KR20190051209A - Apparatus and method for searching position of terminal in wireless optical communication system - Google Patents

Apparatus and method for searching position of terminal in wireless optical communication system Download PDF

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Abstract

The present invention relates to a terminal location search device of a wireless optical communication system, which comprises a transmitting terminal (130) and a terminal (150). The transmitting terminal (130) includes: a transmitting unit (131) outputting an optical signal for communication for the communication between scanning light for terminal position search and the terminal; an optical splitter (132) outputting the scanning light outputted from the transmitting unit toward an MEMS mirror (134), and outputting reflected light outputted from the MEMS mirror (134) toward a receiving unit; a lens (133) converging the scanning light outputted from the transmitting unit toward the MEMS mirror (134); the receiving unit (135) receiving the reflected light, reflected by a light reflecting unit (151) of the terminal (150), of the scanning light; the MEMS mirror (134) sending the scanning light toward the terminal and scanning the same through the atmosphere, and outputting the reflected light toward the receiving unit; and a control unit (136) controlling the MEMS mirror (134). The terminal (150) includes: a MEMS mirror (151a) for a terminal reflecting, toward a receiving unit for the terminal, the optical signal for communication sent to the atmosphere through the MEMS mirror (134); and two or more reflecting sheets (151b) disposed at the same distance from each other around the MEMS mirror (151a) for the terminal, and having a retro-reflection function. Thus, a simple configuration enables the wireless optical communication system to search for the location of a terminal.

Description

무선 광통신시스템의 단말 위치 탐색장치 및 단말 위치 탐색방법{APPARATUS AND METHOD FOR SEARCHING POSITION OF TERMINAL IN WIRELESS OPTICAL COMMUNICATION SYSTEM}Technical Field [0001] The present invention relates to a terminal location search device and a terminal location search method for a wireless optical communication system. [0002]

본 발명은 무선 광통신시스템의 단말 위치를 탐색하는 단말 위치 탐색장치에 관한 것으로, 특히, 재귀 반사지(retro reflective sheet)를 이용하여 무선 광통신시스템의 단말 위치를 탐색하는 무선 광통신시스템의 단말 위치 탐색장치 및 단말 위치 탐색방법에 관한 것이다.The present invention relates to a terminal position search apparatus for searching a terminal position of a wireless optical communication system, and more particularly, to a terminal position search apparatus and a terminal position search apparatus of a wireless optical communication system for searching a terminal location of a wireless optical communication system using a retro reflective sheet To a terminal location search method.

무선통신방법으로 RF(Radio Frequency) 등의 마이크로파를 이용한 마이크로파통신과 반도체 레이저광 등의 광을 이용한 무선광통신 방식이 있으며, 이 중 무선광통신 방식은 기존의 Wi-Fi 기술에 비해 주파수의 규제 및 라이선스 등이 필요하지 않으면서도 거대한 대역폭을 가지며, 라디오주파수 대역의 전자기회로와의 간섭이 없어서 항공기나 병원 등에서도 자유로운 사용이 가능하고, 보안성도 우수하다는 등의 여러 장점을 가지고 있다.As a wireless communication method, there is a wireless optical communication method using microwave communication such as RF (Radio Frequency) and light such as a semiconductor laser light. Among them, the wireless optical communication method has a frequency regulation and license And it has many advantages such that it can be used freely in airplanes and hospitals and has excellent security because there is no interference with radio opportunities in the radio frequency band.

무선광통신에서는 송신단과 수신단 즉 단말이 서로 광신호 송수신방향을 고정한 후에 통신이 이루어질 수 있고, 이를 위해 단말의 위치 탐색 및 신호방향의 조정이 필요하며, 이때의 단말 위치의 탐색은 통상 송신단이 단말의 위치를 탐색하여 송신단과 단말 사이에서 최적의 통신이 가능하도록 자동으로 링크를 정렬하는 방식으로 이루어진다.In the wireless optical communication, communication can be performed after the transmission and reception ends, i.e., the terminals, are fixed to each other. In order to do this, it is necessary to search for the position of the terminal and adjust the signal direction. And automatically aligns the links so as to enable optimum communication between the transmitter and the terminal.

이와 같은 위치탐색에 관한 종래기술로 적외선 카메라와 단말의 수신단 주변에 배치된 LED 링을 이용하는 방법, 또는 코너 큐브(corner cube)와 같은 재귀반사체를 이용하는 방법이 있다. 그러나 적외선 카메라와 LED 링을 이용하는 방식은 적외선 카메라와 LED 링과 같은 고가의 장비 및 부품이 필요하고, 또, 코너 큐브와 같은 재귀반사체를 이용하는 방법 역시 재귀반사체와 빔 스플리터 및 4 분할 위치센서와 같은 비교적 고가의 부품이 필요하므로 비용면에서 특히 문제가 있다.In the conventional technique for locating such a position, there is a method using an LED ring disposed around the receiving end of an infrared camera and a terminal, or a method using a retroreflector such as a corner cube. However, infrared cameras and LED rings require expensive equipment and components such as infrared cameras and LED rings, and methods using retroreflectors, such as corner cubes, also require retroreflectors, beam splitters, There is a problem in terms of cost since relatively expensive parts are required.

