KR20140093863A - Method for dimming level estimation and method for processing visible light communication signal and apparatus using the methods - Google Patents

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KR20140093863A
KR20140093863A KR1020130006002A KR20130006002A KR20140093863A KR 20140093863 A KR20140093863 A KR 20140093863A KR 1020130006002 A KR1020130006002 A KR 1020130006002A KR 20130006002 A KR20130006002 A KR 20130006002A KR 20140093863 A KR20140093863 A KR 20140093863A
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정진두
임상규
장일순
김명순
강태규
김대호
김유진
김현석
김현종
김인수
강현주
강현철
박성희
성정식
최종우
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한국전자통신연구원
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Abstract

Disclosed are a method for estimating a dimming level, a method for processing a visible light signal, and an apparatus using the same. The method for processing the visible light signal according to an aspect of the present invention comprises the steps of: receiving the visible light signal including at least one pulse; estimating a pulse width of the visible light signal; estimating the dimming level of the visible light signal using the estimated pulse width; and demodulating the visible light signal using the estimated dimming level.

Description

디밍 레벨 추정 방법, 가시광 신호 처리 방법 및 이를 이용하는 장치{METHOD FOR DIMMING LEVEL ESTIMATION AND METHOD FOR PROCESSING VISIBLE LIGHT COMMUNICATION SIGNAL AND APPARATUS USING THE METHODS}TECHNICAL FIELD [0001] The present invention relates to a dimming level estimation method, a visible light signal processing method, and an apparatus using the method.

본 발명은 가시광 통신에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 가시광 통신을 위한 디밍 레벨 추정 방법, 가시광 신호 처리 방법, 및 이를 이용하는 장치에 관한 것이다.The present invention relates to a visible light communication, and more particularly, to a dimming level estimation method, a visible light signal processing method, and an apparatus using the method.

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. Recently, lighting devices and display devices using LED (Light Emitting Diode) have been applied to automobiles, traffic lights, billboards, TVs, monitors, portable devices, special lighting and general lighting It is spreading rapidly in everyday life.

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 addition, a wireless communication technology has been actively researched to provide a communication function to the LED lighting apparatus and display devices to simultaneously achieve the intrinsic purpose of the LED light source and the purpose of the communication means.

이러한 움직임은, 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) 기후변화 협약의 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 the LED light source has a longer lifetime than the conventional light sources, has excellent power efficiency, can realize various colors, and has digital control capability. In addition, due to the Kyoto Protocol of the United Nations (UN) Climate Change Convention, realistic situations in which energy savings and greenhouse gas reductions have to be mandatory are also one of the reasons for rapidly replacing existing light sources with LED light sources in many countries around the world .

가시광(Visible Light) 무선통신 기술은 인간이 눈으로 인지할 수 있는 가시광 파장 대역(380n~780nm 영역)의 빛을 이용하여 무선으로 정보를 전달하는 무선통신 기술이다. Visible light wireless communication technology is a wireless communication technology that wirelessly transmits information by using light of a visible light wavelength band (380n ~ 780nm area) that can be recognized by human eyes.

가시광 무선통신 기술은 가시광 파장 대역의 빛을 이용한다는 측면에서 기존의 유선 광통신 기술과 구별된다. 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 가진다.The visible light wireless communication technology is distinguished from the existing wired optical communication technology in that it uses light in the visible light wavelength band. Unlike 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 being regulated or licensed in terms of frequency utilization, It has the distinguishing feature that it can be confirmed, and among other things, it has a characteristic as a fusion technology that can obtain the intrinsic purpose of the light source and the communication function in a straightforward manner.

가시광 무선통신 시스템은 가시광 조명을 기반으로 하여 정보를 송수신하는 시스템이므로, 조명의 기본 기능들이 만족된 상태에서 무선 통신이 이루어져야 한다. 조명의 중요한 기본 기능 중 하나가 바로 조명의 밝기 조절 또는 디밍 기능이므로, 가시광 무선통신 시스템은 가시광을 통한 무선 통신 기능을 갖는 동시에 디밍 기능도 지원하여야 한다. Since the visible light wireless communication system is a system for transmitting and receiving information based on visible light illumination, wireless communication must be performed with the basic functions of illumination satisfied. Since one of the important basic functions of illumination is the brightness control or dimming function of the illumination, the visible light wireless communication system should have wireless communication function through visible light and also support dimming function.

가시광 무선통신을 지원하는 조명 밝기 조절 기술로는 '진폭 디밍(Amplitude dimming)'및 '가변-PPM(variable-PPM)' 등의 방법이 소개되었다. 하지만 진폭 디밍의 경우 LED 광원 손상의 위험 및 색 변이 유발 가능성이 있다는 단점이 있다. 또한, 가변-PPM 기법의 경우에도 펄스 폭이 변경되어 복조시 BER(Bit Error Rate) 성능이 보장되지 않다는 문제점이 있다. Methods such as 'Amplitude dimming' and 'Variable-PPM' have been introduced as lighting brightness control technologies that support visible light wireless communication. However, in the case of amplitude dimming, there is a risk that the LED light source may be damaged and the color variation may occur. Also, in the case of the variable-PPM scheme, the pulse width is changed and the bit error rate (BER) performance is not guaranteed at the time of demodulation.

상술한 문제점을 극복하기 위한 본 발명의 목적은 가시광 통신을 위한 디밍 레벨 추정 방법을 제공하는 데 있다.SUMMARY OF THE INVENTION An object of the present invention is to provide a dimming level estimation method for visible light communication.

본 발명의 다른 목적은 가시광 신호 처리 방법을 제공하는 데 있다.Another object of the present invention is to provide a visible light signal processing method.

본 발명의 또 다른 목적은 상기 방법들을 이용하는 가시광 신호 처리 장치를 제공하는 데 있다. It is still another object of the present invention to provide a visible light signal processing apparatus using the above methods.

상술한 본 발명의 목적을 달성하기 위한 본 발명의 일 측면에 따른 가시광 신호 처리 방법은, 적어도 하나의 펄스를 포함하는 가시광 신호를 수신하는 단계, 상기 가시광 신호의 펄스 폭을 추정하는 단계, 및 상기 추정된 펄스 폭을 이용해 상기 가시광 신호의 디밍 레벨을 추정하는 단계, 및 상기 추정된 디밍 레벨을 이용해 상기 가시광 신호를 복조하는 단계를 포함한다. According to another aspect of the present invention, there is provided a method of processing a visible light signal, the method comprising: receiving a visible light signal including at least one pulse; estimating a pulse width of the visible light signal; Estimating the dimming level of the visible light signal using the estimated pulse width, and demodulating the visible light signal using the estimated dimming level.

상기 가시광 신호 처리 방법은, 상기 추정된 펄스 폭에 대해 평균 연산을 수행하여 추정 펄스 폭에서의 잡음을 억제하는 단계를 더 포함할 수 있다.The visible light signal processing method may further include suppressing noise in the estimated pulse width by performing an average operation on the estimated pulse width.

상기 펄스의 유형은 제1 펄스 폭을 갖는 펄스 또는 제2 펄스 폭을 갖는 펄스를 포함할 수 있다.The type of the pulse may comprise a pulse having a first pulse width or a pulse having a second pulse width.

여기서, 상기 제2 펄스 폭은 상기 제1 펄스 폭의 2배일 수 있다. Here, the second pulse width may be twice the first pulse width.

상기 디밍 레벨을 산출하는 단계는, 적어도 하나의 제1 유형 펄스의 펄스 폭 및 적어도 하나의 제2 유형 펄스의 펄스 폭 각각에 대해 평균 연산을 수행하는 단계, 제2 유형 펄스의 평균 값에 대해 1/2을 곱하고, 제1 유형 펄스의 평균 값과 합산하는 단계, 상기 합산된 값에 대해 1/2을 곱하여 디밍 레벨을 결정하는 단계를 포함할 수 있다.Wherein calculating the dimming level comprises: performing an average operation on each of the pulse width of the at least one first type pulse and the pulse width of the at least one second type pulse; / 2, and summing it with the average value of the first type pulse, and multiplying the summed value by 1/2 to determine the dimming level.

상기 가시광 신호를 복조하는 단계는, 상기 가시광 신호 주기 내 펄스의 위치에 따라 상기 가시광 신호가 포함하는 정보를 획득하는 단계를 포함할 수 잇다.The step of demodulating the visible light signal may include obtaining information included in the visible light signal according to the position of the pulse in the visible light signal period.

한편, 상기 가시광 신호의 펄스 폭을 추정하는 단계는, 펄스에 대해 주기적인 샘플링을 수행하는 단계, 기 설정된 임계치 이상의 값을 갖는 연속하는 샘플의 개수를 산출하는 단계, 및 상기 임계치 이상의 값을 갖는 연속하는 샘플의 개수에 따라 펄스 폭을 결정하는 단계를 포함할 수 있다.
The step of estimating the pulse width of the visible light signal may include periodically sampling the pulses, calculating the number of consecutive samples having a value greater than or equal to a preset threshold value, And determining the pulse width according to the number of samples to be processed.

본 발명의 다른 목적을 달성하기 위한 본 발명의 다른 측면에 따른 디밍 레벨 추정 방법은, 적어도 하나의 펄스를 포함하는 가시광 신호를 수신하는 단계, 상기 가시광 신호의 펄스 폭을 추정하는 단계, 및 상기 추정된 펄스 폭을 이용해 상기 가시광 신호의 디밍 레벨을 결정하는 단계를 포함할 수 있다.According to another aspect of the present invention, there is provided a method of estimating a dimming level, comprising: receiving a visible light signal including at least one pulse; estimating a pulse width of the visible light signal; And determining a dimming level of the visible light signal using the determined pulse width.

상기 가시광 신호의 디밍 레벨을 추정하는 단계는, 현재 펄스 폭을 복수의 심볼 구간 동안의 평균 펄스 폭과 비교하는 단계, 현재 펄스 폭이 상기 평균 펄스 폭 이상인지 여부에 따라 현재 펄스의 유형을 판단하는 단계, 및 상기 펄스의 유형에 따라 디밍 레벨을 산출하는 단계를 포함할 수 있다. The step of estimating the dimming level of the visible light signal may include comparing a current pulse width with an average pulse width of a plurality of symbol intervals, determining whether the current pulse width is greater than or equal to the average pulse width And calculating the dimming level according to the type of the pulse.

