KR20170058731A - 가시광의 디밍 제어를 통한 수중 통신 장치 - Google Patents
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Abstract
본 발명은 가시광의 디밍 제어를 통한 수중 통신 장치에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 LED 점멸 상태의 디밍(dimming) 제어를 통한 가시광 무선 통신을 이용하여 수중 무선 통신을 수행하는 가시광의 디밍 제어를 통한 수중 통신 장치에 있어서, 데이터 신호를 입력받아 광 신호로 변조하고, 발광 다이오드(LED, Light-Emitting Diode)의 디밍(dimming) 제어를 통해서 광 신호를 전송하는 송신부(100) 및 상기 송신부(100)로부터 전송받은 광 신호를 포토 디텍터(Photo Detector)를 통해서 수신하며, 상기 광 신호를 데이터 신호로 복조하여 출력하는 수신부(200)를 포함하는 것을 특징으로 하며, 상기 송신부(100)는 수중에서, 기설정된 밝기값(dimmer)에 따른 발광 다이오드의 디밍 제어하여 점멸 상태를 제어하여 무선 통신을 수행하는 것을 특징으로 하는 가시광의 디밍 제어를 통한 수중 통신 장치에 관한 것이다.
Description
본 발명은 가시광의 디밍 제어를 통한 수중 통신 장치에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 디밍(dimming) 제어가 가능한 가시광 통신(VLC, Visible Light Communication)을 이용하여 수중에서 다이버 간 또는 수중에 위치하고 있는 다이버와 선상 사이에 무선으로 의사 전달 및 정보 전달을 수행할 수 있는 수중 통신을 가능하게 하는 가시광의 디밍 제어를 통한 수중 통신 장치에 관한 것이다.
수중 무선 통신으로는 수중에 있는 어류를 확인하는 어군탐지기, 해저 및 암초의 모양을 조사하는 측심의, 군사용으로 잠수함 등의 스크루 소리를 탐지하는 소나, 초단파펄스에 따른 반사파를 이용하여 선박이나 암초의 존재를 조사하는 액티브 소나 등이 있다. 최근에는 초음파를 이용하여 수중 무선 통신을 수행하는 방법도 개발되고 있다.
무선 통신에 널리 이용되는 전파의 경우, 수중에서 산란 및 흡수되는 성질이 있어 수중에서는 적합하기 않기 때문에, 수중에서는 초음파를 사용하여 무선 통신을 수행하는 것이 일반적이다.
그렇지만, 초음파는 전달 속도가 느려 시간 지연이 크고, 대역폭이 좁아 데이터 전송률이 낮은 문제점이 있다.
국내 공개 특허 제2010-0031445호(공개일자 2010.03.22., 이하 '선행문헌 1')에서는 수중 무선 통신을 수행하는 통신 장치를 개시하고 있으며, 초음파 신호를 입력받아 전송 가능하도록 변조한 변조 구간 및 변조 구간의 전단 또는 후단에 보호 구간을 삽입하여 전송 심볼을 생성하는 변조기와, 초음파 신호를 증폭하는 증폭기, 초음파 신호를 수중 채널을 이용하여 송수신하는 초음파 센서 및 수중 채널을 코딩하기 위한 채널 코딩부, 변조 신호를 원래 신호로 복조하기 위한 복조기를 개시하고 있다.
상기 선행문헌 1은 수중에서 일어날 수 있는 다중 경로에 따른 신호간섭을 최소화하여 정보 전송의 효율성을 높이면서, 수중 무선 통신에서 전송효율을 개선할 수 있는 수중 환경을 고려하여 초음파 신호의 송수신에 따른 오류를 최소화하여 정보를 효율적으로 전송하고, 통신의 신뢰도를 향상시키는 것을 목적으로 하고 있다.
그렇지만, 초음파 신호를 이용하기 때문에, 상술한 바와 같이, 통신의 대역폭이 좁아 데이터 전송률이 낮은 문제점을 그대로 포함하고 있으며, 초음파 센서 및 채널 코딩부와 같은 고가의 장비를 포함하고 있어 장비 구현에 많은 비용이 발생하는 문제점이 있다.
더불어, 보안이 불가능한 초음파 통신 방식으로 인해 도청의 위험을 고스란히 포함하고 있다.
이에 반면에, 본 발명의 가시광의 디밍 제어를 통한 수중 통신 장치는 디밍 제어가 가능한 가시광 통신을 이용하여 수중 통신을 수행할 수 있다.