또, 적외선 카메라를 이용하지 않고도 단말의 위치를 확인하는 기술로 특허문헌 1에 기재된 기술이 있다. 특허문헌 1에서는 LED 등으로 구성되는 복수의 광원을 포함하는 가시광 통신장치에서 복수의 광원을 통해서 단말기 측으로 가시광 통신신호를 송출하면, 이를 수신한 단말기가 각각의 광원으로부터 수신한 가시광 통신신호로부터 통신 채널별 측정치를 수집하고, 단말기에서 수집된 통신 채널별 측정치를 이용하여 단말기의 위치를 계산하도록 하고 있다.There is also a technique described in Patent Document 1 as a technique for confirming the position of a terminal without using an infrared camera. In Patent Document 1, when a visible light communication device including a plurality of light sources including LEDs or the like transmits a visible light communication signal to a terminal through a plurality of light sources, the terminal receiving the visible light communication signal transmits a visible light communication signal, And the position of the terminal is calculated using the measured values of the communication channels collected at the terminal.

그러나 특허문헌 1의 방법 역시 복수의 광원이 반드시 필요하고, 통신에 사용되는 모든 단말기가 각각 위치계산모듈을 구비해야 하므로 마찬가지로 비용 면에서 문제가 있다.However, also in the method of Patent Document 1, a plurality of light sources are necessarily required, and all terminals used for communication need to have a position calculation module, respectively.

또, 상기 종래기술은 모두 송신단과 수신단인 단말 사이의 통신링크를 자동으로 정렬할 수 있는 방안에 대해서는 제시하고 있지 않다.In addition, the related art does not provide a method for automatically aligning the communication link between the transmitting terminal and the receiving terminal.

공개특허 10-2012-0030756호 공보(2012. 3. 29. 공개)Open Patent Publication No. 2001-0030756 (published on March 29, 2012)

본 발명은 종래기술의 상기 문제점을 감안하여 이루어진 것으로, 광 반사용 반사매체로 비교적 가격이 저렴한 재귀반사지를 이용하면서도 간단한 구성에 의해 무선 광통신시스템의 단말 위치 탐색이 가능하고, 동시에, 송신단과 단말 사이에서 최적의 광신호 전송을 위한 링크를 자동으로 정렬할 수 있는 무선 광통신시스템의 단말 위치 탐색장치 및 단말 위치 탐색방법을 제공하는 것을 목적으로 한다.SUMMARY OF THE INVENTION The present invention has been made in view of the above problems of the prior art, and it is an object of the present invention to provide a wireless optical communication system capable of searching for a terminal position of a wireless optical communication system by using a relatively- And to provide a terminal position search apparatus and a terminal position search method of a wireless optical communication system capable of automatically aligning a link for optimal optical signal transmission in a wireless optical communication system.

상기 과제를 해결하기 위한 본 발명의 무선 광통신시스템의 단말 위치 탐색장치는, 무선 광통신시스템의 단말 위치 탐색장치로, 상기 단말 위치 탐색장치는 송신단과 단말을 포함하며, 상기 송신단은, 상기 단말 위치 탐색용 주사 광과 상기 송신단과 상기 단말 사이의 통신을 위한 통신용 광신호를 출력하는 송신부와, 상기 주사 광 중 상기 단말에서 반사되어 되돌아오는 반사광을 수신하는 수신부와, 상기 주사 광을 대기 중을 통해서 상기 단말 측으로 송출하여 주사하고, 상기 반사광을 상기 수신부 측으로 출력하는 MEMS 미러와, 상기 MEMS 미러를 제어하는 제어부를 구비하고, 상기 단말은, 상기 MEMS 미러를 통해서 대기 중으로 송출된 통신용 광신호를 단말용 수신부 측으로 반사시키는 광 경로 변경수단과, 상기 광 경로 변경수단을 중심으로 서로 동일한 거리에 배치되며, 재귀반사 기능을 갖는 2개 이상의 반사시트를 포함한다.According to another aspect of the present invention, there is provided an apparatus for searching for a terminal location of a wireless optical communication system, the apparatus including a transmitting terminal and a terminal, A transmission unit for outputting an optical signal for communication for communication between the transmitting end and the terminal, a receiving unit for receiving the reflected light reflected by the terminal out of the scanning light, And a controller for controlling the MEMS mirror, wherein the terminal transmits the communication optical signal sent out to the atmosphere through the MEMS mirror to the terminal receiver Optical path changing means for changing the optical path changing means Disposed at a distance, and includes at least two reflective sheet having a retroreflective function.