상기 디밍 레벨을 산출하는 단계는, 적어도 하나의 제1 유형 펄스의 펄스 폭 및 적어도 하나의 제2 유형 펄스의 펄스 폭 각각에 대해 평균 연산을 수행하는 단계, 제2 유형 펄스의 평균 값에 대해 1/2을 곱하고, 제1 유형 펄스의 평균 값과 합산하는 단계, 및 상기 합산된 값에 대해 1/2을 곱하여 디밍 레벨을 결정하는 단계를 포함할 수 있다.
Wherein calculating the dimming level comprises: performing an average operation on each of the pulse width of the at least one first type pulse and the pulse width of the at least one second type pulse; / 2 and summing it with the average value of the first type pulses, and multiplying the summed value by 1/2 to determine the dimming level.

본 발명의 또 다른 목적을 달성하기 위한 본 발명의 일 측면에 따른 가시광 신호 처리 장치는, 적어도 하나의 펄스를 포함하는 가시광 신호를 수신하여, 수신한 가시광 신호의 펄스 폭을 추정하고, 상기 추정된 펄스 폭을 이용해 상기 가시광 신호의 디밍 레벨을 추정하는 디밍 레벨 추정 모듈, 및 상기 추정된 디밍 레벨을 이용해 상기 가시광 신호를 복조하는 복조 모듈을 포함할 수 있다. According to another aspect of the present invention, there is provided an apparatus for processing a visible light signal according to an aspect of the present invention, the apparatus including: a visible light signal including at least one pulse; estimating a pulse width of the received visible light signal; A dimming level estimation module for estimating a dimming level of the visible light signal using a pulse width, and a demodulation module for demodulating the visible light signal using the estimated dimming level.

상기 디밍 레벨 추정 모듈은, 상기 펄스에 대해 주기적인 샘플링을 수행하고, 기 설정된 임계치 이상의 값을 갖는 연속하는 샘플의 개수를 산출하여, 상기 임계치 이상의 값을 갖는 연속하는 샘플의 개수에 따라 상기 가시광 신호의 펄스 폭을 추정하는 펄스 폭 추정부를 포함할 수 있다.Wherein the dimming level estimation module performs periodic sampling on the pulse, calculates a number of consecutive samples having a value equal to or larger than a predetermined threshold value, and adjusts the visible light signal according to the number of consecutive samples having a value equal to or larger than the threshold value. And a pulse width estimator for estimating a pulse width of the pulse width.

상기 디밍 레벨 산출 모듈은, 복수의 심볼 구간 동안의 평균 펄스 폭을 산출하는 제1 평균 연산기, 상기 제1 평균 연산기의 출력과 현재 펄스 폭을 비교하는 비교기, 상기 비교 결과 현재 펄스 폭이 상기 평균 펄스 폭 이상인지 여부에 따라 현재 펄스의 유형을 판단하는 펄스 유형 판단부, 상기 펄스의 유형에 따라 디밍 레벨을 산출하는 디밍 레벨 연산부를 포함할 수 있다.Wherein the dimming level calculating module comprises a first average calculator for calculating an average pulse width for a plurality of symbol periods, a comparator for comparing an output of the first average calculator with a current pulse width, A pulse type determination unit for determining the type of the current pulse according to whether the width is greater than or equal to the width, and a dimming level calculation unit for calculating the dimming level according to the type of the pulse.

여기서, 상기 펄스 유형은 상기 펄스의 유형은 제1 펄스 폭을 갖는 펄스 또는 제2 펄스 폭을 갖는 펄스를 포함할 수 있다. Here, the type of the pulse may include a pulse having a first pulse width or a pulse having a second pulse width.

상기 제2 펄스 폭은 상기 제1 펄스 폭의 2배일 수 있으며, 이때, 상기 디밍 레벨 연산부는, 적어도 하나의 제1 유형 펄스의 펄스 폭 및 적어도 하나의 제2 유형 펄스의 펄스 폭 각각에 대해 평균 연산을 수행하고, 제2 유형 펄스의 평균 값에 대해 1/2을 곱하여 제1 유형 펄스의 평균 값과 합산하며, 상기 합산된 값에 대해 1/2을 곱하여 디밍 레벨을 결정할 수 있다.Wherein the second pulse width may be twice the first pulse width, wherein the dimming level arithmetic unit calculates the average of the pulse width of at least one first type pulse and the pulse width of at least one second type pulse, Operation may be performed, the average value of the second type pulse may be multiplied by 1/2 to sum with the average value of the first type pulse, and the summed value may be multiplied by 1/2 to determine the dimming level.

상기 복조 모듈은, 상기 가시광 신호 주기 내 펄스의 위치에 따라 상기 가시광 신호가 포함하는 정보를 획득할 수 있다. The demodulation module may obtain information included in the visible light signal according to the position of the pulse in the visible light signal period.

상기 가시광 신호는 주기 내 펄스의 폭에 따라 조명의 밝기에 대한 디밍 레벨이 제어되는 것을 특징으로 한다. The visible light signal is characterized in that the dimming level with respect to the brightness of the illumination is controlled according to the width of the pulse within the period.

상술한 바와 같은 본 발명에 따르면, 누적 영역 설정 기능에 기반한 VPPM 복조 모듈과 연동하여 가시광 무선통신의 향상된 수신 성능을 얻을 수 있다. According to the present invention as described above, improved reception performance of visible light wireless communication can be obtained by interworking with the VPPM demodulation module based on the cumulative area setting function.

또한, 조명의 밝기 조절 또는 디밍 기능이 원활한 가시광 통신 시스템을 용이하게 구현할 수 있다. In addition, a visible light communication system having a brightness control function or a dimming function can be easily implemented.

도 1은 진폭 디밍 기법에 따른 가시광 신호의 일 예를 나타낸다.
도 2는 진폭 디밍 기법에 따른 가시광 신호의 다른 예를 나타낸다.
도 3은 진폭 디밍 기법에 따른 가시광 신호의 또 다른 예를 나타낸다.
도 4는 VPPM 변조 방식의 원리를 설명하는 개념도이다.
도 5는 본 발명에 적용되는 다양한 펄스 폭을 갖는 VPPM 변조 파형을 나타낸다.
도 6은 여러 디밍 레벨을 갖는 VPPM 변조 파형에 대한 디밍 제어와 변조 신호의 관계를 나타내는 개념도이다.
도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 VPPM 파형의 복조 개념도이다.
도 8은 간섭 완화를 위한 신호 누적 영역을 이용한 VPPM 복조 개념도이다.
도 9는 복조를 위한 신호 누적 영역의 크기에 따른 신호 대 잡음비 변화를 나타내는 그래프이다.
도 10은 본 발명의 바람직한 일 실시예에 따른 가시광 신호 처리 장치의 블록 구성도이다.
도 11은 VPPM 수신 신호 파형 및 복조 데이터의 관계의 일 예를 도시한다.
도 12는 송신 데이터 패턴에 따른 VPPM 신호 파형의 여러 예를 도시한다.
도 13은 샘플링과 신호 펄스 폭과의 관계를 나타낸다.
도 14는 본 발명의 일 실시예에 따른 VPPM 신호 복조 방법의 동작 순서도이다.
도 15는 펄스 폭 추정과 평균 연산에 기반한 디밍 레벨 추정 모듈의 세부 블록도이다.
도 16은 본 발명의 일 실시예에 따른 가시광 신호 처리 방법의 동작 순서도이다.
1 shows an example of a visible light signal according to the amplitude dimming technique.
2 shows another example of a visible light signal according to the amplitude dimming technique.
3 shows another example of a visible light signal according to the amplitude dimming technique.
4 is a conceptual diagram illustrating the principle of the VPPM modulation scheme.
5 shows a VPPM modulation waveform having various pulse widths applied to the present invention.
6 is a conceptual diagram showing the relationship between the dimming control and the modulated signal for the VPPM modulated waveform having various dimming levels.
7 is a conceptual diagram illustrating demodulation of a VPPM waveform according to an embodiment of the present invention.
8 is a conceptual diagram of VPPM demodulation using a signal accumulation region for interference mitigation.
9 is a graph showing signal-to-noise ratio variation according to the size of a signal accumulation region for demodulation.
10 is a block diagram of a visible light signal processing apparatus according to a preferred embodiment of the present invention.
11 shows an example of the relationship between the VPPM received signal waveform and demodulated data.
12 shows various examples of the VPPM signal waveform according to the transmission data pattern.
13 shows the relationship between the sampling and the signal pulse width.
14 is a flowchart illustrating an operation of the VPPM signal demodulation method according to an embodiment of the present invention.
15 is a detailed block diagram of a dimming level estimation module based on pulse width estimation and averaging.
16 is an operational flowchart of a visible light signal processing method according to an embodiment of the present invention.

본 발명은 다양한 변경을 가할 수 있고 여러 가지 실시예를 가질 수 있는 바, 특정 실시예들을 도면에 예시하고 상세하게 설명하고자 한다.While the invention is susceptible to various modifications and alternative forms, specific embodiments thereof are shown by way of example in the drawings and will herein be described in detail.

그러나, 이는 본 발명을 특정한 실시 형태에 대해 한정하려는 것이 아니며, 본 발명의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변경, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다. It should be understood, however, that the invention is not intended to be limited to the particular embodiments, but includes all modifications, equivalents, and alternatives falling within the spirit and scope of the invention.

본 출원에서 사용한 용어는 단지 특정한 실시예를 설명하기 위해 사용된 것으로, 본 발명을 한정하려는 의도가 아니다. 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다. 본 출원에서, "포함하다" 또는 "가지다" 등의 용어는 명세서상에 기재된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.The terminology used in this application is used only to describe a specific embodiment and is not intended to limit the invention. The singular expressions include plural expressions unless the context clearly dictates otherwise. In the present application, the terms "comprises" or "having" and the like are used to specify that there is a feature, a number, a step, an operation, an element, a component or a combination thereof described in the specification, But do not preclude the presence or addition of one or more other features, integers, steps, operations, elements, components, or combinations thereof.

다르게 정의되지 않는 한, 기술적이거나 과학적인 용어를 포함해서 여기서 사용되는 모든 용어들은 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 일반적으로 이해되는 것과 동일한 의미를 가지고 있다. 일반적으로 사용되는 사전에 정의되어 있는 것과 같은 용어들은 관련 기술의 문맥 상 가지는 의미와 일치하는 의미를 가진 것으로 해석되어야 하며, 본 출원에서 명백하게 정의하지 않는 한, 이상적이거나 과도하게 형식적인 의미로 해석되지 않는다.
Unless defined otherwise, all terms used herein, including technical or scientific terms, have the same meaning as commonly understood by one of ordinary skill in the art to which this invention belongs. Terms such as those defined in commonly used dictionaries should be interpreted as having a meaning consistent with the meaning in the context of the relevant art and are to be interpreted in an ideal or overly formal sense unless explicitly defined in the present application Do not.