가시광 무선 통신(VLC, Visible Light Communication)이란, 조명 장치, 즉, 발광 다이오드(LED, Light-Emitting Diode)의 전기를 빛으로 바꾸는 성질을 이용하여, 상기 발광 다이오드 중 가시광선의 파장을 이용하는 발광 다이오드를 통신 분야에 적용하여, 발광 다이오드 본연의 조명 기능은 그대로 유지하면서도, 통신을 할 수 있는 것을 의미한다.
다시 말하자면, LED 조명 장치에서 발생하는 빛, 즉, 가시광을 이용하여 데이터를 무선으로 송수신하는 통신 시스템이다. 인간이 눈으로 인지할 수 있는 가시광 파장 대역의 빛을 이용하여 무선으로 정보를 전달하는 무선 통신 기술이다. 이러한 가시광 무선 통신 기술은 가시광 파장 대역(780nm~380nm)의 빛을 이용한다는 측면에서 기존의 유선 광통신 기술 및 적외선 무선 통신과 구별되며, 통신 환경이 무선이라는 측면에서 유선 광통신 기술과 구별된다.
또한, 가시광 무선 통신 기술은 현재 널리 사용하고 있는 RF(Response Frequency) 무선 통신과 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 동시에 얻을 수 있다는 융합 기술로서의 특징을 가지고 있다.
본 발명은 상기한 바와 같은 종래 기술의 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로, 본 발명의 목적은 디밍(dimming) 제어가 가능한 가시광 통신(VLC, Visible Light Communication)을 이용하여 수중에서 다이버 간 또는 수중에 위치하고 있는 다이버와 선상 사이에 무선으로 의사 전달 및 정보 전달을 수행할 수 있는 수중 통신을 가능하게 하는 가시광의 디밍 제어를 통한 수중 통신 장치를 제공하는 것이다.
본 발명의 일 실시예에 따른 가시광의 디밍 제어를 통한 수중 통신 장치는, LED 점멸 상태의 디밍(dimming) 제어를 통한 가시광 무선 통신을 이용하여 수중 무선 통신을 수행하는 가시광의 디밍 제어를 통한 수중 통신 장치에 있어서, 데이터 신호를 입력받아 광 신호로 변조하고, 발광 다이오드(LED, Light-Emitting Diode)의 디밍(dimming) 제어를 통해서 광 신호를 전송하는 송신부(100) 및 상기 송신부(100)로부터 전송받은 광 신호를 포토 디텍터(Photo Detector)를 통해서 수신하며, 상기 광 신호를 데이터 신호로 복조하여 출력하는 수신부(200)를 포함하는 것을 특징으로 하며, 상기 송신부(100)는 수중에서, 기설정된 밝기값(dimmer)에 따른 발광 다이오드의 디밍 제어하여 점멸 상태를 제어하여 무선 통신을 수행하는 것을 특징으로 한다.
이 때, 상기 가시광의 디밍 제어를 통한 수중 통신 장치는 상기 송신부(100)와 수신부(200)로 동작 전원을 공급하는 전원 공급부(300)를 더 포함하는 것을 특징으로 하며,
상기 송신부(100), 수신부(200) 및 전원 공급부(300)가 내부에 수용되는 방수 하우징(400)를 더 포함하는 것을 특징으로 한다.
상세하게는, 상기 송신부(100)는 적어도 하나의 발광 다이오드(LED)를 포함하여 구성되며, 외부로부터 전달을 위한 아날로그 또는 디지털 신호를 입력받는 입력 수단(110), 상기 입력 수단(110)에 아날로그 신호가 입력될 경우, 디지털 신호로 변환하는 제 1 코드 변환부(120), 상기 입력 수단(110)에 입력된 디지털 신호 또는 상기 코드 변환부(120)에서 변환한 디지털 신호에 데이터 프레임(data frame)을 생성하며, 디지털 신호의 오류를 검출하고, 암호화 코드를 삽입하는 데이터 변조부(130) 및 상기 데이터 변조부(130)에서 변조한 디지털 신호를 전기 신호로 변환하고, 전기 신호를 광 신호로 변환하여, 상기 발광 다이오드의 디밍 제어를 통해 점멸 상태를 제어하여 광 신호를 방출하는 발광 제어부(140)를 포함하는 것을 특징으로 한다.