또, 상기 과제를 해결하기 위한 본 발명의 무선 광통신시스템의 단말 위치 탐색방법은, 상기 무선 광통신시스템의 단말 위치 탐색장치를 이용한 단말 위치 탐색방법으로, 상기 주사 광을 가로×세로 각각 일정 크기를 갖는 주사영역 단위로 차례로 주사하여 그 반사광의 영상을 수신하는 코어스 스캔을 실행하여 코어스 스캔 영상을 얻는 단계와, 상기 코어스 스캔 영상의 개수가 상기 2개 이상의 반사시트의 개수와 동일한 개수가 되면 상기 주사영역의 크기를 줄여서 파인 스캔을 실행하여 파인 스캔 영상을 얻는 단계와, 상기 파인 스캔 영상으로부터 상기 2개 이상의 반사시트 각각에서 반사한 반사광의 극치를 탐색하고, 탐색 결과 얻어진 상기 2개 이상의 반사시트 각각의 전역 극치를 연결한 선상에 상기 광 경로 변경수단의 중심이 위치하도록 하여 상기 송신단과 상기 단말 간의 링크를 정렬하는 단계를 포함한다.According to another aspect of the present invention, there is provided a method for searching for a terminal location in a wireless optical communication system, the method comprising: The method comprising the steps of: (a) scanning a scan area in order to receive a reflected light image to obtain a coarse scan image; (b) The method comprising the steps of: obtaining a fine scan image by reducing the size of the two or more reflection sheets to obtain a fine scan image; searching extreme values of reflected light reflected from each of the two or more reflection sheets from the fine scan image; The center of the optical path changing means is located on the line connecting the global extreme values And a step of aligning the link between the transmitting terminal and the subscriber group.

본 발명에 의하면, 광 반사용 반사매체로 비교적 가격이 저렴한 재귀반사지를 이용하고 있고, 비교적 고가의 부품인 적외선 카메라 등을 사용하지 않으므로, 간단한 구성에 의해 무선 광통신시스템의 단말 위치 탐색이 가능하고, 또한, 송신단과 단말 사이에서 최적의 광신호 전송을 위한 링크를 자동으로 정렬할 수 있는 무선 광통신시스템의 단말 위치 탐색장치 및 단말 위치 탐색방법을 얻을 수 있다.According to the present invention, a retroreflective sheet, which is relatively inexpensive in price, is used as a light reflection medium, and an infrared camera, which is a relatively expensive component, is not used. Therefore, the terminal position of the wireless optical communication system can be searched, In addition, a terminal location searching apparatus and a terminal location searching method of a wireless optical communication system that can automatically arrange links for optimal optical signal transmission between a transmitting terminal and a terminal can be obtained.

도 1은 본 발명의 바람직한 실시형태의 무선 광통신시스템의 단말 위치 탐색장치의 전체적인 구성을 개략적으로 나타내는 도면,
도 2는 광 반사부의 구성 예를 나타내는 도면,
도 3은 수신 광에 의해 위치를 특정하는 단계를 나타내는 도면이다.BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS Fig. 1 is a diagram schematically showing the overall configuration of a terminal position search device of a wireless optical communication system according to a preferred embodiment of the present invention,
2 is a view showing a configuration example of a light reflection portion,
3 is a view showing a step of specifying a position by the reception light.

이하, 첨부 도면을 참조하면서 본 발명의 바람직한 실시형태의 무선 광통신시스템의 단말 위치 탐색장치에 대해 상세하게 설명한다.DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS Hereinafter, a terminal position search apparatus of a wireless optical communication system according to a preferred embodiment of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.

도 1은 본 발명의 바람직한 실시형태의 무선 광통신시스템의 단말 위치 탐색장치의 전체적인 구성을 개략적으로 나타내는 도면, 도 2는 광 반사부의 구성 예를 나타내는 도면이다.BRIEF DESCRIPTION OF DRAWINGS FIG. 1 is a diagram schematically showing the overall configuration of a terminal position search apparatus of a wireless optical communication system according to a preferred embodiment of the present invention; and FIG. 2 is a diagram showing a configuration example of a light reflection section.

도 1에 나타내는 것과 같이, 본 발명의 바람직한 실시형태의 무선 광통신시스템의 단말 위치 탐색장치(100)는 단말의 위치 탐색을 위한 탐색용 주사 광(scan light)을 송신하는 송신단(130)과 송신단(130)으로부터 수신한 광을 다시 송신단(130)으로 반사하는 단말(150)로 이루어지며, 송신단(130)으로부터 출력되는 주사 광은 대기 중을 통해서 단말(150)로 송신되어서 후술하는 단말(150)의 광 반사부(151)에서 반사되어서 다시 송신단(130)으로 되돌아온다.1, a terminal position search apparatus 100 of a wireless optical communication system according to a preferred embodiment of the present invention includes a transmitting terminal 130 for transmitting search scanning light for searching for the position of a terminal, The scanning light output from the transmitting terminal 130 is transmitted to the terminal 150 via the air and reflected by the terminal 150 to be described later. The terminal 150 reflects the light received from the transmitting terminal 130 to the transmitting terminal 130, The light is reflected by the light reflection portion 151 of the reflection mirror 151 and returned to the transmission terminal 130 again.

먼저, 송신단(130)의 구성에 대해서 설명한다.First, the configuration of the transmitting terminal 130 will be described.

