KR20170087363A

KR20170087363A - Visible light communication apparatus based on frequency division multiplex

Info

Publication number: KR20170087363A
Application number: KR1020160007281A
Authority: KR
Inventors: 김대호; 장일순; 성정식; 강태규; 김유진; 김현석; 박성희; 전지훈
Original assignee: 한국전자통신연구원
Priority date: 2016-01-20
Filing date: 2016-01-20
Publication date: 2017-07-28

Abstract

본 발명은 주파수분할다중화 기반의 가시광통신 기술에 관한 것으로, 본 발명의 일 실시 예에 따른 주파수분할다중화 기반의 가시광통신 장치는, 입력된 데이터를 전송 가능한 형태의 데이터셋으로 변환하는 처리부; 복수의 데이터셋 각각을 이용하여 복수의 부반송파 각각을 변조하는 변조부; 및 변조된 복수의 부반송파 각각을 송신하는 복수의 가시광통신 송신 모듈을 포함하는 전송부를 포함한다. The present invention relates to a frequency division multiplexing based visible light communication technology, and a frequency division multiplexing based visible light communication device according to an embodiment of the present invention includes a processing unit for converting input data into a data set capable of being transmitted; A modulator for modulating each of a plurality of subcarriers using each of the plurality of data sets; And a transmitter including a plurality of visible light communication transmission modules each transmitting a plurality of modulated subcarriers.

Description

TECHNICAL FIELD [0001] The present invention relates to a VISIBLE LIGHT COMMUNICATION APPARATUS BASED ON FREQUENCY DIVISION MULTIPLEX

본 발명은 가시광통신에 관한 것으로서, 구체적으로는 주파수분할다중화(FDM, FREQUENCY DIVISION MULTIPLEX) 기반의 가시광통신에 관한 것이다. BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to visible light communication, and more particularly, to visible light communication based on Frequency Division Multiplex (FDM).

가시광선이란 전자기파 중에서 사람의 눈에 보이는 범위의 파장을 가지는 광선으로 파장으로는 380nm~780nm에 해당한다. 가시광선 내에서는 파장에 따른 성질의 변화가 각각 색깔로 나타나며 빨간색으로부터 보라색으로 갈수록 파장이 짧아진다.. 가시광 무선통신은 이러한 가시영역의 파장(380nm ~ 780nm) 을 이용하는 무선통신 기술로서, IEEE 802.15 WPAN (Wireless Personal Area Network)에서 Study Group으로 표준화가 진행 중이며, 국내에서는 한국정보통신기술협회(TTA)에서 가시광 무선통신 실무반이 운영 중이다. A visible ray is an electromagnetic wave having a wavelength within the visible range of the human eye, which corresponds to a wavelength of 380 nm to 780 nm. In the visible light, the changes in the properties according to the wavelength are represented by the respective colors, and the wavelength becomes shorter as it goes from red to violet. Visible light wireless communication is a wireless communication technology using the wavelength of visible light (380 nm to 780 nm) (Wireless Personal Area Network) to Study Group. In Korea, Korea Telecommunication Technology Association (TTA) is working on practical wireless communication.

본 발명의 목적은 주파수분할다중화 기반의 가시광통신 기술을 제공하는 것이다.It is an object of the present invention to provide a visible light communication technique based on frequency division multiplexing.

본 발명의 일 측면에 따르면, 주파수분할다중화 기반의 가시광통신 장치에 있어서, 입력된 데이터를 전송 가능한 형태의 데이터셋으로 변환하는 처리부; 복수의 데이터셋 각각을 이용하여 복수의 부반송파 각각을 변조하는 변조부; 및 변조된 복수의 부반송파 각각을 송신하는 복수의 가시광통신 송신 모듈을 포함하는 전송부를 포함하는 가시광통신 장치가 제공된다.According to an aspect of the present invention, there is provided a visible light communication apparatus based on frequency division multiplexing, comprising: a processing unit for converting input data into a data set capable of being transmitted; A modulator for modulating each of a plurality of subcarriers using each of the plurality of data sets; And a transmitter including a plurality of visible light communication transmission modules for transmitting the plurality of modulated sub-carriers, respectively.

본 발명의 실시예에 따르면 주파수분활다중화 기반의 가시광 통신이 가능하게 된다. According to the embodiment of the present invention, visible light communication based on frequency division multiplexing becomes possible.