이하, 첨부한 도면들을 참조하여, 본 발명의 바람직한 실시예를 보다 상세하게 설명하고자 한다. 본 발명을 설명함에 있어 전체적인 이해를 용이하게 하기 위하여 도면상의 동일한 구성요소에 대해서는 동일한 참조부호를 사용하고 동일한 구성요소에 대해서 중복된 설명은 생략한다.
Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings. In order to facilitate the understanding of the present invention, the same reference numerals are used for the same constituent elements in the drawings and redundant explanations for the same constituent elements are omitted.

가시광 무선통신과 관련하여 조명의 밝기 조절을 위해 제안된 기술 중 대표적인 것으로 진폭 디밍(Amplitude dimming) 방법과 가변-PPM 디밍(Variable-PPM dimming) 방법 두 가지를 들 수 있다.One of the proposed techniques for adjusting the brightness of illumination related to visible light wireless communication is the amplitude dimming method and the variable-PPM dimming method.

진폭 디밍 방법은 OOK(On-Off Keying) 변조 방법에서 신호의 진폭을 변화시킴으로써 광원의 밝기를 조절하는 방법이고, 가변-PPM 디빙 방법은 'Variable-PPM'또는 'VPPM'이라고 하는 변조 방법을 통해 밝기 조절 기능을 제공하는 방법이다.The amplitude dimming method is a method of adjusting the brightness of the light source by changing the amplitude of the signal in the OOK (On-Off Keying) modulation method, and the variable-PPM decoding method is a method of changing the amplitude of the light source by using a modulation method called 'Variable-PPM' This is a method of providing brightness control function.

진폭 디밍 기법은 OOK 변조 방법에서 신호의 진폭을 변화시킴으로써 광원의 밝기를 조절하는 방법이다. 도 1 내지 3은 Manchester 코드와 OOK 변조 방법이 적용된 경우의 진폭 디빙 기법에 따른 신호의 다양한 실시예들을 나타낸다. The amplitude dimming method is a method of adjusting the brightness of the light source by changing the amplitude of the signal in the OOK modulation method. Figs. 1 to 3 show various embodiments of a signal according to the amplitude diving technique when Manchester code and OOK modulation method are applied.

도 1은 진폭 디밍 기법에 따른 신호의 일 예를 나타낸다. 1 shows an example of a signal according to the amplitude dimming technique.

도 1은 Manchester-OOK 기술이 송신부에 적용되었을 경우 LED 조명에서 출력되는 광 파형과 이에 대응하는 평균 광 출력을 가시적으로 나타낸 것이다. 도 1에서는 특히, 평균 광 출력이 Manchester-OOK 신호 진폭(PM)의 1/2 크기를 갖는 DC 신호가 인가될 때의 광 출력과 같음을 표현하고 있다. FIG. 1 is a graphical representation of the optical waveform output from the LED illumination and the corresponding average light output when the Manchester-OOK technique is applied to the transmitter. In particular, FIG. 1 expresses that the average light output is equal to the light output when a DC signal having a half size of the Manchester-OOK signal amplitude (PM) is applied.

도 2는 진폭 디밍 기법에 따른 신호의 다른 예를 나타낸다. 2 shows another example of a signal according to the amplitude dimming technique.

도 2는 Manchester-OOK 신호의 진폭(PM1)을 도 1의 신호 진폭(PM)보다 크게 하여 구동시킴으로써, LED 광원의 평균 광 출력을 증가시킬 수 있음을 나타낸다. 도 2에 도시된 예에서도 마찬가지로 신호의 진폭을 작게 구동하는 경우 평균 광 출력을 감소시킬 수 있다.
Fig. 2 shows that the average PMO of the LED light source can be increased by driving the amplitude PM1 of the Manchester-OOK signal larger than the signal amplitude PM of Fig. Similarly in the example shown in Fig. 2, when the amplitude of the signal is driven small, the average light output can be reduced.

도 3은 진폭 디밍 기법에 따른 신호의 또 다른 예를 나타낸다. 3 shows another example of a signal according to the amplitude dimming technique.

도 3에 따른 신호는 Manchester-OOK 신호의 진폭(PM2)이 도 1의 신호 진폭(PM)과 동일하지만 DC 오프셋을 인가함으로써 결과적으로 평균 광 출력을 증가시킬 수 있음을 보여준다. The signal according to Fig. 3 shows that the amplitude PM2 of the Manchester-OOK signal is equal to the signal amplitude PM in Fig. 1, but the average light output can be consequently increased by applying a DC offset.

그런데, 도 1 내지 3을 통해 설명한 진폭 디밍 기술은, 가시광 무선통신 기능이 없는 동일한 사양의 LED 조명이 제공하는 최대 밝기 수준을 충족하기가 현실적으로 어렵다. 왜냐하면, 진폭 디밍을 위해 LED 광원의 허용 범위를 크게 초과하는 진폭으로 신호를 인가해 주어야 하는데, 이때 인가되는 순간 신호 진폭들은 LED 광원을 손상시킬 수 있고, 장기적으로는 LED 광원의 수명을 현저히 감소시킬 수 있기 때문이다. It should be noted, however, that the amplitude dimming technique described with reference to Figs. 1 to 3 is practically difficult to meet the maximum brightness level provided by the same specification LED illumination without visible light wireless communication capability. Because, for amplitude dimming, the signal must be applied with an amplitude greatly exceeding the allowable range of the LED light source, the instantaneous signal amplitudes can damage the LED light source and, in the long term, significantly reduce the lifetime of the LED light source It is because.

또한, 신호의 진폭을 변화시킴으로써 밝기를 조절한다는 것은 LED 광원에 공급되는 전류의 세기가 밝기 조절에 따라 변화하는 것을 의미하기 때문에, 결과적으로 진폭 디밍은 LED 광원의 색 변이를 유발할 가능성도 가지고 있다.
In addition, adjusting the brightness by changing the amplitude of the signal means that the intensity of the current supplied to the LED light source changes according to the brightness control, and as a result, the amplitude dimming may also cause the color variation of the LED light source.

프레임 내부 플리커 발생을 차단하고 광원의 밝기를 조절하기 위해, 2-PPM 변조 방법과 PWM(Pulse Width Modulation) 변조 방법을 조합하여 VPPM(Variable PPM) 변조 방식이 제안되었다. VPPM 변조 방식은 IEEE 802.15.7 국제 표준에 채택된 가시광 무선통신용 변조 방식 중 하나이다.A VPPM (Variable PPM) modulation scheme has been proposed by combining the 2-PPM modulation method and the PWM (Pulse Width Modulation) modulation method in order to block the occurrence of flicker in the frame and to control the brightness of the light source. The VPPM modulation scheme is one of the modulation schemes for visible light wireless communication adopted in the IEEE 802.15.7 international standard.

도 4는 VPPM 변조 방식의 원리를 설명하는 개념도이다.4 is a conceptual diagram illustrating the principle of the VPPM modulation scheme.

도 4에 도시된 바와 같이 VPPM 변조 방식은 2-PPM 변조 방법과 PWM 변조 방법을 조합하여 고안된 방식이다.As shown in FIG. 4, the VPPM modulation scheme is a scheme designed by combining a 2-PPM modulation scheme and a PWM modulation scheme.

2-PPM 변조 방식은 도 4의 좌측에 나타낸 바와 같이 펄스의 위치에 따라 비트 "0"과 "1"을 표현하는 방법이다. 예를 들어, 도 4에 도시된 바와 같이, 하나의 시간 주기를 반으로 나누었을 때 앞의 1/2에 펄스가 위치하면 "0"을 뒤의 1/2에 펄스가 위치하면 "1"을 나타내는 방식이다. 2-PPM 변조 방법은 Manchester 코드의 광 출력과 유사하게 비트 "1"과 "0"에서 동일한 평균 밝기를 제공한다. 따라서 2-PPM 변조 방식을 이용하면 프레임 내부 플리커 발생을 차단할 수 있다. The 2-PPM modulation method is a method of expressing bits "0" and "1" according to the position of the pulse as shown on the left side of FIG. For example, as shown in FIG. 4, when one pulse is divided into two halves, "0" is assigned to the former half, and "1" is assigned to the latter half of the pulse . The 2-PPM modulation method provides the same average brightness at bits "1" and "0", similar to the light output of the Manchester code. Therefore, if the 2-PPM modulation scheme is used, flicker generation inside the frame can be prevented.

한편, PWM 변조 방법은, 도 4의 우측에 도시된 바와 같이 펄스의 폭을 변화시킴으로써 광원의 밝기를 조절하는 변조 방법으로서 현재의 LED 조명에서 대부분 사용되고 있는 기술이다. On the other hand, the PWM modulation method is a modulation technique for adjusting the brightness of the light source by changing the width of the pulse as shown in the right side of FIG. 4, and is a technique mostly used in current LED illumination.

2-PPM 변조 방법과 PWM 변조 방법을 조합하여 고안된 VPPM 변조 방법은 펄스의 위치에 따라 비트 "0"과 "1"을 표현한다는 점에서 2-PPM의 특징과 유사하고, 사용자가 원하는 밝기에 따라 펄스의 폭이 변화될 수 있다는 점에서는 PWM 변조 방법과 유사하다. The VPPM modulation method designed by combining the 2-PPM modulation method and the PWM modulation method is similar to the 2-PPM feature in that bits "0" and "1" are represented according to the position of the pulse, The PWM modulation method is similar in that the pulse width can be varied.

따라서, 펄스의 폭이 50%인 가변-PPM 기술로 변조된 광 파형은 2-PPM 변조 파형과 같다고 볼 수 있다.
Therefore, the optical waveform modulated by the variable-PPM technique with a pulse width of 50% can be considered to be the same as the 2-PPM modulated waveform.

도 5는 본 발명에 적용되는 다양한 펄스 폭을 갖는 VPPM 변조 파형을 나타낸다. 5 shows a VPPM modulation waveform having various pulse widths applied to the present invention.

도 5에서는 VPPM 변조 방법을 통해 밝기를 조절하는 메커니즘을 가시적으로 확인할 수 있는데, 임의의 "001"이라는 디지털 신호가 가변-PPM 기술로 변조될 때, 동일한 데이터를 나타내지만 펄스 폭에 변화를 주어 밝기를 조절할 수 있음을 예시적으로 표현하고 있다. In FIG. 5, a mechanism for adjusting the brightness through the VPPM modulation method can be visually confirmed. When a digital signal of "001" is modulated by a variable-PPM technique, the same data is displayed, As shown in FIG.

