 상응하는 가시광 통신 장치의 동작을 나타낸 상태도이다.

도 16을 참조하면, 클라이언트 디바이스에 상응하는 가시광 통신 장치는 아이들 상태(Idle State)에서 연결 요청 패킷(Connection Request Packet)을 전송할 때 제1 컬러의 컬러 패킷(1610)을 전송하여 사용자가 현재 통신 상태가 연결을 요청하는 단계임을 알 수 있도록 하는 것을 알 수 있다.

도 16에 도시된 예에서, 제1 컬러는 보라색(purple)이다.

또한, 클라이언트 디바이스에 상응하는 가시광 통신 장치는 연결 상태(Connection State)에서 클라이언트 정보 패킷(Client Information Packet)을 전송할 때 제2 컬러의 컬러 패킷(1620)을 전송하여 사용자가 현재 통신 상태가 연결 상태와 데이터 교환 상태 사이임을 알 수 있도록 한다.

도 16에 도시된 예에서, 제2 컬러는 오랜지(orange)색이다.

또한, 클라이언트 디바이스에 상응하는 가시광 통신 장치는 데이터 교환 상태(Data Exchange State)에서 데이터 패킷(Data Packet)을 송/수신할 때 제3 컬러의 컬러 패킷을 전송할 수 있다. 이 때, 데이터 패킷의 송/수신에 사용되는 색깔과 제3 컬러가 혼합되어 사용자는 멀티 컬러(Multi-Color)로 느낄 수 있다.

또한, 클라이언트 디바이스에 상응하는 가시광 통신 장치는 데이터 교환 상태(Data Exchange State)에서 연결 해제 요청 패킷(Disconnection Request Packet)을 전송할 때, 제4 컬러의 컬러 패킷(1640)을 전송하여 사용자가 현재 통신 상태가 데이터 교환 상태와 아이들 상태 사이임을 알 수 있도록 한다.

도 16에 도시된 예에서, 제4 컬러는 노란색(yellow)이다.

따라서, 사용자는 전송되는 컬러 패킷의 색깔을 이용하여 현재 통신 상태를 직관적으로 인식할 수 있다.

도 17은 도 12 내지 도 15에 도시된 호스트 디바이스에 상응하는 가시광 통신 장치의 동작을 나타낸 상태도이다.

도 17을 참조하면, 호스트 디바이스에 상응하는 가시광 통신 장치는 아이들 상태(Idle State)에서 클라이언트 디바이스에 상응하는 가시광 통신 장치로부터 전송된 연결 요청 패킷(Connection Request Packet)에 응답하여 연결 응답 패킷(Connection Response Packet)을 송신하고, 연결 상태(Connection State)로 전이하는 것을 알 수 있다.

또한, 호스트 디바이스에 상응하는 가시광 통신 장치는 연결 상태(Connection State)에서 클라이언트 디바이스에 상응하는 가시광 통신 장치로부터 전송된 클라이언트 정보 패킷(Client Information Packet)에 응답하여 호스트 정보 패킷(Host Information Packet)을 송신하고, 데이터 교환 상태(Data Exchange State)로 전이한다.

또한, 호스트 디바이스에 상응하는 가시광 통신 장치는 데이터 교환 상태(Data Exchange State)에서 데이터 패킷을 송/수신한다.

또한, 호스트 디바이스에 상응하는 가시광 통신 장치는 데이터 교환 상태(Data Exchange State)에서 클라이언트 디바이스에 상응하는 가시광 통신 장치로부터 전송된 연결 해제 요청 패킷(Disconnect Request Packet)에 응답하여 연결 해제 응답 패킷(Disconnect Response Packet)을 송신하고, 아이들 상태(Idle State)로 전이한다.

도 18은 파일 전송 어플리케이션에서 컬러 패킷이 사용되는 예를 나타낸 도면이다.

도 18을 참조하면, 두 디바이스(1851, 1852)들 간에 가시광 통신을 통해 데이터 패킷이 송/수신되는 경우, 디바이스(1852)를 기준으로 남아있는 파일 크기가 100MByte를 초과하는 경우 디바이스(1852)로부터 제1 컬러의 컬러 패킷(1810)이 전송되는 것을 알 수 있다.

또한, 디바이스(1852)를 기준으로 남아있는 파일 크기가 50MByte와 100MByte 사이인 경우 디바이스(1852)로부터 제2 컬러의 컬러 패킷(1820)이 전송되는 것을 알 수 있다.