도 1은 일반적인 주파수분할다중화 통신 장치의 블록도이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 직교주파수분할다중화 기반의 가시광 통신 장치의 블록도이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 딜레이 조정부가 포함된 가시광통신 송신 장치의 블록도이다.
도 4 및 도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 색 주파수분할다중화 방식의 가시광통신을 설명하기 위한 도면이다.
도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 주파수분할다중화 기반의 가시광통신 방법의 흐름도이다.1 is a block diagram of a conventional frequency division multiplexing communication apparatus.
2 is a block diagram of an orthogonal frequency division multiplexing based visible light communication apparatus according to an embodiment of the present invention.
3 is a block diagram of a visible light communication transmitting apparatus including a delay adjusting unit according to an embodiment of the present invention.
4 and 5 are views for explaining visible light communication in a color frequency division multiplexing method according to an embodiment of the present invention.
6 is a flowchart of a frequency division multiplexing based visible light communication 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 이를 상세한 설명을 통해 상세히 설명하고자 한다. 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. 본 발명을 설명함에 있어서, 관련된 공지 기술에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우 그 상세한 설명을 생략한다. 또한, 본 명세서 및 청구항에서 사용되는 단수 표현은, 달리 언급하지 않는 한 일반적으로 "하나 이상"을 의미하는 것으로 해석되어야 한다.While the present invention has been described in connection with certain exemplary embodiments, it is to be understood that the invention is not limited to the disclosed embodiments, but, on the contrary, is intended to cover various modifications and similarities. 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. DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS Hereinafter, the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings. In addition, the singular phrases used in the present specification and claims should be interpreted generally to mean "one or more " unless otherwise stated.

이하, 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부도면을 참조하여 상세히 설명하기로 하며, 첨부 도면을 참조하여 설명함에 있어, 동일하거나 대응하는 구성 요소는 동일한 도면번호를 부여하고 이에 대한 중복되는 설명은 생략하기로 한다.DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings, wherein like reference numerals refer to like or corresponding components throughout. .

주파수분할다중화 기반의 가시광통신기술이 개시된다. 이하, 본 발명의 이해를 돕기 위해, 주파수분할다중화의 일종인 직교주파수분할다중화를 예로서, 설명한다. 또한, 본 발명에서 제안하는 주파수분할다중화 기반의 가시광통신기술과 일반적인 주파수분할다중화 통신기술의 차이점을 명확히 하기 위해, 일반적인 주파수분할다중화 통신기술을 먼저 소개한다.A frequency division multiplexing based visible light communication technique is disclosed. Hereinafter, for the purpose of facilitating understanding of the present invention, an orthogonal frequency division multiplexing, which is a type of frequency division multiplexing, will be described as an example. In order to clarify the difference between the frequency division multiplexing-based visible light communication technology and the general frequency division multiplexing communication technology proposed in the present invention, a general frequency division multiplexing communication technology will be introduced first.

주파수분할다중화는 하나의 회선을 다수의 주파수 대역으로 분할하여 이용하는 방식으로, 그 중에서 직교 주파수분할다중화(Orthogonal frequency-division multiplexing, OFDM)는 다중 반송파(multiple carrier frequencies)를 이용하여 디지털 데이터를 인코딩하는 방식이다. 직교 주파수분할다중화는 직교 부호화 주파수 분할 다중 방식(Coded OFDM) 및 DMT(discrete multi-tone modulation)와 근본적으로 동일하며, 디지털 다중 반송파 변조 방식(digital multi-carrier modulation method)으로 쓰이는 주파수 분할 다중화(frequency-division multiplexing, FDM)의 한 방법론이다. 직교 주파수분할다중화에서는 여러 개의 병렬 데이터 스트림이나 채널을 통해 데이터를 전송하기 위해 다수의 밀접 간격 직교 부반송파(orthogonal sub-carrier) 신호가 사용된다. 각각의 부반송파는 직교 진폭 변조(quadrature amplitude modulation, QAM) 또는 위상 편이 변조(phase-shift keying, PSK)와 같은 전통적인 변조 체계를 사용하여 낮은 심볼율(symbol rate)에서 변조되며, 같은 대역폭의 전통적인 단일 반송파(single-carrier) 변조 체계와 유사한 총 데이터 속도를 유지한다. 단일 반송파 체계와 비교하여 OFDM이 더 효율적인 주된 이유는 복잡한 이퀄라이저 필터 없이도 혹독한 채널 환경(예를 들어, 긴 구리선 내의 고주파 감쇠, 협대역 간섭 및 다중 경로에 의한 주파수 선택적 페이딩)에 대처할 수 있다는 점이다. 채널 이퀄라이제이션(Channel equalization)이 이처럼 간단해 질 수 있는 이유는 OFDM이 급격하게 변조된 하나의 광대역 신호 대신 완만히 변조된 다수의 협대역 신호를 사용한다고 볼 수 있기 때문이다. 낮은 심볼율은 심볼들 사이의 적절한 보호 구간(guard interval)을 유지할 수 있게 해 준다. 이를 통해 부호간 간섭(Inter Symbol Interference, ISI)을 제거할 수 있으며, echo와 time-spreading(아날로그 TV에서 각각 고스팅과 블러링으로 나타남)을 활용하여 다이버시티 이득(diversity gain), 즉 신호 대 잡음비(signal-to-noise ratio, SNR) 또한 향상 시킬 수 있다. 나아가, 이 메커니즘은 기존의 단일 반송파 체계에서 발생하는 간섭은 방지하고 먼 거리의 여러 송신기들로부터 보내진 신호를 건설적으로 결합시킴으로써, 여러 인접해 있는 송신기가 동시에 같은 신호를 동일한 주파수로 보낼 수 있도록 하는 단일 주파수 망(single frequency networks, SFNs)의 설계를 더욱 용이하게 한다.In the frequency division multiplexing, a single line is divided into a plurality of frequency bands, and OFDM uses orthogonal frequency-division multiplexing (OFDM) to encode digital data using multiple carrier frequencies Method. The orthogonal frequency division multiplexing is fundamentally the same as the orthogonal frequency division multiplexing (Coded OFDM) and the discrete multi-tone modulation (DMT), and is a frequency division multiplexing -division multiplexing (FDM). In orthogonal frequency division multiplexing, a plurality of closely spaced orthogonal sub-carrier signals are used to transmit data through several parallel data streams or channels. Each subcarrier is modulated at a low symbol rate using conventional modulation schemes such as quadrature amplitude modulation (QAM) or phase-shift keying (PSK), and a conventional single Maintains a total data rate similar to a single-carrier modulation scheme. The main reason OFDM is more efficient than a single carrier scheme is that it can cope with harsh channel conditions (eg, high frequency attenuation in long copper lines, frequency selective fading due to narrowband interference and multipath) without a complex equalizer filter. Channel equalization can be as simple as this because OFDM uses a number of narrowly modulated narrowband signals instead of one rapidly modulated broadband signal. A low symbol rate allows to maintain an appropriate guard interval between symbols. This can eliminate Inter Symbol Interference (ISI), and can be used to reduce diversity gain, ie, signal strength, by using echo and time-spreading (ghosting and blurring, respectively, The signal-to-noise ratio (SNR) can also be improved. Furthermore, this mechanism avoids interference from existing single-carrier systems and constructively couples the signals sent from multiple transmitters over long distances, allowing multiple adjacent transmitters to simultaneously transmit the same signal at the same frequency Thereby facilitating the design of single frequency networks (SFNs).