더불어, 상기 수신부(200)는 적어도 하나의 포토 디텍터(PD)를 포함하여 구성되며, 상기 송신부(100)로부터 전달되는 광 신호를 전기 신호상기 포토 디텍터를 이용하여 전달받아, 전기 신호로 변환하는 가시광 수광부(210), 상기 가시광 수광부(210)에서 변환한 전기 신호를 증폭하고, 디지털 신호로 복원하는 신호 복원부(220), 상기 신호 복원부(220)에서 복원한 디지털 신호를 복조하여 디지털 신호의 데이터 프레임의 이상 유무를 확인하는 데이터 복조부(230), 상기 데이터 복조부(230)에서 복조된 디지털 신호를 출력 가능한 아날로그 신호로 변환하는 제 2 코드 변환부(240) 및 상기 제 2 코드 변환부(240)에서 변환한 아날로그 신호를 전달받아 출력하는 출력 수단(250)를 포함하는 것을 특징으로 한다.
상기와 같은 구성에 의한 본 발명의 가시광의 디밍 제어를 통한 수중 통신 장치는 디밍(dimming) 제어가 가능한 발광 다이오드(LED, Light-Emitting Diode)에 의한 가시광 통신(VLC, Visible Light Communication)을 이용하여 수중에서 다이버 간 또는 수중에 위치하고 있는 다이버와 선상 사이에 무선으로 의사 전달 및 정보 전달이 가능한 수중 무선 통신을 수행할 수 있는 장점이 있다.
즉, 본 발명의 가시광의 디밍 제어를 통한 수중 통신 장치는 외부 스위치를 이용하여 미리 설정된 밝기값(dimmer)에 따라, 데이터 프레임의 총 길이에 의해 LED의 점멸 상태를 제어하여, LED 밝기값 효율의 30%, 50% 또는 70%로 조절하여 수중에서 가시광 통신을 통한 무선 통신을 수행할 수 있는 장점이 있다.
더불어, 별도의 추가적인 투자 없이 친환경적 조명인 LED의 가시광을 이용하여 수중에서 무선 통신을 수행하기 때문에, 보안성이 뛰어나며 데이터의 전송 속도가 빠르며 저가로 장비를 구현할 수 있는 장점이 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 가시광의 디밍 제어를 통한 수중 통신 장치를 나타낸 도면이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 가시광의 디밍 제어를 통한 수중 통신 장치의 송신부(100)를 나타낸 도면이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 가시광의 디밍 제어를 통한 수중 통신 장치의 수신부(200)를 나타낸 도면이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 가시광의 디밍 제어를 통한 수중 통신 장치의 송신부(100)를 나타낸 도면이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 가시광의 디밍 제어를 통한 수중 통신 장치의 수신부(200)를 나타낸 도면이다.
이하 첨부한 도면들을 참조하여 본 발명의 가시광의 디밍 제어를 통한 수중 통신 장치를 상세히 설명한다. 다음에 소개되는 도면들은 당업자에게 본 발명의 사상이 충분히 전달될 수 있도록 하기 위해 예로서 제공되는 것이다. 따라서, 본 발명은 이하 제시되는 도면들에 한정되지 않고 다른 형태로 구체화될 수도 있다. 또한, 명세서 전반에 걸쳐서 동일한 참조번호들은 동일한 구성요소들을 나타낸다.
이때, 사용되는 기술 용어 및 과학 용어에 있어서 다른 정의가 없다면, 이 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 통상적으로 이해하고 있는 의미를 가지며, 하기의 설명 및 첨부 도면에서 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있는 공지 기능 및 구성에 대한 설명은 생략한다.
가시광 무선 통신(VLC, Visible Light Communication)이란, 조명 장치, 즉, 발광 다이오드(LED, Light-Emitting Diode)의 전기를 빛으로 바꾸는 성질을 이용하여, 상기 발광 다이오드 중 가시광선의 파장을 이용하는 발광 다이오드를 통신 분야에 적용하여, 발광 다이오드 본연의 조명 기능은 그대로 유지하면서도, 통신을 할 수 있는 것을 의미한다.
다시 말하자면, LED 조명 장치에서 발생하는 빛, 즉, 가시광을 이용하여 데이터를 무선으로 송수신하는 통신 시스템이다. 인간이 눈으로 인지할 수 있는 가시광 파장 대역의 빛을 이용하여 무선으로 정보를 전달하는 무선 통신 기술이다. 이러한 가시광 무선 통신 기술은 눈에 보이지 않는 속도로 LED를 점멸시켜 데이터를 보내는 방식으로 가시광 파장 대역(780nm~380nm)의 빛을 이용한다는 측면에서 기존의 유선 광통신 기술 및 적외선 무선 통신과 구별되며, 통신 환경이 무선이라는 측면에서 유선 광통신 기술과 구별된다.