송신단(130)은 단말의 위치 탐색을 위한 탐색용 주사 광을 단말(150)로 송신하고, 단말(150)에서 반사하여 되돌아오는 반사광으로부터 단말(150)의 위치를 탐색하는 기능을 하며, 송신부(131)와 광 스플리터(132, optical splitter)와 렌즈(133)와 MEMS 미러(134, micro electro-mechanical system mirror)와 수신부(135)를 포함한다. 송신부(131)와 광 스플리터(132) 사이, 광 스플리터(132)와 렌즈(133) 사이 및 광 스플리터(132)와 수신부(135) 사이는 광 파이버(137)에 의해 광학적으로 접속되어 있다.The transmitting terminal 130 transmits searching scanning light for searching for the location of the terminal to the terminal 150 and searches for the position of the terminal 150 from the reflected light reflected back from the terminal 150, 131, an optical splitter 132, a lens 133, a micro electro-mechanical system mirror 134, and a receiving unit 135. The optical fiber 137 is optically connected between the transmission section 131 and the optical splitter 132, between the optical splitter 132 and the lens 133, and between the optical splitter 132 and the reception section 135.

송신부(131)는 단말의 위치탐색을 위한 탐색용 주사 광을 출력한다.The transmission unit 131 outputs scanning light for searching for the position of the terminal.

광 스플리터(132)는 3개 이상의 단자를 가지며, 입력 광을 복수의 포트로 분배하여 출력하는 장치로서, 본 실시형태의 광 스플리터(132)는 1번 단자로 입력한 광은 2번 단자 및 3번 단자로 출력하며(도 1 참조), 따라서 송신부(131)가 출력하는 탐색용 주사 광(도 1의 2번 단자로 입력하는 광)은 렌즈(133) 측(도 1의 1번 단자 측)으로 출력되고, 송신부(131)는 외부로부터의 광의 입력을 방지하는 아이솔레이션(isolation) 기능이 있으므로 후술하는 렌즈(133)를 통해서 입력하는 반사광(도 1의 1번 단자로 입력하는 광)은 수신부(135) 측(도 1의 3번 단자 측)으로 분배하도록 광 경로를 설정한다.The light splitter 132 has three or more terminals and distributes the input light to a plurality of ports. The optical splitter 132 of the present embodiment inputs light input through the first terminal and terminal 3 1) of the lens 133 (the first terminal side in Fig. 1), which is output from the transmission unit 131, And the reflected light (the light input to the first terminal in FIG. 1) input through the lens 133, which will be described later, is output to the receiver (not shown in FIG. 1) because the transmitter 131 has an isolation function for preventing input of light from the outside. 135) side (the third terminal side in Fig. 1).

렌즈(133)는 송신부(131)로부터 출력하여 광 스플리터(132) 및 광 파이버(137)를 통해서 전송되는 탐색용 주사 광이 MEMS 미러(134)로 수렴되도록 한다.The lens 133 allows the scanning light to be outputted from the transmission unit 131 and transmitted through the optical splitter 132 and the optical fiber 137 to converge to the MEMS mirror 134. [

MEMS 미러(134)는 렌즈(133)를 통해서 수렴된 광을 대기 중을 통해서 후술하는 단말(150)의 광 반사부(151) 측으로 송신하여 주사하고, 주사된 광이 단말(150)의 광 반사부(151)에서 반사되어 되돌아오는 반사광(reflected light)을 렌즈(133), 광 파이버(137) 및 광 스플리터(132)를 통해서 수신부(135) 측으로 전송하며, 본 실시형태에서는 MEMS 미러(134)는 광축 조정이 가능한 MEMS 미러를 이용한다. 또, MEMS 미러(134)는 제어부(136)와 전기적으로 연결되어서, 제어부(136)의 제어에 의해 광을 주사하며, 상세에 대해서는 후술한다.The MEMS mirror 134 transmits and converges the light converged through the lens 133 to the light reflection portion 151 side of the terminal 150 to be described later through the atmosphere and scans the light reflected by the light reflection portion 151 of the terminal 150 The MEMS mirror 134 transmits the reflected light reflected by the reflection mirror 151 to the receiver 135 through the lens 133, the optical fiber 137 and the optical splitter 132. In this embodiment, Uses a MEMS mirror capable of adjusting the optical axis. The MEMS mirror 134 is electrically connected to the control unit 136 and scans the light under the control of the control unit 136, the details of which will be described later.

수신부(135)는 후술하는 단말(150)의 광 반사부(151)에서 반사하여 되돌아오는 반사광을 수신하고, 수신한 반사광을 전기신호로 변환하여 제어부(136)로 출력한다.The receiving unit 135 receives the reflected light reflected by the light reflecting unit 151 of the terminal 150, which will be described later, converts the received reflected light into an electric signal, and outputs the electric signal to the controller 136.