도 1은 일반적인 주파수분할다중화 통신 장치의 블록도이다. 1 is a block diagram of a conventional frequency division multiplexing communication apparatus.

도 1을 참조하면, 직교주파수분할다중화 기반의 송신 장치(110) 및 직교주파수분할다중화 기반의 수신 장치(120)가 도시되어 있다. Referring to FIG. 1, an orthogonal frequency division multiplexing-based transmission apparatus 110 and an orthogonal frequency division multiplexing-based reception apparatus 120 are illustrated.

송신 장치(110)는 코딩(coding) 모듈, 인터리빙(Interleaving) 모듈, QAM맵핑(QAM(Quadrature Amplitude Modulation) mapping) 모듈, 파일럿 삽입(Pilot insertion) 모듈, 병렬화 모듈(serial to parallel), IFFT(inverse fast Fourier transform) 모듈, 직렬화(parallel to serial) 모듈, DAC 모듈 및 RF송신(RF TX) 모듈을 포함한다. The transmitter 110 may include a coding module, an interleaving module, a QAM (Quadrature Amplitude Modulation) mapping module, a pilot insertion module, a serial to parallel module, an IFFT a fast Fourier transform module, a parallel to serial module, a DAC module, and an RF transmit (RF TX) module.

코딩 모듈은 전송하고자 하는 데이터를 송신 장치(110)가 전송 가능한 타입의 데이터로 변환한다. 인터리빙 모듈은 데이터 전송시 패킷 단위의 에러가 발생할 경우를 대비하여 데이터를 재배열함으로써 군집 에러가 발생하더라도 에러 복구를 가능하게 한다. QAM맵핑모듈은 데이터 패턴에 따라 각 데이터 패턴을 직교성을 갖는 부반송파에 할당한다. 파일럿 삽입 모듈은 데이터 수신단에서 신호의 동기를 맞추어 정확한 신호 복구를 할 수 있도록, 신호의 시작을 알리는 파일럿 신호를 전송할 데이터에 삽입한다. 병렬화 모듈은 직렬 형태의 데이터를 병렬 데이터로 변환한다. IFFT 모듈은 주파수 영역에서 신호를 나타내는 복합 데이터 포인트의 수를 동일한 포인트의 시간 영역 신호로 변환한다. 직렬화 모듈은 병렬 형태의 데이터를 직렬 데이터로 변환한다. DAC 모듈은 디지털 신호를 아날로그 신호로 변환한다. RF송신 모듈은 최종적으로 아날로그 신호로 변환된 신호를 전송한다. The coding module converts the data to be transmitted into data of a type that can be transmitted by the transmission apparatus 110. [ The interleaving module rearranges the data in case of an error of a packet unit in data transmission, thereby enabling error recovery even if a cluster error occurs. The QAM mapping module allocates each data pattern to orthogonal subcarriers according to a data pattern. The pilot insertion module inserts a pilot signal indicating the start of a signal into data to be transmitted so that the signal can be synchronized at the data receiving end and the signal can be accurately recovered. The parallelization module converts serial data into parallel data. The IFFT module converts the number of complex data points representing a signal in the frequency domain into a time domain signal of the same point. The serialization module converts parallel data into serial data. The DAC module converts the digital signal into an analog signal. The RF transmit module finally transmits the converted analog signal.