도 5를 보다 자세히 살펴보면, 총 5개의 신호가 나타나 있으며 이들 모두는 "001"이라는 동일한 데이터를 표현하고 있다. 또한, 상단에서 하단으로 내려갈수록 신호의 펄스 폭이 증가하고 있는데, 최상단의 신호는 주기 T 대비 12.5%의 펄스 폭을 갖고 있으며, 최하단의 신호는 87.5%의 펄스 폭을 갖는다. 5, a total of five signals are shown, all of which represent the same data "001 ". Also, the pulse width of the signal increases from the upper end to the lower end. The uppermost signal has a pulse width of 12.5% with respect to the period T, and the lowermost signal has a pulse width of 87.5%.

VPPM 기술은, 도 5에 예시된 펄스 폭 변화 단계보다 펄스 폭 변화 단계를 더 세분하여 설정함으로써 동일한 사양의 LED 조명이 제공하는 수준과 유사한 최대 밝기를 제공할 수 있다. 이러한 VPPM 기술은 밝기 조절이 펄스의 진폭이 아닌 시간 축 상의 펄스 폭에 의해 결정되기 때문에 LED 광원을 손상시키지 않을 뿐만 아니라 광원의 색 변이도 유발하지 않는다.
The VPPM technique can provide a maximum brightness similar to that provided by LED lighting of the same specification by further subdividing and setting the pulse width varying step than the pulse width varying step illustrated in FIG. This VPPM technique not only does not damage the LED light source, but also causes no color variation of the light source because the brightness adjustment is determined by the pulse width on the time axis rather than the amplitude of the pulse.

도 6은 여러 디밍 레벨을 갖는 VPPM 변조 파형에 대한 디밍 제어와 변조 신호의 관계를 나타내는 개념도이다. 6 is a conceptual diagram showing the relationship between the dimming control and the modulated signal for the VPPM modulated waveform having various dimming levels.

샘플링에 기반한 디지털 회로로 VPPM 수신 장치를 구현하기 위해서는 VPPM 변조 파형을 고려한 신호 특성을 유도하여야 하는데, 도 6은 VPPM 변조 파형으로부터 디밍 레벨과 전송 신호에 대한 샘플링 및 변조 신호의 관계를 보여준다.In order to implement a VPPM receiver using a sampling-based digital circuit, the signal characteristics considering the VPPM modulation waveform should be derived. FIG. 6 shows the relationship between the sampling level and the modulation signal for the dimming level and the transmission signal from the VPPM modulation waveform.

이산 시간 (Discrete-time) 영역에 속하는 디지털 신호를 처리하는 디지털 회로는 특정 주파수의 클럭에 트리거(trigger)되어 동작한다. 이것은 특정 주파수로 샘플링된 신호가 디지털 회로를 통해 신호 처리됨을 뜻한다. VPPM 송수신 장치를 디지털 회로로 구현하기 위해서는 VPPM 신호의 샘플링을 고려하여야만 한다. A digital circuit that processes a digital signal belonging to a discrete-time region is triggered by a clock of a specific frequency. This means that the signal sampled at a specific frequency is signaled through the digital circuitry. In order to implement a VPPM transceiver as a digital circuit, sampling of the VPPM signal must be considered.

도 6에서 DTX는 VPPM 변조된 한 개의 심볼을 통해 전송되는 비트 정보를 나타낸다. 또한, T는 심볼 시간을, TD 는 디밍 제어 신호에 따라 변동되는 디밍 레벨 또는 VPPM 펄스 폭을 나타낸다. 이 때, VPPM 심볼 주파수는 1/T Hz가 된다. 또한, 설정하고자 하는 디밍 백분율 값을 Dimper [%]라 한다면, 디밍 레벨 또는 VPPM 펄스 폭 TD = T*Dimper/100 가 된다. In FIG. 6, D TX represents bit information transmitted through one VPPM-modulated symbol. Further, T represents a symbol time, and T D represents a dimming level or VPPM pulse width which varies according to the dimming control signal. At this time, the VPPM symbol frequency becomes 1 / T Hz. If the dimming percentage value to be set is Dim per [%], the dimming level or VPPM pulse width T D = T * Dim per / 100 is obtained.

하나의 VPPM 심볼 주파수 1/T Hz보다 NT배 높은 주파수 NT/T Hz를 갖는 클럭으로 VPPM 심볼을 샘플링하면 VPPM의 한개 심볼은 NT개의 샘플로 구성된다. 따라서, 밝기와 관련된 VPPM 펄스 폭의 샘플 수 ND는 round(TD/T*NT)가 된다. 여기서, round는 반올림 연산을 뜻한다. 한 심볼에서의 디밍 해상도, 즉 밝기 조절 정도에 대한 경우의 수가 NT의 약수라면 반올림 연산이 필요없이 ND = TD/T*NT가 된다.
When a VPPM symbol is sampled on a clock with a frequency N T / T Hz that is N T times higher than one VPPM symbol frequency 1 / T Hz, one symbol of VPPM is composed of N T samples. Therefore, the number N D of samples of the VPPM pulse width associated with brightness is round (T D / T * N T ). Where round is the rounding operation. If the number of dimming resolutions in one symbol, i.e., the degree of brightness adjustment, is a divisor of N T , N D = T D / T * N T without rounding operation.

도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 VPPM 파형의 복조 개념도이다.7 is a conceptual diagram illustrating demodulation of a VPPM waveform according to an embodiment of the present invention.

VPPM 변조는 기본적으로 펄스의 심볼 내 위치에 전송 데이터를 실어 보내는 방식이기 때문에, 수신 펄스 에너지가 수신 심볼의 앞부분에서 검출되는지, 뒷부분에서 검출되는지를 판별하여 송신기로부터 전송된 데이터를 검출할 수 있다. Since the VPPM modulation basically transmits the transmission data in the position of the pulse symbol, it is possible to detect the data transmitted from the transmitter by discriminating whether the reception pulse energy is detected at the front portion of the received symbol or at the rear portion thereof.

즉, 하나의 구간 T를 반으로 나누어 앞 구간을 제1 시간 구간이라 하고, 뒷 구간을 제2 시간 구간이라고 할 때, 수신 펄스 에너지가 제1 시간 구간에서 검출되는지 제2 시간 구간에서 검출되는지에 따라 해당 수신 심볼이 어떤 데이터를 나타내는지 판별할 수 있다.That is, when one period T is divided into half, a front section is referred to as a first time section and a rear section is referred to as a second time section, whether the received pulse energy is detected in the first time interval or in the second time interval Accordingly, it is possible to determine which data represents the received symbol.

해당 시간 구간에서의 펄스의 검출 여부는 펄스 에너지 검출 여부와 동일하므로, 앞 부분, 즉 제1 시간 구간에 대한 수신 신호 누적기 (Accumulator)와 뒷 부분, 즉 제2 시간 구간에 대한 수신 신호 누적기를 통해 이루어질 수 있다. 그 후 수신된 송신 신호의 검출 데이터 DVPPM_RX는 두 신호 누적기에 누적된 에너지 값들을 비교하여 판단될 수 있다. Since the detection of the pulse in the corresponding time interval is the same as the detection of the pulse energy, the reception signal accumulator for the first part, that is, the accumulator for the second time section, Lt; / RTI > The detection data D VPPM_RX of the received transmission signal can then be determined by comparing the energy values accumulated in the two signal accumulators.

즉, 제1 시간 구간에서 수신 신호를 누적한 제1 신호 누적기의 값과 제2 시간 구간에서 수신 신호를 누적한 제2 신호 누적기의 값을 비교하여, 제1 신호 누적기의 값이 크면 해당 심볼의 데이터는 "0"인 것으로 판단하고, 제2 신호 누적기의 값이 크면 해당 심볼의 데이터는 "1"인 것으로 판단한다. That is, the value of the first signal accumulator accumulating the received signal in the first time interval and the value of the second signal accumulator accumulating the received signal in the second time interval are compared. If the value of the first signal accumulator is large It is determined that the data of the corresponding symbol is "0 ", and when the value of the second signal accumulator is large, it is determined that the data of the corresponding symbol is" 1 ".

도 7에 나타난 복조 방법은 펄스 신호에 해당하는 에너지의 위치를 판별하여 수신 데이터를 검출하는 방식으로 펄스의 위치에 정보를 실어보내는 2-PPM 변조 신호에 대해서도 복조 가능한 방법이다. The demodulation method shown in FIG. 7 is a method capable of demodulating a 2-PPM modulated signal that transmits information at the position of a pulse by detecting the position of energy corresponding to the pulse signal and detecting received data.

하지만, VPPM 변조 신호는 2-PPM 변조 신호와 달리 디밍 제어 신호에 따라 펄스 폭이 가변된다. 이로 인해, 2-PPM 송수신에서는 일어나지 않는 수신 성능 저하 현상이 발생한다. However, unlike the 2-PPM modulated signal, the VPPM modulated signal has a variable pulse width according to the dimming control signal. As a result, reception performance deterioration that does not occur in 2-PPM transmission and reception occurs.

즉, 도 7로부터 확인할 수 있듯이, 심볼 길이의 50% 이상에 해당하는 디밍 제어 신호에서 "0"을 나타내는 심볼의 경우 펄스가 심볼의 앞부분뿐만 아니라 심볼 뒷부분까지 영향을 미치게 된다. 반대로, "1"을 나타내는 심볼의 경우 펄스가 심볼 뒷부분뿐만 아니라 심볼 앞부분에 영향을 미치게 된다. 다시 말해, 송신 데이터에 해당하지 않는 심볼 위치에 송신 데이터를 실은 펄스의 에너지가 수신되어 간섭을 일으킬 수 있다. 이러한 간섭 현상을 방지하기 위해서는 간섭이 일어날 수 있는 부분에서의 펄스 신호는 검출 과정에서 배제시킬 필요가 있다.
That is, as can be seen from FIG. 7, in the case of the symbol indicating "0" in the dimming control signal corresponding to 50% or more of the symbol length, the pulse affects not only the beginning part of the symbol but also the rear part of the symbol. Conversely, in the case of a symbol representing "1 ", the pulse affects not only the rear part of the symbol but also the front part of the symbol. In other words, the energy of the pulse containing the transmission data at the symbol position not corresponding to the transmission data may be received and cause interference. In order to prevent such an interference phenomenon, it is necessary to exclude a pulse signal at a portion where interference may occur in the detection process.

도 8은 간섭 완화를 위한 신호 누적 영역을 이용한 VPPM 복조 개념도이다. 8 is a conceptual diagram of VPPM demodulation using a signal accumulation region for interference mitigation.