또한, 가시광 무선 통신 기술은 현재 널리 사용하고 있는 RF(Response Frequency) 무선 통신과 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 동시에 얻을 수 있다는 융합 기술로서의 특징을 가지고 있다.
이러한 가시광 무선 통신 기술은 자유 공간 광학(FSO, Free Space Optic) 기술로서, LOS(Line-of-Sight) 상에 설치된 두 기기들 사이의 데이터를 송수신하기 위한 자유공간에서의 전파되는 빛을 이용하는 광통신 기술이다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 가시광의 디밍 제어를 통한 수중 통신 장치에 대해 도시한 도면이다. 도 1을 참조로 하여 본 발명의 일 실시예에 따른 가시광의 디밍 제어를 통한 수중 통신 장치에 대해 상세히 설명한다.
본 발명의 일 실시예에 따른 가시광의 디밍 제어를 통한 수중 통신 장치는 도 1에 도시된 바와 같이, 송신부(100)와 수신부(200)를 포함하여 구성될 수 있으며, 상기 송신부(100)에 포함되어 있는 LED의 점멸 상태의 디밍 제어를 통한 가시광 무선 통신을 이용하여 수중 무선 통신을 수행할 수 있다.
즉, 본 발명의 가시광의 디밍 제어를 통한 수중 통신 장치는 외부 스위치를 이용하여 미리 설정된 밝기값(dimmer)에 따라, 데이터 프레임의 총 길이에 의해 LED의 점멸 상태를 제어하여, LED 밝기값 효율을 조절하여 수중에서 가시광 통신을 통한 무선 통신을 수행할 수 있는 장점이 있다.
이러한 본 발명의 가시광의 디밍 제어를 통한 수중 통신 장치는 일 실시예로 스킨 스쿠버 장비 중 산소마스크에 상기 송신부(100)로 데이터 신호를 입력하는 입력 수단이 구비될 수 있으며, 상기 수신부(200)의 출력 수단으로 스킨 스쿠버 장비 중 물안경의 단면과 연결될 수 있으나, 좀 더 다양한 위치로도 연결이 가능하다.
본 발명의 가시광의 디밍 제어를 통한 수중 통신 장치는 상기 송신부(100)와 수신부(200)로 동작을 위한 전원을 공급하는 전원 공급부(300)를 더 포함할 수 있으며, 수중에서 사용이 용이하도록 상기 송신부(100), 수신부(200) 및 전원 공급부(300)가 내부에 수용되는 방수 하우징(400)을 더 포함하는 것이 바람직하다.
각 구성에 대해서 자세히 알아보자면,
상기 송신부(100)는 수중에서, 데이터 신호를 입력받아 광 신호로 변조하고, 발광 다이오드의 디밍 제어를 통해서 광 신호를 전송할 수 있다.
상기 송신부(100)는 수중에서, 외부 스위치를 이용하여 미리 설정(선택)된 밝기값(dimmer)에 따른 LED의 밝기값 효율의 조절을 통해, 발광 다이오드의 점멸 상태를 제어하여 광 신호를 전송함으로써, 수중 무선 통신을 수행할 수 있다.
상기 송신부(100)는 상술한 바와 같이, 적어도 하나의 발광 다이오드를 포함하여 구성될 수 있으며, 도 2에 도시된 바와 같이, 입력 수단(110), 제 1 코드 변환부(120), 데이터 변조부(130) 및 발광 제어부(140)를 포함하여 구성될 수 있다.
상기 입력 수단(110)은 수중에서, 외부로부터 전달을 위한 아날로그 또는 디지털 신호를 입력받을 수 있다. 상기 입력 수단(110)은 마이크 등을 통한 음성 아날로그 신호를 입력받거나, 장치 간 통신을 위한 연결 단자 인터페이스 등을 통한 디지털 신호를 입력받을 수 있다. 그렇지만, 이에 한정하지 않고 좀 더 다양한 신호를 입력할 수 있는 장치로 적용이 가능하다.