수신 장치(120)는 RF 수신(RF RX)모듈, ADC 모듈, 병렬화 모듈, FFT(fast Fourier transform) 모듈, 직렬화 모듈, 채널 정정(Channel correction) 모듈, QAM 디맵핑(QAM demapping) 모듈, 디인터리빙(Deinterleaving) 모듈 및 디코딩 모듈을 포함한다.The receiving apparatus 120 may include an RF receiving module such as an RF receiving module, an ADC module, a parallelizing module, a fast Fourier transform (FFT) module, a serialization module, a channel correction module, a QAM demapping module, A deinterleaving module and a decoding module.

RF 수신 모듈은 송신 장치(110)로부터 송신되는 신호를 수신한다. ADC 모듈은 아날로그 신호를 디지털 신호로 변환한다. 병렬화 모듈은 직렬 형태의 데이터를 병렬 데이터로 변환한다. FFT 모듈은 시간 영역의 신호를 주파수 영역의 신호로 변환한다. 병렬화 모듈은 직렬 데이터를 병렬 데이터로 변환한다. 직렬화 모듈은 직렬 데이터를 병렬 데이터로 변환한다. 채널 정정 모듈은 수신된 직교성 신호들에 대한 채널 이퀄리제이션을 수행한다. QAM 디맵핑 모듈은 수신된 QAM 신호로부터 데이터를 추출한다. 디인터리빙 모듈은 에러 상황에 대비하여 재배열된 데이터를 원래의 데이터 배열로 복구한다. 디코딩(Decoding) 모듈은 수신된 데이터를 원 데이터의 형태로 복원한다. The RF receiving module receives a signal transmitted from the transmitting apparatus 110. The ADC module converts analog signals to digital signals. The parallelization module converts serial data into parallel data. The FFT module converts a time domain signal into a frequency domain signal. The parallelization module converts the serial data into parallel data. The serialization module converts the serial data into parallel data. The channel correction module performs channel equalization on the received orthogonal signals. The QAM demapping module extracts data from the received QAM signal. The deinterleaving module restores the rearranged data to the original data array in preparation for an error situation. The decoding module restores the received data in the form of original data.

도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 직교주파수분할다중화 기반의 가시광 통신 장치의 블록도이다. 2 is a block diagram of an orthogonal frequency division multiplexing based visible light communication apparatus according to an embodiment of the present invention.

도 2를 참조하면, 직교주파수분할다중화 기반의 가시광통신 송신 장치(210) 및 수신 장치(220)가 도시되어 있다. Referring to FIG. 2, an orthogonal frequency division multiplexing-based visible light communication transmission apparatus 210 and a reception apparatus 220 are shown.

가시광통신 송신 장치(210)는 처리부(211), 변조부(212) 및 전송부(213)를 포함한다. The visible light communication transmitting apparatus 210 includes a processing unit 211, a modulating unit 212, and a transmitting unit 213.

처리부(211)는 전송할 데이터를 입력 받거나, 입력된 데이터를 전송 가능한 형태의 데이터셋으로 변환한다.The processing unit 211 receives the data to be transmitted or converts the input data into a data set of a transferable type.