도 8은 간섭이 발생 가능한 부분을 검출 과정에서 배제시키는 예를 도시한다. 도 8에 도시된 실시예에서는, 심볼의 앞부분과 뒷부분, 즉, 제1 시간 구간 및 제2 시간 구간 각각의 전체에서 펄스 에너지 검출을 수행하지 않고, 제1 시간 구간 중 특정 앞부분에만, 그리고 제2 시간 구간 중 특정 뒷부분에만 한정시켜 펄스 에너지 검출을 수행함으로써 간섭 발생을 배제시킬 수 있다. Fig. 8 shows an example in which the part where interference is generated is excluded in the detection process. In the embodiment shown in FIG. 8, pulse energy detection is not performed in all of the first and second portions of the symbol, that is, the first time interval and the second time interval, but only in a specific first portion of the first time interval, The occurrence of the interference can be excluded by performing the pulse energy detection only in a specific rear part of the time interval.

즉, 펄스에 대해 심볼의 앞, 뒤 구간에서 각각 동일한 폭을 갖는 신호 누적 영역을 설정하여 신호 복조시 간섭 배제 효과를 얻을 수 있다.
That is, by setting the signal accumulation regions having the same width in the front and rear sections of the symbol with respect to the pulse, it is possible to obtain an interference elimination effect in signal demodulation.

도 9는 복조를 위한 신호 누적 영역의 크기에 따른 신호 대 잡음비 변화를 나타내는 그래프이다.9 is a graph showing signal-to-noise ratio variation according to the size of a signal accumulation region for demodulation.

도 9는 샘플 신호에 대한 8 dB의 신호 대 잡음비 (SNR, Signal-to-Noise Ratio)에서 누적 영역을 설정한 VPPM 복조에 대한 비트 오류율 (BER, Bit-Error Rate) 성능 시뮬레이션 결과를 나타낸다. FIG. 9 shows a simulation result of bit error rate (BER) performance for VPPM demodulation in which a cumulative area is set in a signal-to-noise ratio (SNR) of 8 dB for a sample signal.

도 9에서, Ns는 펄스 에너지 검출을 위해 누적되는 수신 신호 샘플의 수이다. 그러므로, Ns가 심볼 당 샘플 수 NT의 절반인 경우(Ns = NT/2)는 도 7에 나타난 기본 복조 방법이 된다. 9, N s is the number of received signal samples accumulated for pulse energy detection. Therefore, when N s is half of the number of samples N T per symbol (N s = N T / 2), the basic demodulation method shown in Fig. 7 is obtained.

도 9의 그래프에서 일반적인 복조 방법의 경우(Ns = NT/2)에 50% 미만의 디밍 제어 값에서 BER 성능이 저하되는 것은 펄스의 폭이 작아 송신 신호의 에너지가 작기 때문이다. 하지만, 펄스 폭이 넓어 송신 신호의 에너지가 상대적으로 큰 50% 이상의 디밍 제어 값에서의 BER 성능이 저하되는 것은 심볼 앞, 뒤 시간 구역 사이에서 펄스 간섭이 발생하기 때문이다. In the graph of FIG. 9, in the case of a general demodulation method (N s = N T / 2), the BER performance decreases at a dimming control value of less than 50% because the pulse width is small and the transmission signal energy is small. However, the BER performance is degraded at a dimming control value of 50% or more because the pulse width is wide and the energy of the transmission signal is relatively large. This is because pulse interference occurs before and after the symbol.

디밍 제어값이 커지면 펄스 간섭이 더욱 커져 성능이 더 저하됨을 도 9로부터 확인할 수 있다. 또한, 50% 부근의 중간 디밍 제어값에서는 일반적인 복조 방법이 양호한 수신 성능을 보여주며, 작거나 큰 디밍 제어값에서는 특정 누적 영역을 설정한 복조 방법이 좋은 수신 성능을 가짐을 보여준다. It can be seen from FIG. 9 that as the dimming control value increases, the pulse interference further increases and the performance further degrades. Also, for the intermediate dimming control values around 50%, the general demodulation method shows good reception performance, and for smaller or larger dimming control values, the demodulation method that sets the specific accumulation area has good reception performance.

따라서, 최상의 VPPM 복조 성능은 수신 신호의 펄스 폭, 디밍 레벨에 따라 누적 영역이 가변되는 복조 방법(Ns = ND)을 통해 얻을 수 있다는 결론을 얻을 수 있다. Therefore, it can be concluded that the best VPPM demodulation performance can be obtained through a demodulation method (N s = N D ) in which the cumulative area varies depending on the pulse width and the dimming level of the received signal.

정리하자면, 도 9의 그래프로 나타낸 시뮬레이션을 통해 채널 잡음에 대해 VPPM 신호의 향상된 복조를 수행하기 위해서는 수신 신호의 펄스 폭, 즉 디밍 레벨 값의 추정이 먼저 이루어져야 함을 확인할 수 있다.
In summary, in order to perform the enhanced demodulation of the VPPM signal with respect to the channel noise through the simulation shown in the graph of FIG. 9, it can be confirmed that the pulse width of the received signal, that is, the dimming level value must be estimated first.

도 10은 본 발명의 바람직한 일 실시예에 따른 가시광 신호 처리 장치의 블록 구성도이다. 10 is a block diagram of a visible light signal processing apparatus according to a preferred embodiment of the present invention.

도 10에 도시된 가시광 신호 처리 장치는 크게 디밍 레벨 추정 모듈(100) 및 VPPM 복조 모듈(200)을 포함할 수 있고, 이를 통해 채널 잡음에 대한 VPPM 신호의 성능 향상을 얻을 수 있다. The visible light signal processing apparatus shown in FIG. 10 may include a dimming level estimation module 100 and a VPPM demodulation module 200, thereby improving the performance of the VPPM signal with respect to channel noise.

디밍 레벨 추정 모듈(100)은 VPPM 수신 신호로부터 추정된 디밍 레벨 값을 VPPM 복조 모듈(200)로 전달한다. VPPM 복조 모듈(200)은 추정된 디밍 레벨을 기반으로 도 8에 제시된 방식으로 누적 영역을 설정하여 VPPM 신호를 복조한다. The dimming level estimation module 100 transmits the estimated dimming level value from the VPPM reception signal to the VPPM demodulation module 200. The VPPM demodulation module 200 demodulates the VPPM signal by setting the accumulation area in the manner shown in FIG. 8 based on the estimated dimming level.

도 10에 나타낸 가시광 신호 처리 장치에서는 VPPM 복조 단계 이전에 디밍 레벨의 추정이 선행된다. 이러한 디밍 레벨 추정을 위해 본 발명에서는, VPPM 통신 방식에서의 디밍 레벨 및 신호 파형의 관계를 유도한다.In the visible light signal processing apparatus shown in Fig. 10, the estimation of the dimming level precedes the VPPM demodulation step. For this dimming level estimation, the present invention derives the relationship between the dimming level and the signal waveform in the VPPM communication system.

도 7 및 도 8을 통해 살펴본 바와 같이 VPPM 변복조 방식에서 디밍 레벨은 송수신 신호의 펄스 폭과 연관된다. 하지만, 디밍 레벨과 VPPM 신호 펄스 폭이 반드시 일대일로 대응되는 것은 아니다. 아래 도 11 및 12에서는, 디밍 레벨과 VPPM 신호 펄스 폭의 관계를 좀더 상세히 살펴보기로 한다.
7 and 8, the dimming level in the VPPM modulation / demodulation scheme is related to the pulse width of the transmission / reception signal. However, the dimming level and the VPPM signal pulse width do not always correspond one-to-one. 11 and 12, the relationship between the dimming level and the VPPM signal pulse width will be described in more detail.

도 11은 VPPM 수신 신호 파형 및 복조 데이터의 관계의 일 예를 도시한다.11 shows an example of the relationship between the VPPM received signal waveform and demodulated data.

도 11은 50% 디밍에서의 VPPM 수신 신호 파형과 그로부터 복조된 VPPM 복조 데이터의 파형을 보여준다. 도 11로부터 VPPM 수신 신호의 펄스 폭은 2가지 형태가 있음을 확인할 수 있다.
11 shows waveforms of VPPM received signal waveforms at 50% dimming and demodulated VPPM demodulated data therefrom. It can be seen from Fig. 11 that there are two types of pulse widths of the VPPM reception signal.

도 12는 송신 데이터 패턴에 따른 VPPM 신호 파형의 여러 예를 도시한다.12 shows various examples of the VPPM signal waveform according to the transmission data pattern.

디밍 레벨은 앞서 도 6을 통해 살펴본 바와 같이 펄스 샘플 수 ND 로도 표현될 수 있고, 도 12의 (a), (b), (c), (d)는 각각 송신 데이터 "00", "01", "10", "11"에 대한 VPPM 신호 파형을 나타낸다. The dimming level can be expressed by the number of pulse samples N D as described above with reference to FIG. 6, and FIGS. 12A, 12B, 12C and 12D show transmission data "00"Quot;,"10"," 11 "

도 12의 (a), (b), (d)의 경우, 디밍 레벨은 신호 펄스 폭과 비례하여 ND가 된다. 하지만, 도 12의 (c)의 경우에는 주기가 변경되는 지점에서 펄스가 이어져, 심볼의 펄스가 2개 연속하게 나오게 되고, 결과적으로 신호 펄스 폭이 디밍 레벨 ND의 2배가 된다. 본 발명에서는, VPPM 신호 펄스 폭이 ND와 2ND의 2가지 경우가 있을 수 있음을 이용해, VPPM 신호 펄스 폭으로부터 디밍 레벨을 유도할 수 있다. 12 (a), 12 (b) and 12 (d), the dimming level becomes N D in proportion to the signal pulse width. However, in the case of (c) of FIG. 12, pulses are connected at the point where the period is changed, and two pulse of the symbol are consecutively output, resulting in the signal pulse width being twice the dimming level N D. In the present invention, it is possible to derive the dimming level from the VPPM signal pulse width by taking advantage of the fact that there are two cases of the VPPM signal pulse widths N D and 2N D.

본 발명은, VPPM 수신 신호의 펄스 폭으로부터 VPPM 디밍 레벨을 추정하기 위해 우선 연속된 신호 펄스의 폭을 추정하는 방법을 포함한다. 아래 도 13 및 도 14를 통해 샘플링 및 신호 펄스 폭의 관계 및 신호 펄스 폭 추정 방법을 살펴본다.
The present invention includes a method of estimating the width of consecutive signal pulses in order to estimate the VPPM dimming level from the pulse width of the VPPM received signal. A relationship between the sampling and the signal pulse width and a method of estimating the signal pulse width will be described with reference to FIG. 13 and FIG.

도 13은 샘플링과 신호 펄스 폭과의 관계를 나타낸다.13 shows the relationship between the sampling and the signal pulse width.