제어부(136)는 RAM과 ROM 및 프로세서로 이루어지는 일종의 컴퓨터시스템(Micro Controller Unit : MCU)으로, MEMS 미러(134)를 제어하여, 예를 들어 가로×세로 각각 1×1m와 같이 일정 영역 단위로 차례로 광을 주사하고, 또, 일정 영역 단위로 주사한 광 중 단말(150)에서 반사하여 송신단(130)으로 되돌아온 광신호를 이용하여 단말(150)의 위치를 탐색하고, 후술하는 극치 탐색 제어(extremum seeking control) 알고리즘에 의해 극값을 찾아서 송신단(130)과 단말(150)이 서로 무선으로 광통신을 할 수 있는 최적의 상태로 링크를 정렬한다.The control unit 136 is a microcomputer unit (MCU) composed of a RAM, a ROM, and a processor, and controls the MEMS mirror 134 so that the MEMS mirror 134 is controlled in order, for example, The position of the terminal 150 is searched by using the optical signal reflected from the terminal 150 and returned to the transmitting terminal 130 among the light scanned in the unit of a predetermined area, seeking control algorithm, and arranges links in an optimal state in which the transmitting terminal 130 and the terminal 150 can perform optical communication with each other wirelessly.

또, 송신부(131)와 수신부(135)는 단말(150)과의 통신 시에 통신용 광신호(위치 탐색용 주사 광과는 다른 광신호)를 각각 송수신하는 기능도 하며, 이는 본 발명의 주제는 아니므로 여기에서는 상세한 설명은 생략한다.The transmitting unit 131 and the receiving unit 135 also function to transmit and receive a communication optical signal (an optical signal different from the scanning light for position search) at the time of communication with the terminal 150, And therefore, detailed description thereof is omitted here.

다음에, 단말(150)의 구성에 대해서 설명한다.Next, the configuration of the terminal 150 will be described.

단말(150)은 광 반사부(151)와 렌즈(152)와 광 스플리터(153)와 송신부(154) 및 수신부(155)를 포함하며, 렌즈(152)와 광 스플리터(153) 사이, 광 스플리터(153)와 송신부(154) 사이 및 광 스플리터(153)와 수신부(155) 사이는 광 파이버(157)에 의해 광학적으로 서로 접속되어 있다.The terminal 150 includes a light reflecting portion 151, a lens 152, an optical splitter 153, a transmitting portion 154 and a receiving portion 155, and is provided between the lens 152 and the optical splitter 153, The optical splitter 153 and the transmission section 154 and the optical splitter 153 and the reception section 155 are optically connected to each other by the optical fiber 157. [

광 반사부(151)는 단말(150)의 적절한 위치에 설치된 광 경로 변경수단으로서의 단말용 MEMS 미러(151a)와 단말용 MEMS 미러(151a)의 주위에 배치되는 반사시트(151b)를 포함한다.The light reflection portion 151 includes a MEMS mirror 151a for a terminal and a reflection sheet 151b disposed around the terminal MEMS mirror 151a as optical path changing means provided at appropriate positions of the terminal 150. [

단말용 MEMS 미러(151a)는 단말의 위치 탐색이 완료되어서 송신단(130)과 단말(150) 사이에 링크 정렬이 이루어진 상태에서, 송신단(130)으로부터 단말(150)로 전송되어 오는 통신용 광신호(탐색용 광신호와는 다른 광신호)를 단말(150)의 렌즈(152) 측으로 반사시키는 광 경로 변경수단이다.The MEMS mirror 151a for a terminal receives the communication optical signal transmitted from the transmitting terminal 130 to the terminal 150 in a state in which the positional search of the terminal is completed and link alignment is performed between the transmitting terminal 130 and the terminal 150 Which is different from the optical signal for search, to the lens 152 side of the terminal 150. [

반사시트(151b)는 당해 반사시트로 입사한 광을 그대로 반사시켜서 광원 측으로 되돌려보내는 재귀반사(retro-reflection) 기능을 갖는 재귀반사지로 이루어지며, 반사시트(151b)로는 예를 들어 3M(등록상표)사 제품의 재귀반사지 등을 이용할 수 있다.The reflective sheet 151b is made of a retroreflective sheet having a retro-reflecting function for reflecting light incident on the reflective sheet as it is and returning it to the light source side. As the reflective sheet 151b, for example, ) Can be used.

도 2는 단말(150)의 광 반사부(151)의 구성 예를 나타내는 도면이다. 도 2에 나타내는 것과 같이, 광 반사부(151)는 단말용 MEMS 미러(151a)와 단말용 MEMS 미러(151a)의 양측에서 서로 대칭을 이루도록 배치된 2개의 반사시트(151b)로 구성하는 방법, 도 2 (b)와 같이, 단말용 MEMS 미러(151a)와 단말용 MEMS 미러(151a)를 중심으로 서로 동일한 간격으로 배치된 4개의 반사시트(151b)로 구성하는 방법 등 다양한 방법이 있고, 여기서 반사시트(151b)의 개수는 특별히 제한되는 것은 아니며, 예를 들어 반사시트가 단말용 MEMS 미러(151a)의 주위를 둘러싸도록 하는 등의 방법에 의해 단말용 MEMS 미러(151a)의 위치를 확인할 수 있는 경우에는 반사시트의 개수는 1개로 해도 상관없다.2 is a diagram showing a configuration example of the light reflection portion 151 of the terminal 150. As shown in Fig. As shown in Fig. 2, the light reflecting portion 151 is formed by two reflective sheets 151b arranged so as to be symmetrical on both sides of the terminal MEMS mirror 151a and the terminal MEMS mirror 151a, There are various methods such as a method in which the MEMS mirror 151a for a terminal and the MEMS mirror 151a for a terminal are constituted by four reflective sheets 151b arranged at the same interval with each other as shown in Fig. 2 (b) The number of the reflective sheets 151b is not particularly limited. For example, the position of the terminal-use MEMS mirror 151a can be confirmed by a method such that the reflection sheet surrounds the periphery of the terminal-use MEMS mirror 151a The number of reflective sheets may be one.