일 예시로서, 처리부(211)는 코딩(coding) 모듈, 인터리빙(Interleaving) 모듈, QAM맵핑(QAM mapping) 모듈, 파일럿 삽입(Pilot insertion) 모듈 및 병렬화 모듈을 포함할 수 있다. 코딩 모듈은 전송하고자 하는 데이터를 송신 장치(110)가 전송 가능한 타입의 데이터로 변환한다. 인터리빙 모듈은 데이터 전송시 패킷 단위의 에러가 발생할 경우를 대비하여 데이터를 재배열함으로써 군집 에러가 발생하더라도 에러 복구를 가능하게 한다. QAM맵핑 모듈은 데이터 패턴에 따라 각 데이터 패턴을 직교성을 갖는 부반송파에 할당한다. 파일럿 삽입 모듈은 데이터 수신단에서 신호의 동기를 맞추어 정확한 신호 복구를 할 수 있도록, 신호의 시작을 알리는 파일럿 신호를 전송할 데이터에 삽입한다. 병렬화 모듈은 직렬 형태의 데이터를 병렬 데이터로 변환한다. 일 예에서, 데이터셋은 직렬 데이터가 병렬화된 데이터일 수 있다. As an example, the processing unit 211 may include a coding module, an interleaving module, a QAM mapping module, a pilot insertion module, and a parallelization module. The coding module converts the data to be transmitted into data of a type that can be transmitted by the transmission apparatus 110. [ The interleaving module rearranges the data in case of an error of a packet unit in data transmission, thereby enabling error recovery even if a cluster error occurs. The QAM mapping module allocates each data pattern to orthogonal subcarriers according to a data pattern. The pilot insertion module inserts a pilot signal indicating the start of the signal into the data to be transmitted so that the signal can be synchronized at the data receiving end and the signal can be accurately recovered. The parallelization module converts serial data into parallel data. In one example, the dataset may be serial data serialized data.

변조부(212)는 데이터셋 각각을 기반으로 부반송파를 변조한다. 데이터셋을 부반송파에 실어 전송하기 위해, 데이터셋을 기반으로 부반송파를 변조한다. 일 예시로서, 변조부(210)는 딜레이(delay) 제어 모듈 및 직교 부반송파 다중화 모듈(orthogonal sub-carrier multiplier)을 포함할 수 있다. 딜레이 제어 모듈은 복수의 가시광 송신 모듈 각각을 통해 송신되는 신호간의 딜레이를 조정한다. 즉, 딜레이 제어 모듈은 복수의 가시광통신 송신 모듈에서 송신되는 신호를 가시광통신 수신 장치에서 수신하는 경우에, 도 1의 IFFT에 의한 신호와 동일한 신호를 수신할 수 있도록, 각 신호의 딜레이를 조정한다. 직교 부반송파 다중화 모듈은 병렬화된 데이터와 부반송파를 믹싱하여 전송할 신호를 생성한다. The modulator 212 modulates the subcarriers based on each of the data sets. Modulate the subcarriers based on the data set to transmit the data set on a subcarrier. In one example, the modulator 210 may include a delay control module and an orthogonal sub-carrier multiplier. The delay control module adjusts the delay between the signals transmitted through each of the plurality of visible light transmitting modules. That is, when receiving signals transmitted from a plurality of visible light communication transmitting modules in the visible light communication receiving apparatus, the delay control module adjusts the delay of each signal so as to receive the same signal as the signal by the IFFT of FIG. 1 . The orthogonal subcarrier multiplexing module generates a signal to be transmitted by mixing the parallel data and the subcarrier.

전송부(213)는 변조된 부반송파 각각을 별개의 가시광통신 송신 모듈을 이용하여 송신한다. 일 예로서, 전송부(213)는 DAC 모듈 및 복수의 가시광통신 송신 모듈을 포함할 수 있다. 가시광통신 송신 모듈은 LED로 구성될 수 있다. The transmitting unit 213 transmits each modulated sub-carrier using a separate visible light communication transmitting module. As an example, the transmission unit 213 may include a DAC module and a plurality of visible light communication transmission modules. The visible light communication transmitting module may be composed of an LED.

가시광통신 수신 장치(220)는 가시광통신 수신 모듈(PD RX), ADC 모듈, 병렬화 모듈, FFT(fast Fourier transform) 모듈, 직렬화 모듈, 채널 정정(Channel correction) 모듈, QAM 디맵핑(QAM demapping) 모듈, 디인터리빙(Deinterleaving) 모듈 및 디코딩 모듈을 포함한다. The visible light communication receiving apparatus 220 includes a visible light communication module PDRX, an ADC module, a parallelization module, a fast Fourier transform (FFT) module, a serialization module, a channel correction module, a QAM demapping module , A deinterleaving module and a decoding module.

가시광통신 수신 모듈은 송신 장치(210)로부터 송신되는 신호를 수신한다. ADC 모듈은 아날로그 신호를 디지털 신호로 변환한다. 병렬화 모듈은 직렬 형태의 데이터를 병렬 데이터로 변환한다. FFT 모듈은 시간 영역의 신호를 주파수 영역의 신호로 변환한다. 병렬화 모듈은 직렬 데이터를 병렬 데이터로 변환한다. 직렬화 모듈은 직렬 데이터를 병렬 데이터로 변환한다. 채널 정정 모듈은 수신된 직교성 신호들에 대한 채널 이퀄리제이션을 수행한다. QAM 디맵핑 모듈은 수신된 QAM 신호로부터 데이터를 추출한다. 디인터리빙 모듈은 에러 상황에 대비하여 재배열된 데이터를 원래의 데이터 배열로 복구한다. 디코딩(Decoding) 모듈은 수신된 데이터를 원 데이터의 형태로 복원한다. The visible light communication receiving module receives a signal transmitted from the transmitting apparatus 210. [ The ADC module converts analog signals to digital signals. The parallelization module converts serial data into parallel data. The FFT module converts a time domain signal into a frequency domain signal. The parallelization module converts the serial data into parallel data. The serialization module converts the serial data into parallel data. The channel correction module performs channel equalization on the received orthogonal signals. The QAM demapping module extracts data from the received QAM signal. The deinterleaving module restores the rearranged data to the original data array in preparation for an error situation. The decoding module restores the received data in the form of original data.