도 13에서 S(nTs)는 수신 신호를, Ts는 샘플링 주기를, STH는 펄스 레벨이 하이(High) 레벨인지, 로우(Low) 레벨인지를 구별하기 위한 경계값(Threshold Value)이다. 13, S (nT s ) is a received signal, T s is a sampling period, and S TH is a threshold value for discriminating whether a pulse level is a high level or a low level .

도 13에 도시된 신호의 경우, 초기 시간 값부터 일정 시간 동안 Low 레벨을 유지하다 2Ts부터 7Ts까지의 샘플에서는 펄스가 High 레벨로 변경되고, 다시 8Ts부터는 Low 레벨이다. 따라서, 도 13에 도시된 신호의 펄스 폭은 시간 상으로는 6Ts가 되고 샘플 수로는 '6'개가 된다. In the case of the signal shown in FIG. 13, the pulse is maintained at the low level for a predetermined time from the initial time value, and the pulse is changed to the high level in the samples from 2T s to 7T s , and again from the 8T s . Therefore, the pulse width of the signal shown in FIG. 13 is 6T s in time, and the number of samples is '6'.

도 13의 신호 및 신호 샘플을 통해 살펴본 바와 같이, 펄스 폭을 추정하기 위해서는 먼저 현재 수신 신호 S(nTs)가 경계값 STH와 비교하여 현재 샘플에서의 펄스 레벨 Sn이 High 레벨인지, Low 레벨인지를 판별하는 단계와 이전 샘플에서의 펄스 레벨 Sn-1를 저장하는 단계가 필요하다. 현재 신호 레벨을 경계값 STH와 비교, 판별 후 펄스 레벨 Sn이 High 레벨이라면 임시 펄스 폭 PWtmp를 '1'만큼 증가시킨다. 이 동작은, 도 13의 신호인 경우, 2Ts부터 7Ts 까지의 샘플에 해당한다. 13, in order to estimate the pulse width, the current received signal S (nT s ) is compared with the boundary value S TH to determine whether the pulse level S n in the current sample is High level or Low Level and a step of storing the pulse level S n-1 in the previous sample are necessary. The current signal level is compared with the boundary value S TH, and if the pulse level S n is High level after the discrimination, the temporary pulse width PW tmp is increased by '1'. This operation corresponds to a sample from 2T s to 7T s in the case of the signal of Fig.

현재 신호 레벨을 경계값 STH와 비교, 판별 후 펄스 레벨 Sn이 Low 상태이고 이전 샘플에서의 펄스 레벨 Sn-1이 High 레벨이면 임시 펄스 폭 PWtmp를 추정 펄스 폭 PWest에 저장하면서 임시 펄스 폭 PWtmp를 '0'으로 리셋한다. 이 동작은, 도 13의 신호인 경우, 8Ts 의 샘플에 해당한다. If the current signal level is compared with the boundary value S TH and the pulse level S n is Low and the pulse level S n-1 in the previous sample is High level, the temporary pulse width PW tmp is stored in the estimated pulse width PW est , The pulse width PW tmp is reset to '0'. This operation corresponds to a sample of 8T s in the case of the signal of Fig.

현재 샘플에서의 펄스 레벨 Sn과 이전 샘플에서의 펄스 레벨 Sn-1이 모두 Low 레벨이면 임시 펄스 폭 PWtmp를 '0'으로 리셋하고, 추정 펄스 폭 PWest의 값은 유지한다. 이 동작은, 도 13의 신호인 경우, 9Ts 의 샘플에 해당한다. If the pulse level S n in the current sample and the pulse level S n-1 in the previous sample are both low, the temporary pulse width PW tmp is reset to '0', and the value of the estimated pulse width PW est is maintained. This operation corresponds to a sample of 9T s in the case of the signal of Fig.

이러한 과정을 통해 연속된 신호의 펄스 폭 PWest을 추정할 수 있다.
Through this process, the pulse width PW est of the continuous signal can be estimated.

도 14는 본 발명의 일 실시예에 따른 VPPM 신호 복조 방법의 동작 순서도이다. 14 is a flowchart illustrating an operation of the VPPM signal demodulation method according to an embodiment of the present invention.

구체적으로, 도 14는 VPPM 복조와 관련된 연속된 신호의 펄스 폭 PWest을 추정하는 과정에 관한 신호 흐름도이다. Specifically, FIG. 14 is a signal flow diagram for a process of estimating the pulse width PW est of a continuous signal related to VPPM demodulation.

도 14에서 S(nTs)는 현재 샘플에서의 수신 신호를, S((n-1)Ts)는 이전 샘플에서의 수신 신호를 나타내며, STH는 "0" 또는 "1" 판단을 위한 임계값이다. 또한, PWest는 연속된 신호의 펄스 폭이고 PWtmp는 펄스폭 추정을 위한 변수 값이다. The received signal at the current sample S (nT s) in FIG. 14, S ((n-1 ) T s) represents the received signal at the previous sample, S TH is "0" or "1" for the judgment Lt; / RTI > Also, PW est is the pulse width of the continuous signal, and PW tmp is a variable value for pulse width estimation.

도 14에 도시된 펄스 폭 추정 방법을 살펴보면, 우선 동작 초기에 PWest 및 PWtmp는 초기 값 0으로 설정된다(S1410). Referring to the pulse width estimation method shown in FIG. 14, PW est and PW tmp are initially set to zero at the beginning of operation (S 1410).

펄스 폭을 추정하기 위해서는 먼저 현재 수신 신호 S(nTs)를 경계값 STH와 비교하여 현재 샘플에서의 펄스 레벨 Sn이 High 레벨인지, Low 레벨인지를 판별한다(S1411).In order to estimate the pulse width, first, the current received signal S (nT s ) is compared with the boundary value S TH to determine whether the pulse level S n in the current sample is a high level or a low level (S1411).

이전 샘플에서의 펄스 레벨 Sn-1를 저장하는 단계가 필요하다. 현재 신호 레벨을 경계값 STH 와 비교, 판별한 결과 펄스 레벨 Sn이 High 레벨이라면 임시 펄스 폭 PWtmp를 '1'만큼 증가시킨다(S1412). It is necessary to store the pulse level S n-1 in the previous sample. If it is determined that the current signal level is compared with the boundary value S TH and the pulse level S n is High level, the temporary pulse width PW tmp is increased by '1' (S1412).

반면, 현재 신호 레벨을 임계치 STH와 비교, 판단한 결과 펄스 레벨 Sn이 Low 상태이면, 이전 샘플에서의 펄스 레벨 Sn-1을 임계치 STH와 비교한다(S1420). 이전 샘플에서의 펄스 레벨 Sn-1 이 High 레벨이면 이는 연속하는 펄스가 종료되었음을 의미하므로, 임시 펄스 폭 PWtmp를 추정 펄스 폭 PWest에 저장하고, 임시 펄스 폭에 대한 변수 PWtmp를 '0'으로 리셋한다(S1422). On the other hand, if the current signal level is compared with the threshold S TH and the pulse level S n is low, the pulse level S n-1 in the previous sample is compared with the threshold S TH (S1420). If the pulse level S n-1 in the previous sample is at the High level, it means that the continuous pulse is ended. Therefore, the temporary pulse width PW tmp is stored in the estimated pulse width PW est and the variable PW tmp for the temporary pulse width is set to '0 '(S1422).

한편, 현재 샘플에서의 펄스 레벨 Sn과 이전 샘플에서의 펄스 레벨 Sn-1이 모두 Low 레벨이면 임시 펄스 폭 PWtmp를 '0'으로 리셋하고, 추정 펄스 폭 PWest의 값은 유지한다(S1430). On the other hand, if the pulse level S n in the current sample and the pulse level S n-1 in the previous sample are both low, the temporary pulse width PW tmp is reset to '0', and the value of the estimated pulse width PW est is maintained S1430).

도 14의 S1410 내지 S1430의 추정 방법을 통해 연속된 신호의 펄스 폭 PWest 를 추정할 수 있다. 도 14에 제시된 방법을 통해 수신된 신호의 펄스 폭이 추정된다면, 데이터 패턴에 따라 도 12에 도시된 바와 같은 ND와 2ND의 두 가지 펄스 폭 유형이 측정될 수 있다.The pulse width PW est of the continuous signal can be estimated through the estimation method of S1410 to S1430 in Fig. If the pulse width of the received signal is estimated through the method shown in FIG. 14, two types of pulse widths, N D and 2N D , as shown in FIG. 12 can be measured according to the data pattern.

이후, 평균 연산을 통해 PWest에서의 잡음을 억제하고(S1440), 추정된 PWest 에 기반하여 VPPM 신호를 복조한다(S1450). 여기서, 평균 연산은 두 가지 형태의 펄스 폭 값들로부터 디밍 레벨 ND를, 채널 잡음의 영향으로부터 강건하게 추정하기 위해 수행된다.Thereafter, noise in PW est is suppressed through an average operation (S1440), and the VPPM signal is demodulated based on the estimated PW est (S1450). Here, the averaging operation is performed to estimate the dimming level N D from the two types of pulse width values robustly from the influence of the channel noise.

마지막으로 가시광 신호의 하나의 연속되는 펄스의 수신이 종료되었는지 체크하고(S1460), 종료되지 않은 경우는 단계 1411로 돌아가 상술한 S1411 내지 S1460의 절차를 반복한다.
Finally, it is checked whether the reception of one continuous pulse of the visible light signal is terminated (S1460). If not completed, the process returns to the step 1411 and the above-described procedures of S1411 to S1460 are repeated.

도 15는 펄스 폭 추정과 평균 연산에 기반한 디밍 레벨 추정 모듈의 세부 블록도를 보여준다. Figure 15 shows a detailed block diagram of a dimming level estimation module based on pulse width estimation and averaging.

도 15에 도시된 본 발명의 일 실시예에 따른 디밍 레벨 추정 모듈(100)은 펄스폭 추정부(110), 복수의 심볼 구간 동안의 평균 펄스 폭을 산출하는 제1 평균 연산부(120), 제1 평균기의 출력과 현재 펄스 폭을 비교하는 비교기(130), 비교 결과 현재 펄스 폭이 상기 평균 펄스 폭 이상인지 여부에 따라 현재 펄스의 유형을 판단하는 펄스 유형 판단부(140), 상기 펄스의 유형에 따라 디밍 레벨을 산출하는 디밍 레벨 연산부(150)를 포함한다. A dimming level estimation module 100 according to an embodiment of the present invention shown in FIG. 15 includes a pulse width estimator 110, a first average calculator 120 for calculating an average pulse width during a plurality of symbol intervals, A pulse type determination unit 140 for determining the type of the current pulse according to whether the current pulse width is equal to or greater than the average pulse width, And a dimming level calculator 150 for calculating a dimming level according to the type.