상기 제 1 코드 변환부(120)는 상기 입력 수단(110)으로 아날로그 신호가 입력될 경우, 디지털 신호로 변환할 수 있다. 즉, 입력 신호가 아날로그 신호인지 디지털 신호인지 판단하여, 아날로그 신호일 경우, 데이터 프레임 생성을 위한 디지털 변환을 수행할 수 있다.
연속적인 시간과 진폭을 가지고 있는 상기 음성 아날로그 신호를 디지털 신호로 변조할 수 있으며, 일반적으로, 표본화(Sampling), 양자화(Quantizing) 및 부호화(Encoding)를 통해서 아날로그 신호를 디지털 신호로 변조할 수 있다.
상기 표본화는 연속적인 신호 파형의 아날로그 신호를 일정 시간 간격으로 검출하는 단계이며, 상기 양자화는 상기 표본화를 통해서 검출된 PAM 신호를 유한개의 부호에 대한 값으로 조정하는 단계이다. 상기 부호화는 양자화된 디지털 신호 펄스의 진폭 크기를 2진수로 표시하는 단계이다. 이러한 상기 표본화, 양자화 및 부호화 과정을 통해서, 상기 음성 아날로그 신호를 상기 디지털 신호로 변조할 수 있다.
상기 데이터 변조부(130)는 상기 입력 수단(100)에 입력된 디지털 신호 또는, 상기 제 1 코드 변환부(120)에서 변환한 디지털 신호에 대한 데이터 프레임(data frame)을 생성하며, 디지털 신호의 오류를 검출하고, 암호화 코드를 삽입할 수 있다.
상기 데이터 변조부(130)는 디지털 신호에 디지털 신호의 오류를 검출하는 코드 및 기타 암호화 코드를 삽입하는 데이터 프레임을 생성할 수 있다. 이를 통해서, 아날로그 신호에서 디지털 신호로 변조하는 과정에서 발생할 수 있는 오류를 검출할 수 있으며, 암호화 코드를 삽입할 수 있다.
상세하게는, 상기 데이터 변조부(130)는 Manchester-OOK 변조를 수행하여 프리엠블 신호, 데이터, CRC 코드로 구성되는 데이터 프레임을 생성할 수 있으며, 프리엠블 신호(Preamble signal)는 데이터 패킷 앞부분에 위치하며, 디지털 신호에 대한 단순 정보와 같은 패턴(idle pattern)으로 단지 LED 조명을 밝히는 역할을 수행하고 패킷의 시작을 의미한다.
CRC 코드는 무선 채널을 통해 데이터를 전송할 때, 전송된 데이터에 에러가 발생했는지 확인하기 위해 체크값으로 삽입하는 것이 바람직하다.
상기 발광 제어부(140)는 상기 데이터 변조부(130)에서 변조한 디지털 신호를 전기 신호로 변환하고, 전기 신호를 광 신호로 변환하여, 상기 발광 다이오드의 디밍 제어를 통해 점멸 상태를 제어하여 광 신호를 방출할 수 있다.
상기 발광 제어부(140)는 외부 스위치를 이용하여 미리 설정(선택)된 밝기값(dimmer)에 따라, 무효 패턴을 선택하여 생성하고, 상기 데이터 변조부(130)에서 생성한 데이터 프레임의 총 길이에서 LED의 점멸 상태를 이용하여 LED 밝기값 효율의 30%, 50% 또는 70%를 조절하여 디밍 제어를 수행할 수 있다. 또한, 데이터 입력이 없더라도 데이터를 제외한 무효패턴을 통해 LED의 점멸 상태를 제어하는 것이 바람직하다.
상세하게는, 상기 발광 제어부(140)는 외부 스위치를 이용하여 미리 설정(선택)된 밝기값에 따라, 발광 다이오드의 점멸 상태를 제어할 수 있다. 눈에 보이지 않는 속도로 발광 다이오드의 점멸 상태를 제어하여, LED 밝기값 효율의 30%, 50% 또는 70%로 조절할 수 있어, 수중에서 가시광 통신을 통한 무선 통신을 수행할 수 있다. 더불어,
상기 수신부(200)는 수중에서, 상기 송신부(100)로부터 전송받은 광 신호를 포토 디텍터(PD, Photo Detector)를 통해서 수신하며, 이 때, 광 신호는 발광 다이오드의 점멸 상태를 의미하며, 상기 광 신호를 데이터 신호로 복조하여 출력할 수 있다.