렌즈(152)는 광 반사부(151)의 단말용 MEMS 미러(151a)에서 반사한 통신용 광신호가 광 파이버(157)로 수렴되도록 한다.The lens 152 allows the communication optical signal reflected by the terminal MEMS mirror 151a of the light reflection portion 151 to converge to the optical fiber 157. [

송신부(154)는 통신용 광신호를 송신하고, 수신부(155)는 통신용 광신호를 수신하며, 광 스플리터(153)는 렌즈(152)와 송신부(154) 및 수신부(155) 사이에서 광 경로를 전환한다.The transmission section 154 transmits the optical signal for communication and the reception section 155 receives the optical signal for communication and the optical splitter 153 switches the optical path between the lens 152 and the transmission section 154 and the reception section 155 do.

단말(150)의 단말용 MEMS 미러(151a), 렌즈(152), 광 스플리터(153), 송신부(154) 및 수신부(155)도 본 발명의 주제는 아니므로 여기에서는 상세한 설명은 생략한다.The terminal MEMS mirror 151a, the lens 152, the optical splitter 153, the transmission unit 154 and the reception unit 155 of the terminal 150 are not the subject of the present invention, and a detailed description thereof will be omitted here.

다음에, 본 실시형태의 무선 광통신시스템의 단말 위치 탐색장치(100)의 동작에 대해서 설명한다.Next, the operation of the terminal position search apparatus 100 of the wireless optical communication system of the present embodiment will be described.

먼저, 송신단(130)의 송신부(131)가 단말 위치 탐색용 주사 광을 출력하면 이 주사 광은 광 스플리터(132) 및 렌즈(133)를 통해서 MEMS 미러(134)에 수렴되고, 제어부(136)의 제어에 의해 MEMS 미러(134)는 이 주사 광을 대기를 통해서 단말(150) 측으로 송출하여, 예를 들어 가로×세로 각각 1×1m와 같이 일정한 크기의 주사영역 단위로 순차적으로 주사위치를 변경하면서 주사하는 동시에, 일정 영역 단위로 주사되는 주사 광 중 단말(150)의 광 반사부(151)에서 반사하여 수신부(135)로 되돌아오는 반사광이 있는가 여부를 확인함으로써 단말(150)의 위치 탐색을 한다.First, when the transmitter 131 of the transmitting terminal 130 outputs scanning light for terminal position search, the scanning light is converged on the MEMS mirror 134 through the optical splitter 132 and the lens 133, The MEMS mirror 134 sends the scanning light to the terminal 150 side via the waiting and changes the scanning position sequentially in units of scanning areas of a predetermined size such as 1x1m in width and length, The position of the terminal 150 is searched for by checking whether there is any reflected light reflected by the light reflecting portion 151 of the terminal 150 and returned to the receiving portion 135 among the scanning light scanned in a predetermined area unit do.

여기서, 제어부(136)는 순차적으로 주사위치를 변경하는 과정에서, 이전의 주사위치와 다음의 주사위치 사이에서 적어도 일부 영역이 중첩되도록 주사위치를 변경하면서 주사 광을 주사한다.Here, in the process of sequentially changing the scanning position, the control unit 136 scans the scanning light while changing the scanning position so that at least some areas overlap between the previous scanning position and the next scanning position.

MEMS 미러(134)에 의해 일정 영역 단위로 주사 광이 주사되는 도중에 그 영역 내에 단말(150)이 존재하면 상기 주사 광은 단말(150)의 광 반사부(151)의 반사시트(151b)에서 반사되며, 앞에서 설명한 것과 같이 반사시트(151b)는 입사한 광을 그대로 광원 측으로 반사하는 재귀반사 기능을 가지고 있으므로, 반사시트(151b)에서 반사된 반사광은 MEMS 미러(134), 렌즈(133) 및 광 스플리터(132)를 거쳐서 수신부(135)에 수신되게 된다.When the terminal 150 is present in the area while scanning light is scanned in units of a predetermined area by the MEMS mirror 134, the scanning light is reflected by the reflection sheet 151b of the light reflection part 151 of the terminal 150 Since the reflection sheet 151b has a recursive reflection function of reflecting incident light as it is toward the light source side as described above, the reflected light reflected by the reflection sheet 151b passes through the MEMS mirror 134, the lens 133, And is received by the receiving unit 135 via the splitter 132. [