또한, 디바이스(1852)를 기준으로 남아있는 파일 크기가 50MByte 이하인 경우 제3 컬러의 컬러 패킷(1830)이 전송되는 것을 알 수 있다.

따라서, 사용자는 전송되는 컬러 패킷의 색깔을 이용하여 현재 파일 전송 상태를 직관적으로 인식할 수 있다.

도 19는 채널 상태 인식을 위해 컬러 패킷이 사용되는 예를 나타낸 도면이다.

도 19를 참조하면, 두 디바이스(1951, 1952)들 간에 가시광 통신을 통해 데이터 패킷이 송/수신되는 경우, 디바이스(1952)에서 측정한 채널 상태 정보가 낮은 패킷 에러(low packet error) 상태로 판단되는 경우 디바이스(1952)로부터 제1 컬러의 컬러 패킷(1910)이 전송되는 것을 알 수 있다.

또한, 디바이스(1952)에서 측정한 채널 상태 정보가 중간 패킷 에러(middle packet error) 상태로 판단되는 경우 디바이스(1952)로부터 제2 컬러의 컬러 패킷(1920)이 전송되는 것을 알 수 있다.

또한, 디바이스(1952)에서 측정한 채널 상태 정보가 높은 패킷 에러(high packet error) 상태로 판단되는 경우 디바이스(1952)로부터 제3 컬러의 컬러 패킷들(1930)이 전송되는 것을 알 수 있다.

이 때, 제1 컬러 패킷으로부터 제3 컬러 패킷으로 갈수록 전송 특성이 우수한 파장의 광원에 의하여 전송되는 패킷일 수 있다.

예를 들어, 광원의 전송 특성이 가장 우수한 것이 붉은색 광원이고, 그 다음이 녹색 광원이고 그 다음이 파란색 광원이라면 제1 컬러는 파란색, 제2 컬러는 녹색, 제3 컬러는 붉은색일 수 있다.

나아가, 채널 상태 정보가 높은 패킷 에러 상태로 판단되는 경우 채널 상태가 나빠서 데이터를 송신하는 것이 의미가 없을 수 있으므로 이 경우에는 데이터 패킷을 대신하여 다수의 컬러 패킷이 전송되도록 할 수도 있다.

예를 들어, 파란색 컬러 패킷은 채널 상태가 좋으므로 고속의 모듈레이션 스킴(modulation scheme)으로 바꾸는 것을 나타내고, 녹색 컬러 패킷은 채널 상태가 중간이므로 모듈레이션 스킴을 유지하는 것을 나타내고, 붉은 색 컬러 패킷은 채널 상태가 나쁘므로 저속의 모듈레이션 스킴으로 바꾸는 것을 나타낼 수 있다.

도 20은 본 발명의 일실시예에 따른 컬러 패킷을 나타낸 도면이다.

도 20을 참조하면, 컬러 패킷은 컬러 패킷 헤더(Color Packet Header)(2010) 및 컬러 패킷 페이로드(Color Packet Payload)(2020)를 포함한다.

컬러 패킷 헤더(2010)는 컬러 패킷 식별자(Color Packet Indicator; CPI) 및/또는 피어 디바이스 정보 식별자(Peer Device Information Indicator)를 포함할 수 있다.

컬러 패킷 페이로드(2020)에는 더미 컬러 패킷 패턴이 포함되거나, 전송 정보가 포함될 수 있다.

더미 컬러 패킷 패턴을 포함하는 컬러 패킷은 컬러 패킷 헤더(2010)의 컬러 패킷 식별자에 의하여 식별되고, 전송 정보를 포함하는 컬러 패킷은 컬러 패킷 헤더(2010)의 피어 디바이스 정보 식별자에 의하여 식별될 수 있다.

따라서, 컬러 패킷을 수신하는 수신 측에서는 컬러 패킷 헤더(2010)를 이용하여 컬러 패킷 식별자를 감지하는 경우 수신 측 디바이스는 컬러 패킷 페이로드(2020)를 수신할 필요가 없다고 판단할 수 있다.

컬러 패킷을 수신하는 수신 측에서 컬러 패킷 헤더(2010)를 이용하여 컬러 피어 디바이스 정보 식별자를 감지하는 경우 수신 측 디바이스는 컬러 패킷 페이로드(2020)를 수신할 필요가 있다고 판단할 수 있다.