상기 수신부(200)는 상술한 바와 같이, 적어도 하나의 포토 디텍터를 포함하여 구성될 수 있으며, 도 3에 도시된 바와 같이, 가시광 수광부(210), 신호 복원부(220), 데이터 복조부(230), 제 2 코드 변환부(240) 및 출력 수단(250)를 포함하여 구성될 수 있다.
상기 가시광 수광부(210)는 상기 송신부(100)로부터 전달되는 광 신호를 상기 포토 디텍터를 이용하여 전달받아, 상기 포토 디텍터를 통해서 전달받은 광 신호를 전기 신호로 변환할 수 있다. 이 때, 상기 포토 디텍터를 통해서, 전달받은 광 신호는 상기 송신부(100)의 발광 다이오드와 마찬가지로, 가시광 파장 대역의 빛을 감지할 수 있으며, 이용되는 가시광 파장 대역은 780nm~380nm 범위가 바람직하다.
상기 신호 복원부(220)는 상기 가시광 수광부(210)에서 변환한 전기 신호를 증폭하고, 디지털 신호로 복원할 수 있다.
상기 신호 복원부(220)는 미약한 전기 신호를 증폭하고, 신호를 디지트하도록 reshaping하여 디지털 신호로 복원할 수 있다.
상기 데이터 복조부(230)는 상기 신호 복원부(220)에서 복원한 디지털 신호를 복조하여 디지털 신호의 데이터 프레임의 이상 유무를 확인할 수 있다. 즉, 오류를 검출할 수 있다.
상기 데이터 복조부(230)는 수신된 데이터 프레임의 포함되어 있는 프리엠블 신호의 상관관계를 이용하고, Manchester-OOK 복조를 수행하여 데이터를 검출할 수 있다. 더불어, CRC 코드의 오류 검출을 통해 데이터 프레임에 에러가 발생했는지를 확인할 수 있다.
상기 제 2 코드 변환부(240)는 상기 데이터 복조부(230)에서 복조된 디지털 신호를 출력 가능한 아날로그 신호로 변환할 수 있다.
즉, 상기 제 2 코드 변환부(240)는 복조된 디지털 신호를 상기 출력 수단(250)에서 출력할 수 있는 신호로 변환할 수 있다.
상기 제 2 코드 변환부(240)는 복호화(Decoding)와 여파화(Filtering)를 통해서, 디지털 신호를 아날로그 신호로 변환할 수 있다. 상기 복호화는 디지털 신호를 PAM 즉, 표본화에 의해 검출됐을 당시의 신호로 되돌리는 단계를 의미하며, 상기 여파화는 상기 PAM 신호를 원리 입력 신호인 아날로그 신호로 복원할 수 있다.
상기 출력 수단(250)은 수중에서, 상기 제 2 코드 변환부(240)에서 변환한 아날로그 신호를 전달받아 출력할 수 있다.
상기 출력 수단(250)은 수신된 신호에 맞게 출력할 수 있으며, 음성 아날로그 신호일 경우 스피커로 출력할 수 있으며, 장치 간 통신을 위한 연결 단자 인터페이스 등을 통한 디지털 신호를 출력할 수도 있다. 그렇지만, 이에 한정하지 않고 좀 더 다양한 신호를 입력할 수 있는 장치로 적용이 가능하다.
즉, 다시 말하자면, 본 발명의 일 실시예에 따른 가시광의 디밍 제어를 통한 수중 통신 장치는 LED의 점멸 상태를 디밍 제어하여 수중 무선 통신을 수행함으로써, 친환경적이면서도 저가의 비용으로 수중 무선 통신 장치를 구현할 수 있는 장점이 있다.
이상과 같이 본 발명에서는 구체적인 구성 소자 등과 같은 특정 사항들과 한정된 실시예 도면에 의해 설명되었으나 이는 본발명의 보다 전반적인 이해를 돕기 위해서 제공된 것 일 뿐, 본 발명은 상기의 일 실시예에 한정되는 것이 아니며, 본 발명이 속하는 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 이러한 기재로부터 다양한 수정 및 변형이 가능하다.
따라서, 본 발명의 사상은 설명된 실시예에 국한되어 정해져서는 아니 되며, 후술하는 특허 청구 범위뿐 아니라 이 특허 청구 범위와 균등하거나 등가적 변형이 있는 모든 것들은 본 발명 사상의 범주에 속한다고 할 것이다.