이어서, 단말(150)의 광 반사부(151)에서 반사되어 수신되는 반사광을 수신한 수신부(135)는 수신한 광신호를 전기신호로 변환하여 제어부(136)로 출력하며, 이에 의해 제어부(136)는 예를 들어서 도 3 (a)에 나타내는 것과 같이 2개의 반사광 영상을 수신되게 된다. 도 3 (a)는 예를 들어서 도 2 (a)와 같은 구성의 광 반사부(151)에 대해 예를 들어 가로×세로 각각 1×1m의 영역 단위로 주사 광을 주사한 결과 얻어진 반사광을 코어스 스캔(coarse scan)한 코어스 스캔 영상을 나타내는 도면이다.The receiving unit 135 receives the reflected light reflected by the light reflection unit 151 of the terminal 150 and converts the received optical signal into an electrical signal and outputs the electrical signal to the control unit 136, For example, two reflected light images are received as shown in Fig. 3 (a). 3 (a) is a diagram showing a case where, for example, the reflected light obtained by scanning the scanning light in the area unit of 1 占 1m in width and length, respectively, And a coarse scan image.

이때, 제어부(136)는 송신단(130)에서 송출되어서 단말(150)의 광 반사부(151)에서 반사하여 다시 송신단(130)으로 되돌아오는 반사광의 개수가 단말(150)의 광 반사부(151)를 구성하는 반사시트(151b)의 개수와 동일한 수가 될 때까지 계속해서 MEMS 미러(134)를 제어하여 단말(150) 측으로 송출하는 주사 광의 주사 위치를 변경하면서 단말의 위치 탐색을 실행한다.The control unit 136 controls the number of the reflected lights emitted from the transmitting end 130 and reflected by the light reflecting unit 151 of the terminal 150 to return to the transmitting end 130, The position of the terminal is searched while changing the scanning position of the scanning light to be transmitted to the terminal 150 by controlling the MEMS mirror 134 until the number of the reflection sheets 151b constituting the reflection sheet 151b becomes equal to the number of the reflection sheets 151b.

송신단(130)에 의한 단말 위치 탐색용 주사 광의 주사 결과 예를 들어서 도 3 (a)와 같이 송신단(130)에서 송출되어서 단말(150)의 광 반사부(151)에서 반사하여 다시 송신단(130)으로 되돌아오는 반사광의 개수가 단말(150)의 광 반사부(151)를 구성하는 반사시트(151b)의 개수와 동일한 수가 되는 결과를 얻으면, 제어부(136)는 이 주사 광의 주사 범위를 좁혀서, 예를 들어 가로×세로 각각 1×1m의 주사영역의 크기를 예를 들어 가로×세로 각각 0.1×0.1m로 줄여서 주사를 하도록 MEMS 미러(134)를 제어하여 파인 스캔(fine scan)을 실행하며, 도 3 (b)는 도 3 (a)의 코어스 스캔 결과 얻어진 영상에 대해, 주사 광의 주사영역의 크기를 줄여서 파인 스캔을 실행한 결과 얻어진 파인 스캔 영상을 나타낸다.For example, as shown in FIG. 3 (a), transmitted from the transmitting terminal 130, reflected by the light reflecting portion 151 of the terminal 150, and transmitted again to the transmitting terminal 130, The control section 136 narrows the scanning range of the scanning light so that the number of reflection sheets 151b constituting the light reflection section 151 of the terminal 150 is equal to the number of the reflection sheets 151b, A fine scan is performed by controlling the MEMS mirror 134 so as to perform scanning by reducing the size of the scan area of 1x1m width by 5x width by 0.1x 0.1m, 3 (b) shows a fine scan image obtained as a result of performing a fine scan by reducing the size of the scan region of the scan light with respect to the image obtained as a result of the coalescing scan of FIG. 3 (a).

이와 같은 방법으로 파인 스캔 영상을 얻으면 제어부(136)는 내장하고 있는 극치 탐색 제어 알고리즘을 이용하여 광 반사부(151)의 각 반사시트(151b) 각각으로부터 반사된 반사광의 극치를 탐색한다.When the fine scan image is obtained in this way, the control unit 136 searches the extreme values of the reflected light reflected from each of the reflection sheets 151b of the light reflection unit 151 using the built-in extreme search control algorithm.

도 3 (b)에서 보는 것과 같이, MEMS 미러(134)에 의해서 반사되는 광의 분포는 MEMS 미러에 의해 광이 잘리는 현상에 의해 회절이 발생하여 하나의 전역 최대 점만 가지는 것이 아니라 여러 개의 지역 최대 점과 하나의 전역 최대 점을 가지며, 송신단(130)과 단말(150) 사이에서 최적의 통신이 이루어지도록 하기 위해서는 지역 최대 점이 아닌 전역 최대 점에서 송신단(130)과 단말(150) 사이의 광신호 전송 링크가 형성되도록 하여 통신을 하는 것이 가장 좋으므로, 제어부(136)는 내장하고 있는 극치 탐색 제어 알고리즘을 이용하여 전역 최대 점에 광 반사부(151)의 단말용 MEMS 미러(151a)의 중심이 위치하도록 MEMS 미러(134)를 제어한다.As shown in FIG. 3 (b), the light reflected by the MEMS mirror 134 is diffracted by a phenomenon in which the light is cut by the MEMS mirror, so that it is not limited to one global maximum point, In order to achieve optimum communication between the transmitting end 130 and the terminal 150, the optical signal transmitting link 130 between the transmitting end 130 and the terminal 150 at a maximum point, It is preferable that the center 136 of the terminal MEMS mirror 151a of the light reflection part 151 is positioned at the maximum global point by using the built-in extreme value search control algorithm And controls the MEMS mirror 134.