디밍 레벨 연산부(150)는, 제2 평균 연산부(151), 및 제3 평균 연산부(152)를 포함하고, 덧셈기, 승산기 등을 추가로 포함할 수 있다. The dimming level calculator 150 includes a second average calculator 151 and a third average calculator 152, and may further include an adder, a multiplier, and the like.

도 15의 실시예에서는 총 3개의 평균 연산부가 사용되고 있으며, 도 15에서 Avg(

Figure pat00001
)는 평균 연산을 나타낸다. In the embodiment of FIG. 15, a total of three average calculation units are used. In FIG. 15, Avg
Figure pat00001
) Represents an averaging operation.

펄스 폭 추정부(110)의 동작과 관련하여서는 도 13 및 14를 통해 상세히 설명하였으므로, 그 세부사항에 대한 설명은 생략한다. Since the operation of the pulse width estimator 110 has been described in detail with reference to FIGS. 13 and 14, a detailed description thereof will be omitted.

제1 평균 연산부(120)는, 펄스 폭 추정부(110)로부터 출력되는 추정된 펄스 폭 PWest을 이용해 디밍 레벨을 검출하기 위해, 다수 심볼 구간 동안 추정된 펄스 폭 PWest에 대해 평균 연산을 수행하여 출력한다. 이 때, 제1 평균 연산부(120)가 출력하는 평균 펄스 폭 값 Avg(PWest)은 ND와 2ND 사이의 값이 된다. A first average calculation unit 120, a pulse width estimation by taking the pulse width PW est estimated output from the unit 110 to perform an averaging operation on, the pulse width PW est estimates for multiple symbol periods to detect the dimming level And outputs it. At this time, the average pulse width value Avg (PW est ) output from the first average operation unit 120 becomes a value between N D and 2N D.

비교기(130)는 펄스 폭 추정부(110)가 출력하는 값과 제1 평균 연산부(120)가 출력하는 값을 비교한다. 즉, 비교기(130)는 현재 추정된 펄스 폭 값 PWest를 다수 심볼 구간 동안 평균낸 평균 펄스 폭 값 Avg(PWest)과 비교한다. The comparator 130 compares the value output by the pulse width estimator 110 with the value output by the first mean calculator 120. That is, the comparator 130 compares the currently estimated pulse width value PW est with the average pulse width value Avg (PW est ) averaged over a plurality of symbol periods.

비교기(130)의 비교 결과는 펄스의 유형을 판단하는 디먹스(Demux)(140)로 입력된다. 디먹스(140)는 비교기(130)가 출력하는 비교 결과와 펄스 폭 추정부(110)이 출력하는 추정된 현재 펄스 폭을 수신하여, 현재 추정된 펄스 폭 값 PWest에 대해 ND 연산 라인과 2ND 연산 라인 중 하나를 선택해 현재 추정된 펄스 폭 값 PWest을 전송한다. The comparison result of the comparator 130 is input to a demux 140 that determines the type of pulse. The demultiplexer 140 receives the comparison result output from the comparator 130 and the estimated current pulse width output from the pulse width estimator 110 and outputs the estimated pulse width PW est to the N D calculation line And selects one of the 2N D operation lines to transmit the currently estimated pulse width value PW est .

다시 말해 디먹스(140)는, 현재 추정된 펄스 폭 값 PWest 이 평균 펄스 폭 값 Avg(PWest)보다 크거나 같을 경우, 잡음이 섞인 펄스의 펄스 폭에 대한 값 PWest은 2ND에 가까운 값으로 판단하여 PWest을 2ND에 관한 연산이 수행되는 라인으로 보낸다. 반대의 경우, 즉 현재 추정된 펄스 폭 값 PWest 이 평균 펄스 폭 값 Avg(PWest)보다 작은 경우에는 PWest을 ND에 관한 연산이 수행되는 라인으로 보낸다. In other words, when the currently estimated pulse width value PW est is equal to or greater than the average pulse width value Avg (PW est ), the demultiplexer 140 determines that the value PW est for the pulse width of the noise mixed pulse is close to 2N D Value, and sends PW est to the line on which the operation on 2N D is performed. In the opposite case, that is, if the currently estimated pulse width value PW est is smaller than the average pulse width value Avg (PW est ), PW est is sent to the line on which the operation on N D is performed.

디먹스의 두 개의 출력 라인 즉, ND 연산 라인과 2ND 연산 라인은 각각 제2 평균 연산부(151) 및 제3 평균 연산부(152)로 입력된다. 즉, 채널 잡음 영향을 억압하기 위해 ND 연산 라인과 2ND 연산 라인에 대해 각각 평균 연산이 수행된다.The two output lines of the demux, that is, the N D operation line and the 2N D operation line, are input to the second average operation unit 151 and the third average operation unit 152, respectively. That is, an average operation is performed on the N D operation line and the 2N D operation line, respectively, to suppress the channel noise effect.

2ND 연산 라인에 대한 평균을 수행하는 제3 평균 연산부(152)의 출력에 대해서는 1/2이 곱해지고, 이후 제2 평균 연산부(151)의 출력과 합산된다. ND 연산 라인에 대한 평균 값 및 2ND 연산 라인에 대한 평균의 1/2 값의 합산에 대해서는 다시 1/2이 곱해져 최종적으로 추정된 디밍 레벨 값을 획득할 수 있다.
Is multiplied by 1/2 with respect to the output of the third average arithmetic operation unit 152 that performs an average with respect to the 2N D arithmetic operation line, and is then added to the output of the second average arithmetic operation unit 151. [ The sum of the average value for the N D computation line and the 1/2 value of the average for the 2N D computation line is again multiplied by 1/2 to obtain the final estimated dimming level value.

도 16은 본 발명의 일 실시예에 따른 가시광 신호 처리 방법의 동작 순서를 나타낸다. 16 shows an operation procedure of a visible light signal processing method according to an embodiment of the present invention.

도 16에 나타낸 본 발명의 일 실시예에 따른 가시광 신호 처리 방법은, 적어도 하나의 펄스를 포함하는 가시광 신호를 수신하는 단계(S1610), 가시광 신호의 펄스 폭을 추정하는 단계(S1620), 추정된 펄스 폭에 대해 평균 연산을 수행하여 추정 펄스 폭에서의 잡음을 억제하는 단계(S1630), 평균 추정 펄스 폭을 이용해 가시광 신호의 디밍 레벨을 추정하는 단계(S1640), 추정된 디밍 레벨을 이용해 가시광 신호를 복조하는 단계(S1650)를 포함할 수 있다. The method of processing a visible light signal according to an embodiment of the present invention as shown in FIG. 16 includes receiving a visible light signal including at least one pulse (S1610), estimating a pulse width of a visible light signal (S1620) (S1630) suppressing noise in the estimated pulse width by performing an average operation on the pulse width, estimating a dimming level of the visible light signal using the average estimated pulse width (S1640), and estimating the dimming level of the visible light signal (Step S1650).

여기서, 가시광 신호의 펄스 폭을 추정하는 단계(S1620)는, 펄스에 대해 주기적인 샘플링을 수행하는 단계, 기 설정된 임계치 이상의 값을 갖는 연속하는 샘플의 개수를 산출하는 단계 및 임계치 이상의 값을 갖는 연속하는 샘플의 개수에 따라 펄스 폭을 결정하는 단계를 포함할 수 있다. The step S1620 of estimating the pulse width of the visible light signal includes periodically sampling the pulses, calculating the number of consecutive samples having a value greater than or equal to a preset threshold value, And determining the pulse width according to the number of samples to be processed.

또한, 평균 추정 펄스 폭을 이용해 가시광 신호의 디밍 레벨을 추정하는 단계(S1640)는, 적어도 하나의 제1 유형 펄스의 펄스 폭 및 적어도 하나의 제2 유형 펄스의 펄스 폭 각각에 대해 평균 연산을 수행하는 단계, 제2 유형 펄스의 평균 값에 대해 1/2을 곱하고, 제1 유형 펄스의 평균 값과 합산하는 단계, 및 상기 합산된 값에 대해 1/2을 곱하여 디밍 레벨을 결정하는 단계를 포함할 수 있다. The step (S1640) of estimating the dimming level of the visible light signal using the average estimated pulse width may be performed by performing an average operation on each of the pulse width of at least one first type pulse and the pulse width of at least one second type pulse Multiplying the average value of the second type pulses by one half and summing with the average value of the first type pulses and multiplying the summed value by 1/2 to determine the dimming level can do.

한편, 가시광 신호를 복조하는 단계(S1650)는, 상기 가시광 신호 주기 내 펄스의 위치에 따라 상기 가시광 신호가 포함하는 정보를 획득하는 단계를 포함할 수 있다.
Meanwhile, the step of demodulating the visible light signal (S1650) may include obtaining information included in the visible light signal according to the position of the pulse in the visible light signal period.

이상 설명한 본 발명의 실시예들을 통해 채널 잡음에 강건하게 VPPM 신호의 디밍 레벨을 추정할 수 있고, 추정된 디밍 레벨은 VPPM 복조에 활용되어 VPPM 무선 수신의 성능을 향상시킬 수 있다.
With the embodiments of the present invention described above, it is possible to estimate the dimming level of the VPPM signal robustly to the channel noise, and the estimated dimming level can be utilized in the VPPM demodulation to improve the performance of the VPPM radio reception.

이상 실시예를 참조하여 설명하였지만, 해당 기술 분야의 숙련된 당업자는 하기의 특허 청구의 범위에 기재된 본 발명의 사상 및 영역으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명을 다양하게 수정 및 변경시킬 수 있음을 이해할 수 있을 것이다.It will be understood by those skilled in the art that various changes in form and details may be made therein without departing from the spirit and scope of the invention as defined in the appended claims. It will be possible.