도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 딜레이 조정부가 포함된 가시광통신 송신 장치의 블록도이다. 3 is a block diagram of a visible light communication transmitting apparatus including a delay adjusting unit according to an embodiment of the present invention.

도 3을 참조하면, 가시광통신 송신 장치는 딜레이 조정부(300)를 포함한다. 딜레이 조정부(300)는 각 가시광통신 송신 모듈을 통해 송신되는 신호간의 딜레이 조정을 위한 신호를 생성하여 딜레이 제어 모듈에 전달하며, 일 예로서, 딜레이 조정부(300)는 복수의 가시광통신 수신 모듈(310) 및 딜레이 계산 모듈(320)을 포함할 수 있다. Referring to FIG. 3, the visible light communication transmitting apparatus includes a delay adjusting unit 300. The delay adjustment unit 300 generates a signal for delay adjustment between signals transmitted through the respective visible light communication transmission modules and transmits the signals to the delay control module 300. The delay adjustment unit 300 includes a plurality of visible light communication modules 310 And a delay calculation module 320. The delay calculation module 320 may be a delay calculation module.

복수의 가시광통신 수신 모듈(310)은 각 가시광 통신 송신 모듈에서 송신되는 신호를 각각 수신하고, 수신된 신호를 아날로그에서 디지털로 변환한다. The plurality of visible light communication modules 310 receive the signals transmitted from the respective visible light communication transmitting modules and convert the received signals from analog to digital.

딜레이 계산 모듈(320)은 각 가시광통신 수신 모듈(310)에서 수신된 신호를 분석하여 각 가시광통신 송신 모듈로부터 수신된 신호에 대한 딜레이 정보를 생성하여 딜레이 제어 모듈에 전달한다. 이로써, 가시광통신 송신 장치는 가시광통신 송신 모듈에서 송신되는 신호의 피드백을 통해, 보다 더 정확한 딜레이 조정이 가능하게 된다.The delay calculation module 320 analyzes the signals received from the respective visible light communication receiving modules 310 and generates delay information on the signals received from the respective visible light communication transmitting modules and transmits the generated delay information to the delay control module. Thus, the visible light communication transmitting apparatus can perform more accurate delay adjustment through feedback of the signal transmitted from the visible light communication transmitting module.

도 4 및 도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 색 주파수분할다중화 방식의 가시광통신을 설명하기 위한 도면이다.4 and 5 are views for explaining visible light communication in a color frequency division multiplexing method according to an embodiment of the present invention.

색 주파수분활다중화(color FDM) 방식의 가시광통신이란 서로 다른 색의 주파수 대역을 이용하여 신호를 송신하는 가시광통신을 의미한다. 도 4를 참조하면, 색 주파수분할다중화 기반의 가시광통신 송신 장치(410) 및 수신 장치(420)가 되어 있다. 이하, 도 2와 중복되는 부분의 설명은 생략하고 설명한다. The color frequency division multiplexing (color FDM) type visible light communication means visible light communication in which signals are transmitted using frequency bands of different colors. Referring to FIG. 4, a color frequency division multiplexing based visible light communication transmitting apparatus 410 and a receiving apparatus 420 are provided. Hereinafter, the description of the parts overlapping with those in Fig. 2 will be omitted.

가시광통신 송신 장치(410)의 송신부(411)는 서로 다른 색을 나타내는 주파수 영역을 이용하여 송신하는 가시광통신 송신 모듈을 포함한다. 일 예로서, 가시광통신 송신 모듈은 빨강(R), 녹색(G), 파랑(B)색 영역의 주파수를 이용할 수 있다. 송신부(411)는 변조된 반송파를 각 가시광통신 송신 모듈을 이용하여 송신한다.The transmitting unit 411 of the visible light communication transmitting apparatus 410 includes a visible light communication transmitting module for transmitting using a frequency region representing a different color. As an example, the visible light communication transmitting module may use the frequencies of the red (R), green (G), and blue (B) color regions. The transmission unit 411 transmits the modulated carrier wave using each visible light communication transmission module.