100 : 송신부
110 : 입력 수단 120 : 제 1 코드 변환부
130 : 데이터 변조부 140 : 발광 제어부
200 : 수신부
210 : 가시광 수광부 220 : 신호 복원부
230 : 데이터 복조부 240 : 제 1 코드 변환부
250 : 출력 수단
300 : 전원 공급부
400 : 방수 하우징
110 : 입력 수단 120 : 제 1 코드 변환부
130 : 데이터 변조부 140 : 발광 제어부
200 : 수신부
210 : 가시광 수광부 220 : 신호 복원부
230 : 데이터 복조부 240 : 제 1 코드 변환부
250 : 출력 수단
300 : 전원 공급부
400 : 방수 하우징
Claims (5)
- LED 점멸 상태의 디밍(dimming) 제어를 통한 가시광 무선 통신을 이용하여 수중 무선 통신을 수행하는 가시광의 디밍 제어를 통한 수중 통신 장치에 있어서,
데이터 신호를 입력받아 광 신호로 변조하고, 발광 다이오드(LED, Light-Emitting Diode)의 디밍(dimming) 제어를 통해서 광 신호를 전송하는 송신부(100); 및
상기 송신부(100)로부터 전송받은 광 신호를 포토 디텍터(Photo Detector)를 통해서 수신하며, 상기 광 신호를 데이터 신호로 복조하여 출력하는 수신부(200);
를 포함하는 것을 특징으로 하며,
상기 송신부(100)는
수중에서, 기설정된 밝기값(dimmer)에 따른 발광 다이오드의 디밍 제어하여 점멸 상태를 제어하여 무선 통신을 수행하는 것을 특징으로 하는 가시광의 디밍 제어를 통한 수중 통신 장치.
- 제 1항에 있어서,
상기 가시광의 디밍 제어를 통한 수중 통신 장치는
상기 송신부(100)와 수신부(200)로 동작 전원을 공급하는 전원 공급부(300);
를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 가시광의 디밍 제어를 통한 수중 통신 장치.
- 제 2항에 있어서,
상기 가시광의 디밍 제어를 통한 수중 통신 장치는
상기 송신부(100), 수신부(200) 및 전원 공급부(300)가 내부에 수용되는 방수 하우징(400);
를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 가시광의 디밍 제어를 통한 수중 통신 장치.
- 제 1항에 있어서,
상기 송신부(100)는
적어도 하나의 발광 다이오드(LED)를 포함하여 구성되며,
외부로부터 전달을 위한 아날로그 또는 디지털 신호를 입력받는 입력 수단(110);
상기 입력 수단(110)에 아날로그 신호가 입력될 경우, 디지털 신호로 변환하는 제 1 코드 변환부(120);
상기 입력 수단(110)에 입력된 디지털 신호 또는 상기 코드 변환부(120)에서 변환한 디지털 신호에 데이터 프레임(data frame)을 생성하며, 디지털 신호의 오류를 검출하고, 암호화 코드를 삽입하는 데이터 변조부(130); 및
상기 데이터 변조부(130)에서 변조한 디지털 신호를 전기 신호로 변환하고, 전기 신호를 광 신호로 변환하여, 상기 발광 다이오드의 디밍 제어를 통해 점멸 상태를 제어하여 광 신호를 방출하는 발광 제어부(140);
를 포함하는 것을 특징으로 하는 가시광의 디밍 제어를 통한 수중 통신 장치.
- 제 1항에 있어서,
상기 수신부(200)는
적어도 하나의 포토 디텍터(PD)를 포함하여 구성되며,
상기 송신부(100)로부터 전달되는 광 신호를 전기 신호상기 포토 디텍터를 이용하여 전달받아, 전기 신호로 변환하는 가시광 수광부(210);
상기 가시광 수광부(210)에서 변환한 전기 신호를 증폭하고, 디지털 신호로 복원하는 신호 복원부(220);
상기 신호 복원부(220)에서 복원한 디지털 신호를 복조하여 디지털 신호의 데이터 프레임의 이상 유무를 확인하는 데이터 복조부(230);
상기 데이터 복조부(230)에서 복조된 디지털 신호를 출력 가능한 아날로그 신호로 변환하는 제 2 코드 변환부(240); 및
상기 제 2 코드 변환부(240)에서 변환한 아날로그 신호를 전달받아 출력하는 출력 수단(250);
를 포함하는 것을 특징으로 하는 가시광의 디밍 제어를 통한 수중 통신 장치.
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