100: 디밍 레벨 추정 모듈(100) 110: 펄스 폭 추정부
120: 제1 평균 연산부 130: 비교기
140: 펄스 유형 판단부(Demux) 150: 디밍 레벨 연산부
151: 제2 평균 연산부 152: 제3 평균 연산부
200: VPPM 복조 모듈
100: Dimming level estimation module (100) 110: Pulse width estimation part
120: first average calculating unit 130: comparator
140: pulse type determining unit (Demux) 150: dimming level calculating unit
151: second average operation unit 152: third average operation unit
200: VPPM demodulation module

Claims (20)

적어도 하나의 펄스를 포함하는 가시광 신호를 수신하는 단계;
상기 가시광 신호의 펄스 폭을 추정하는 단계;
상기 추정된 펄스 폭을 이용해 상기 가시광 신호의 디밍 레벨을 추정하는 단계; 및
상기 추정된 디밍 레벨을 이용해 상기 가시광 신호를 복조하는 단계를 포함하는 가시광 신호 처리 방법.
Receiving a visible light signal including at least one pulse;
Estimating a pulse width of the visible light signal;
Estimating a dimming level of the visible light signal using the estimated pulse width; And
And demodulating the visible light signal using the estimated dimming level.
청구항 1에 있어서,
상기 추정된 펄스 폭에 대해 평균 연산을 수행하여 추정 펄스 폭에서의 잡음을 억제하는 단계를 더 포함하는, 가시광 신호 처리 방법.
The method according to claim 1,
And performing an averaging operation on the estimated pulse width to suppress noise in the estimated pulse width.
청구항 1에 있어서,
상기 펄스의 유형은 제1 펄스 폭을 갖는 펄스 또는 제2 펄스 폭을 갖는 펄스를 포함하는, 가시광 신호 처리 방법.
The method according to claim 1,
Wherein the type of pulse comprises a pulse having a first pulse width or a pulse having a second pulse width.
청구항 3에 있어서,
상기 제2 펄스 폭은 상기 제1 펄스 폭의 2배인, 가시광 신호 처리 방법.
The method of claim 3,
Wherein the second pulse width is twice the first pulse width.
청구항 4에 있어서,
상기 디밍 레벨을 산출하는 단계는,
적어도 하나의 제1 유형 펄스의 펄스 폭 및 적어도 하나의 제2 유형 펄스의 펄스 폭 각각에 대해 평균 연산을 수행하는 단계;
제2 유형 펄스의 평균 값에 대해 1/2을 곱하고, 제1 유형 펄스의 평균 값과 합산하는 단계; 및
상기 합산된 값에 대해 1/2을 곱하여 디밍 레벨을 결정하는 단계를 포함하는, 가시광 신호 처리 방법.
The method of claim 4,
The step of calculating the dimming level includes:
Performing an average operation on the pulse width of at least one first type pulse and the pulse width of at least one second type pulse, respectively;
Multiplying the average value of the second type pulses by one half, and summing with the average value of the first type pulses; And
And multiplying the summed value by 1/2 to determine a dimming level.
청구항 1에 있어서,
상기 가시광 신호를 복조하는 단계는,
상기 가시광 신호 주기 내 펄스의 위치에 따라 상기 가시광 신호가 포함하는 정보를 획득하는 단계를 포함하는, 가시광 신호 처리 방법.
The method according to claim 1,
Wherein the step of demodulating the visible light signal comprises:
And acquiring information included in the visible light signal according to a position of the pulse in the visible light signal period.
청구항 1에 있어서,
상기 가시광 신호의 펄스 폭을 추정하는 단계는,
펄스에 대해 주기적인 샘플링을 수행하는 단계;
기 설정된 임계치 이상의 값을 갖는 연속하는 샘플의 개수를 산출하는 단계; 및
상기 임계치 이상의 값을 갖는 연속하는 샘플의 개수에 따라 펄스 폭을 결정하는 단계를 포함하는, 가시광 신호 처리 방법.
The method according to claim 1,
Wherein the step of estimating the pulse width of the visible light signal comprises:
Performing periodic sampling on the pulse;
Calculating a number of consecutive samples having a value equal to or larger than a preset threshold value; And
And determining a pulse width according to the number of consecutive samples having a value equal to or larger than the threshold value.
적어도 하나의 펄스를 포함하는 가시광 신호를 수신하는 단계;
상기 가시광 신호의 펄스 폭을 추정하는 단계; 및
상기 추정된 펄스 폭을 이용해 상기 가시광 신호의 디밍 레벨을 결정하는 단계를 포함하는 디밍 레벨 추정 방법.
Receiving a visible light signal including at least one pulse;
Estimating a pulse width of the visible light signal; And
And determining a dimming level of the visible light signal using the estimated pulse width.
청구항 8에 있어서,
상기 가시광 신호의 디밍 레벨을 추정하는 단계는,
현재 펄스 폭을 복수의 심볼 구간 동안의 평균 펄스 폭과 비교하는 단계;
현재 펄스 폭이 상기 평균 펄스 폭 이상인지 여부에 따라 현재 펄스의 유형을 판단하는 단계; 및
상기 펄스의 유형에 따라 디밍 레벨을 산출하는 단계를 포함하는, 디밍 레벨 추정 방법.
The method of claim 8,
Wherein the step of estimating the dimming level of the visible light signal comprises:
Comparing the current pulse width to an average pulse width for a plurality of symbol periods;
Determining a type of a current pulse according to whether the current pulse width is equal to or greater than the average pulse width; And
And calculating a dimming level according to the type of the pulse.
청구항 8에 있어서,
상기 펄스의 유형은 제1 펄스 폭을 갖는 펄스 또는 제2 펄스 폭을 갖는 펄스를 포함하는, 디밍 레벨 추정 방법.
The method of claim 8,
Wherein the type of pulse comprises a pulse having a first pulse width or a pulse having a second pulse width.
청구항 10에 있어서,
상기 제2 펄스 폭은 상기 제1 펄스 폭의 2배인, 디밍 레벨 추정 방법.
The method of claim 10,
Wherein the second pulse width is twice the first pulse width.
청구항 11에 있어서,
상기 디밍 레벨을 산출하는 단계는,
적어도 하나의 제1 유형 펄스의 펄스 폭 및 적어도 하나의 제2 유형 펄스의 펄스 폭 각각에 대해 평균 연산을 수행하는 단계;
제2 유형 펄스의 평균 값에 대해 1/2을 곱하고, 제1 유형 펄스의 평균 값과 합산하는 단계; 및
상기 합산된 값에 대해 1/2을 곱하여 디밍 레벨을 결정하는 단계를 포함하는, 디밍 레벨 추정 방법.
The method of claim 11,
The step of calculating the dimming level includes:
Performing an average operation on the pulse width of at least one first type pulse and the pulse width of at least one second type pulse, respectively;
Multiplying the average value of the second type pulses by one half, and summing with the average value of the first type pulses; And
And multiplying the summed value by 1/2 to determine a dimming level.
적어도 하나의 펄스를 포함하는 가시광 신호를 수신하여, 수신한 가시광 신호의 펄스 폭을 추정하고, 상기 추정된 펄스 폭을 이용해 상기 가시광 신호의 디밍 레벨을 추정하는 디밍 레벨 추정 모듈; 및
상기 추정된 디밍 레벨을 이용해 상기 가시광 신호를 복조하는 복조 모듈을 포함하는, 가시광 신호 처리 장치.
A dimming level estimating module that receives a visible light signal including at least one pulse and estimates a pulse width of the received visible light signal and estimates a dimming level of the visible light signal using the estimated pulse width; And
And a demodulation module for demodulating the visible light signal using the estimated dimming level.
청구항 13에 있어서,
상기 디밍 레벨 추정 모듈은,
상기 펄스에 대해 주기적인 샘플링을 수행하고, 기 설정된 임계치 이상의 값을 갖는 연속하는 샘플의 개수를 산출하여, 상기 임계치 이상의 값을 갖는 연속하는 샘플의 개수에 따라 상기 가시광 신호의 펄스 폭을 추정하는 펄스 폭 추정부를 포함하는, 가시광 신호 처리 장치.
14. The method of claim 13,
Wherein the dimming level estimating module comprises:
A pulse for estimating a pulse width of the visible light signal in accordance with the number of consecutive samples having a value equal to or larger than the threshold value, the method comprising the steps of: periodically sampling the pulse, calculating a number of consecutive samples having a value equal to or larger than a predetermined threshold, And a width estimation unit.
청구항 13에 있어서,
상기 디밍 레벨 추정 모듈은,
복수의 심볼 구간 동안의 평균 펄스 폭을 산출하는 제1 평균 연산기;
상기 제1 평균 연산기의 출력과 현재 펄스 폭을 비교하는 비교기;
상기 비교 결과 현재 펄스 폭이 상기 평균 펄스 폭 이상인지 여부에 따라 현재 펄스의 유형을 판단하는 펄스 유형 판단부; 및
상기 펄스의 유형에 따라 디밍 레벨을 산출하는 디밍 레벨 연산부를 포함하는, 가시광 신호 처리 장치.
14. The method of claim 13,
Wherein the dimming level estimating module comprises:
A first average calculator for calculating an average pulse width for a plurality of symbol periods;
A comparator for comparing an output of the first averaging operator with a current pulse width;
A pulse type determining unit for determining a type of a current pulse according to whether the current pulse width is equal to or greater than the average pulse width; And
And a dimming level calculating section for calculating a dimming level according to the type of the pulse.
청구항 15에 있어서,
상기 펄스 유형은 상기 펄스의 유형은 제1 펄스 폭을 갖는 펄스 또는 제2 펄스 폭을 갖는 펄스를 포함하는, 가시광 신호 처리 장치.
16. The method of claim 15,
Wherein the type of pulse comprises a pulse having a first pulse width or a pulse having a second pulse width.
청구항 16에 있어서,
상기 제2 펄스 폭은 상기 제1 펄스 폭의 2배인, 가시광 신호 처리 장치.
18. The method of claim 16,
Wherein the second pulse width is twice the first pulse width.
청구항 17에 있어서,
상기 디밍 레벨 연산부는,
적어도 하나의 제1 유형 펄스의 펄스 폭 및 적어도 하나의 제2 유형 펄스의 펄스 폭 각각에 대해 평균 연산을 수행하고, 제2 유형 펄스의 평균 값에 대해 1/2을 곱하여 제1 유형 펄스의 평균 값과 합산하며, 상기 합산된 값에 대해 1/2을 곱하여 디밍 레벨을 결정하는, 가시광 신호 처리 장치.
18. The method of claim 17,
Wherein the dimming level calculating unit comprises:
An average operation is performed for each of the pulse width of the at least one first type pulse and the pulse width of at least one second type pulse, and an average of the first type pulses is calculated by multiplying the average value of the second type pulses by 1/2, And determines the dimming level by multiplying the summed value by 1/2.
청구항 13에 있어서,
상기 복조 모듈은,
상기 가시광 신호 주기 내 펄스의 위치에 따라 상기 가시광 신호가 포함하는 정보를 획득하는, 가시광 신호 처리 장치.
14. The method of claim 13,
The demodulation module comprises:
And acquires information included in the visible light signal according to a position of the pulse in the visible light signal period.
청구항 13에 있어서,
상기 가시광 신호는 주기 내 펄스의 폭에 따라 조명의 밝기에 대한 디밍 레벨이 제어되는, 가시광 신호 처리 장치.
14. The method of claim 13,
Wherein the visible light signal is controlled in dimming level with respect to the brightness of the illumination in accordance with the width of the pulse within the period.
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