가시광통신 수신 장치(420)의 수신부(421)는 서로 다른 색 필터를 포함하는 복수의 가시광통신 수신 모듈을 포함한다. 구체적으로 빨간색 대역의 신호를 수신하는 가시광통신 수신 모듈은 송신 장치(410)가 송신하는 신호 중 빨간색 대역의 신호를 수신하며, 녹색 대역의 신호를 수신하는 가시광통신 수신 모듈은 송신 장치(410)가 송신하는 신호 중 녹색 대역의 신호를 수신하며, 파란색 대역의 신호를 수신하는 가시광통신 수신 모듈은 송신 장치(410)가 송신하는 신호 중 파란색 대역의 신호를 수신한다. 따라서, 색 주파수분할 기반의 가시광통신에서는, 서로 다른 색의 주파수 대역 신호가 서로 겹쳐지지 않기 때문에, 반드시 부반송파간의 직교성이 요구되지 않는다. 즉, 도 5의 (a) 내지 (d)에 도시된 바와 같이, 송신 장치(410)가 빨강, 녹색, 파란색 대역의 신호를 송신하더라도, 수신 장치(420)는 색 필터링을 통해 빨강, 녹색, 파란색 대역의 신호를 분리하여 수신할 수 있게 된다.The receiving unit 421 of the visible light communication receiving apparatus 420 includes a plurality of visible light communication receiving modules including different color filters. Specifically, the visible light communication receiving module for receiving the red band signal receives the red band signal among the signals transmitted by the transmitting device 410, and the visible light communication receiving module for receiving the green band signal includes the transmitting device 410 A visible light communication receiving module that receives a signal of a green band among signals to be transmitted and receives a signal of a blue band receives a signal of a blue band among signals transmitted by the transmitting device 410. Therefore, in the visible light communication based on the color frequency division, frequency band signals of different colors are not superimposed on each other, so that orthogonality between subcarriers is not necessarily required. 5 (a) to 5 (d), even if the transmitting apparatus 410 transmits signals of red, green, and blue bands, the receiving apparatus 420 may receive red, green, The blue band signal can be separately received.

도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 주파수분할다중화 기반의 가시광통신 방법의 흐름도이다. 이하, 상기 방법은 주파수분할다중화 기반의 가시광통신 장치에 의해 수행되는 것을 예시로 설명한다.6 is a flowchart of a frequency division multiplexing based visible light communication method according to an embodiment of the present invention. Hereinafter, the method will be described by way of example performed by the visible light communication device based on the frequency division multiplexing.

도 6을 참조하면, 단계 S610에서, 가시광통신 장치는 입력되는 데이터를 전송가능한 형태의 데이터셋으로 변환한다. 구체적으로, 가시광통신 장치는 입력 데이터에 대하여 코딩, 인터리빙, QAM 맵핑, 파일럿 삽입, 병렬화 등을 수행한다.Referring to FIG. 6, in step S610, the visible light communication device converts input data into a data set of a transferable type. Specifically, the visible light communication device performs coding, interleaving, QAM mapping, pilot insertion, and parallelization on the input data.

단계 S620에서, 가시광통신 장치는 데이터셋을 기반으로 부반송파를 변조한다. 구체적으로, 가시광통신 장치는 복수의 데이터셋 각각을 복수의 부반송파 각각에 믹싱(mixing)하여 데이터를 포함하는 변조된 부반송파를 생성한다. 일 실시예에서, 부반송파 상호간에는 직교성을 가질 수 있다. In step S620, the visible light communication device modulates the subcarriers based on the data set. Specifically, the visible light communication apparatus mixes each of a plurality of data sets with each of a plurality of subcarriers to generate a modulated subcarrier including data. In one embodiment, there may be orthogonality between subcarriers.

단계 S630에서, 가시광통신 장치는 송신할 신호의 딜레이를 조정한다. 구체적으로, 가시광통신 장치는 IFFT변환에 의한 신호와 동일한 상태의 신호를 송신할 수 있도록, 전송될 각 데이터셋의 딜레이를 조정한다.In step S630, the visible light communication device adjusts the delay of the signal to be transmitted. Specifically, the visible light communication device adjusts the delay of each data set to be transmitted so that it can transmit a signal in the same state as the signal by the IFFT conversion.

일 실시예에서, 가시광통신 장치는 복수의 가시광통신 송신 모듈 각각에서 송신되는 신호를 복수의 가시광통신 수신 모듈 각각을 통해 수신하여, 각 신호의 딜레이 정보를 계산하고, 계산된 딜레이 정보를 기반으로 전송할 데이터셋 각각의 전송 딜레이를 조정한다.In one embodiment, the visible light communication apparatus receives signals transmitted from each of the plurality of visible light communication transmission modules through each of the plurality of visible light communication reception modules, calculates delay information of each signal, and transmits the delay information based on the calculated delay information Adjust the transmission delay of each dataset.