도 21은 본 발명의 일실시예에 따른 가시광 통신 장치를 나타낸 블록도이다.

도 21을 참조하면, 본 발명의 일실시예에 따른 가시광 통신 장치는 광원 선택부(2110) 및 가시광 통신부(2120)를 포함한다.

광원 선택부(2110)는 가시광 영역 내의 파장에 따라 구별되는 직관 정보를 고려하여, 서로 다른 파장의 광을 발생시키는 복수 개의 광원들 중 하나 이상의 광원을 선택한다.

가시광 통신부(2120)는 선택된 상기 하나 이상의 광원에 의하여 가시광 통신을 수행하여 상기 하나 이상의 광원에 상응하는 색에 의하여 상기 직관 정보가 인식되도록 한다.

이 때, 직관 정보는 컬러 패킷(color packet)을 이용하여 송신될 수 있다.

이 때, 컬러 패킷은 컬러 패킷 헤더(color packet header) 및 컬러 패킷 페이로드(color packet payload)로 구성될 수 있다.

이 때, 컬러 패킷은 컬러 패킷 페이로드에 더미 컬러 패킷 패턴 및 전송 정보 중 어느 하나를 포함할 수 있다.

이 때, 상기 더미 컬러 패킷 패턴을 포함하는 상기 컬러 패킷은 상기 컬러 패킷 헤더의 컬러 패킷 식별자에 의하여 식별되고, 상기 전송 정보를 포함하는 상기 컬러 패킷은 상기 컬러 패킷 헤더의 피어 디바이스 정보 식별자(peer device information indicator)에 의하여 식별될 수 있다.

이 때, 상기 직관 정보는 측정된 수신 신호 특성에 기초하여 생성된 채널 상태 정보일 수 있다.

이 때, 광원 선택부는 상기 채널 상태가 좋을수록 상기 가시광 통신에 사용될 광원의 수를 늘리고, 상기 채널 상태가 나쁠수록 상기 가시광 통신에 사용될 광원의 수를 줄일 수 있다.

이 때, 광원 선택부는 상기 가시광 통신에 사용될 광원의 수를 늘림에 있어서, 수신 감도 순서대로 설정된 우선순위에 따라 상기 복수 개의 광원들 중 상기 가시광 통신에 사용될 광원을 추가할 수 있다.

이 때, 광원 선택부는 상기 가시광 통신에 사용되는 광원들 중 상기 수신 신호 특성이 기설정된 기준치에 미치지 못하는 광원을 상기 가시광 통신에 사용되지 않도록 할 수 있다.

이 때, 상기 수신 신호 특성은 수신 신호 세기(RSSI; Received Signal Strength Indication) 및 패킷 에러율(PER; Packet Error Rate) 중 어느 하나 이상일 수 있다.

이 때, 상기 직관 정보는 가시광 통신 송신기의 광원으로부터 수신된 수신 신호의 세기 및 인접 광원으로부터 수신된 간섭 신호의 세기 중 어느 하나 이상을 이용하여 생성될 수 있다.

이 때, 상기 직관 정보는 상기 수신 신호의 세기 또는 상기 간섭 신호의 세기 등급에 따라 다르게 결정될 수 있다.

이 때, 상기 직관 정보는 상기 가시광 통신의 통신 상태를 나타내는 정보일 수 있다.

이 때, 상기 직관 정보는 아이들 상태(idle state) 및 연결 상태(connection state) 사이, 상기 연결 상태 및 데이터 교환 상태(data exchange state) 사이 및 상기 데이터 교환 상태 및 상기 아이들 상태 사이에 전송될 수 있다.

이 때, 상기 직관 정보는 파일 전송 상태를 나타내는 정보일 수 있다.

이 때, 상기 직관 정보는 상기 파일의 전송률마다 상이한, 상기 가시광 영역 내의 파장의 광원을 통하여 전송될 수 있다.

도 22는 본 발명의 일실시예에 따른 가시광 통신 방법을 나타낸 동작 흐름도이다.

도 22를 참조하면, 본 발명의 일실시예에 따른 가시광 통신 방법은 가시광 통신 송신기가 가시광 영역 내의 파장에 따라 구별되는 직관 정보를 고려하여, 서로 다른 파장의 광을 발생시키는 복수 개의 광원들 중 하나 이상의 광원을 선택한다(S2210).