단계 S640에서, 가시광통신 장치는 변조된 부반송파를 송신한다. 구체적으로, 가시광통신 장치는 복수의 가시광통신 송신 모듈을 이용하여, 변조된 부반송파 각각을 전송한다. In step S640, the visible light communication device transmits the modulated subcarrier. Specifically, the visible light communication device transmits each of the modulated subcarriers using a plurality of visible light communication transmission modules.

일 실시예에서, 가시광통신 장치는 서로 상이한 색의 주파수 대역의 신호를 송신하는 가시광통신 송신 모듈을 이용하여, 변조된 부반송파를 송신할 수 있다.In one embodiment, the visible light communication device is capable of transmitting modulated subcarriers using a visible light communication transmission module that transmits signals of different color frequency bands.

본 발명의 실시예에 따른 장치 및 방법은 다양한 컴퓨터 수단을 통하여 수행될 수 있는 프로그램 명령 형태로 구현되어 컴퓨터 판독 가능 매체에 기록될 수 있다. 컴퓨터 판독 가능 매체는 프로그램 명령, 데이터 파일, 데이터 구조 등을 단독으로 또는 조합하여 포함할 수 있다. The apparatus and method according to embodiments of the present invention may be implemented in the form of program instructions that can be executed through various computer means and recorded in a computer-readable medium. The computer readable medium may include program instructions, data files, data structures, and the like, alone or in combination.

컴퓨터 판독 가능 매체에 기록되는 프로그램 명령은 본 발명을 위하여 특별히 설계되고 구성된 것들이거나 컴퓨터 소프트웨어 분야 통상의 기술자에게 공지되어 사용 가능한 것일 수도 있다. 컴퓨터 판독 가능 기록 매체의 예에는 하드 디스크, 플로피 디스크 및 자기 테이프와 같은 자기 매체(magnetic media), CD-ROM, DVD와 같은 광기록 매체(optical media), 플롭티컬 디스크(floptical disk)와 같은 자기-광 매체(magneto-optical media) 및 롬(ROM), 램(RAM), 플래시 메모리 등과 같은 프로그램 명령을 저장하고 수행하도록 특별히 구성된 하드웨어 장치가 포함된다. 또한 상술한 매체는 프로그램 명령, 데이터 구조 등을 지정하는 신호를 전송하는 반송파를 포함하는 광 또는 금속선, 도파관 등의 전송 매체일 수도 있다. 프로그램 명령의 예에는 컴파일러에 의해 만들어지는 것과 같은 기계어 코드뿐만 아니라 인터프리터 등을 사용해서 컴퓨터에 의해서 실행될 수 있는 고급 언어 코드를 포함한다.Program instructions to be recorded on a computer-readable medium may be those specially designed and constructed for the present invention or may be known and available to those of ordinary skill in the computer software arts. Examples of computer-readable media include magnetic media such as hard disks, floppy disks and magnetic tape; optical media such as CD-ROMs and DVDs; magnetic media such as floppy disks; Includes hardware devices specifically configured to store and execute program instructions such as magneto-optical media and ROM, RAM, flash memory, and the like. The above-mentioned medium may also be a transmission medium such as a light or metal wire, wave guide, etc., including a carrier wave for transmitting a signal designating a program command, a data structure and the like. Examples of program instructions include machine language code such as those produced by a compiler, as well as high-level language code that can be executed by a computer using an interpreter or the like.

상술한 하드웨어 장치는 본 발명의 동작을 수행하기 위해 하나 이상의 소프트웨어 모듈로서 작동하도록 구성될 수 있으며, 그 역도 마찬가지이다.The hardware devices described above may be configured to operate as one or more software modules to perform the operations of the present invention, and vice versa.

이제까지 본 발명에 대하여 그 실시예들을 중심으로 살펴보았다. 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자는 본 발명이 본 발명의 본질적인 특성에서 벗어나지 않는 범위에서 변형된 형태로 구현될 수 있음을 이해할 수 있을 것이다. 그러므로 개시된 실시예들은 한정적인 관점이 아니라 설명적인 관점에서 고려되어야 한다. 본 발명의 범위는 전술한 설명이 아니라 특허청구범위에 나타나 있으며, 그와 동등한 범위 내에 있는 모든 차이점은 본 발명에 포함된 것으로 해석되어야 할 것이다.The embodiments of the present invention have been described above. 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 by the appended claims. Therefore, the disclosed embodiments should be considered in an illustrative rather than a restrictive sense. The scope of the present invention is defined by the appended claims rather than by the foregoing description, and all differences within the scope of equivalents thereof should be construed as being included in the present invention.

Claims

In a visible light communication apparatus based on frequency division multiplexing,
A processor for converting the input data into a data set of a transferable type;
A modulator for modulating each of a plurality of subcarriers using each of the plurality of data sets; And
And a plurality of visible light communication transmitting modules each transmitting a plurality of modulated subcarriers,
The visible light communication device.