이 때, 직관 정보는 컬러 패킷을 이용하여 송신되고, 상기 컬러 패킷은 컬러 패킷 헤더 및 컬러 패킷 페이로드로 구성되며 상기 컬러 패킷 페이로드에 더미 컬러 패킷 패턴 및 전송 정보 중 어느 하나를 포함할 수 있다.

이 때, 상기 더미 컬러 패킷 패턴을 포함하는 상기 컬러 패킷은 상기 컬러 패킷 헤더의 컬러 패킷 식별자에 의하여 식별되고, 상기 전송 정보를 포함하는 상기 컬러 패킷은 상기 컬러 패킷 헤더의 피어 디바이스 정보 식별자(peer device information indicator)에 의하여 식별될 수 있다.

또한, 가시광 통신 방법은 가시광 통신 송신기가 선택된 상기 하나 이상의 광원에 의하여 가시광 통신을 수행하여 상기 하나 이상의 광원에 상응하는 색에 의하여 상기 직관 정보가 인식되도록 한다(S2220).

이 때, 직관 정보는 측정된 수신 신호 특성에 기초하여 생성된 채널 상태 정보, 상기 가시광 통신의 통신 상태를 나타내는 정보 및 파일 전송 상태를 나타내는 정보 중 어느 하나일 수 있다.

이상에서와 같이 본 발명에 따른 가시광 통신 장치 및 방법은 상기한 바와 같이 설명된 실시예들의 구성과 방법이 한정되게 적용될 수 있는 것이 아니라, 상기 실시예들은 다양한 변형이 이루어질 수 있도록 각 실시예들의 전부 또는 일부가 선택적으로 조합되어 구성될 수도 있다.

910: 광원부 920: 제어부
930: 채널 상태 확인부 940: 수신부
1110: 수신부 1120: 측정부
1130: 표시부 1140: 채널 상태 피드백부
1141: 채널 상태 등급 처리부 1142: 송신부
2110: 광원 선택부 2120: 가시광 통신부

Claims (4)

1. 가시광 통신을 수행하는 기기들의 상태에 대응되는 색(color)을 나타내기 위한 광원을 선택하는 광원 선택부; 및
   상기 색에 의해 사용자가 시각적으로 상기 상태를 인식하도록 하는 가시광 통신부를 포함하고,
   상기 상태는
   상기 가시광 통신의 통신 상태, 채널 상태 및 파일 전송 상태 중 어느 하나 이상을 포함하고,
   상기 파일 전송 상태는
   전송되어야 하는 파일의 전송률에 따라 3가지 상태들로 분류되는 것을 특징으로 하는 가시광 통신 장치.
2. 청구항 1에 있어서,
   상기 광원 선택부는
   상기 전송률이 제1 전송률 상태로 판단되는 경우 제1 컬러에 해당하는 광원을 선택하고,
   상기 전송률이 상기 제1 전송률 상태보다 높은 제2 전송률 상태로 판단되는 경우 제2 컬러에 해당하는 광원을 선택하고,
   상기 전송률이 상기 제2 전송률 상태보다 높은 제3 전송률 상태로 판단되는 경우 제3 컬러에 해당하는 광원을 선택하는 것을 특징으로 하는 가시광 통신 장치.
3. 가시광 통신 송신기가, 가시광 통신을 수행하는 기기들의 상태에 대응되는 색(color)을 나타내기 위한 광원을 선택하는 단계; 및
   상기 가시광 통신 송신기가, 상기 색에 의해 사용자가 시각적으로 상기 상태를 인식하도록 가시광 통신을 수행하는 단계를 포함하고,
   상기 상태는
   상기 가시광 통신의 통신 상태, 채널 상태 및 파일 전송 상태 중 어느 하나 이상을 포함하고,
   상기 파일 전송 상태는
   전송되어야 하는 파일의 전송률에 따라 3가지 상태들로 분류되는 것을 특징으로 하는 가시광 통신 방법.
4. 청구항 3에 있어서,
   상기 광원을 선택하는 단계는
   상기 전송률이 제1 전송률 상태로 판단되는 경우 제1 컬러에 해당하는 광원을 선택하고,
   상기 전송률이 상기 제1 전송률 상태보다 높은 제2 전송률 상태로 판단되는 경우 제2 컬러에 해당하는 광원을 선택하고,
   상기 전송률이 상기 제2 전송률 상태보다 높은 제3 전송률 상태로 판단되는 경우 제3 컬러에 해당하는 광원을 선택하는 것을 특징으로 하는 가시광 통신 방법.
   
   

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