보다 상세하게는, 파인 스캔 영상으로부터 제어부(136)는 내장하고 있는 극치 탐색 제어 알고리즘을 이용하여 각 반사시트(151b)에서 반사한 반사광의 극치(반사광 영상의 극치)를 탐색하고, 탐색 결과 얻어진 각 반사시트(151b)의 전역 최대 점(전역 극치)을 연결한 선상에 단말용 MEMS 미러(151a)의 중심이 위치하도록 MEMS 미러(134)를 제어하여 링크를 정렬한다.More specifically, from the fine scan image, the control unit 136 searches the extreme value (the extreme value of the reflected light image) of the reflected light reflected by each reflective sheet 151b using the built-in extreme search control algorithm, The MEMS mirror 134 is controlled so that the center of the terminal-use MEMS mirror 151a is positioned on the line connecting the global maximum points (global extreme values) of the reflection sheet 151b.

이상, 본 발명을 바람직한 실시형태에 의하여 설명하였으나, 본 발명은 상기 실시형태에 한정되는 것은 아니며, 청구범위에 기재된 발명의 범위 내에서 다양한 변경 또는 변형이 가능하다.While the present invention has been described with reference to the preferred embodiments thereof, it is to be understood that the present invention is not limited to the above-described embodiments, and various changes and modifications may be made without departing from the scope of the invention.

상기 실시형태에서는 송신단(130)의 송신부(131)와 렌즈(133) 및 수신부(135) 사이의 광 경로의 설정을 하는 광 스플리터(132) 및 단말(15)의 렌즈(152)와 송신부(154) 및 수신부(155) 사이의 광 경로의 설정을 하는 광 스플리터(153)는 각각 3개 이상의 단자가 대칭적으로 배치되어서 어떤 단자로부터 입력하는 광을 그 이웃의 한 단자로만 출력하는 광학장치인 광 서큘레이터를 이용해도 상관없다.The optical splitter 132 for setting the optical path between the transmission section 131 of the transmission terminal 130 and the lens 133 and the reception section 135 and the lens 152 of the terminal 15 and the transmission section 154 And the receiving section 155 are arranged symmetrically with respect to each other so that three or more terminals are symmetrically arranged so that the light input from one terminal to the adjacent one of the terminals You may use a circulator.

또, 상기 실시형태에서는 단말의 위치 탐색이 완료되어서 송신단(130)과 단말(150) 사이에 링크 정렬이 이루어진 상태에서, 송신단(130)으로부터 단말(150)로 전송되어 오는 통신용 광신호를 단말(150)의 렌즈(152) 측으로 반사시키는 광 경로 변경수단으로 단말용 MEMS 미러(151a)를 이용하는 것으로 하였으나, 상기 광 경로 변경수단은 MEMS 미러에 한정되는 것은 아니며, 일반 미러를 이용해도 좋다.In the above embodiment, the communication optical signal transmitted from the transmitting terminal 130 to the terminal 150 is transmitted to the terminal 150 after the position search of the terminal is completed and the link is aligned between the transmitting terminal 130 and the terminal 150 150 MEMS mirror 151a is used as the optical path changing means for reflecting the light toward the lens 152 side of the MEMS mirror 150, the optical path changing means is not limited to the MEMS mirror, and a general mirror may be used.

또, 상기 실시형태에서는 주사 광을 주사하는 주사영역의 크기 및 코어스 스캔 영역의 크기를 각각 가로×세로 각각 1×1m 단위로 하는 것으로 설명하였으나, 이에 한정되는 것은 아니며, 이보다 더 크게 해도 좋고 더 작게 해도 좋다.In the above-described embodiment, the size of the scan area for scanning the scanning light and the size of the coarse scan area are respectively 1x1m and 1x1m, respectively. However, the present invention is not limited to this and may be larger or smaller Maybe.

또, 상기 실시형태에서는 파인 스캔을 하는 파인 스캔 영역의 크기를 가로×세로 각각 0.1×0.1m 단위로 하는 것으로 설명하였으나, 이에 한정되는 것은 아니며, 이보다 더 크게 해도 좋고 더 작게 해도 상관없다.In the above embodiment, the size of the fine scan area for fine scan is set to 0.1 占 0.1m in width and length, respectively. However, the present invention is not limited to this and may be larger or smaller.

100 단말 위치 탐색장치
130 송신단
131, 154 송신부
132, 153 광 스플리터
134 MEMS 미러
135, 155 수신부
136 제어부
150 단말
151 광 반사부
151a 단말용 MEMS 미러
151b 반사시트100 terminal position search device
130 transmitter
131, 154 Transmitter
132, 153 optical splitter
134 MEMS mirror
135, 155 Receiver
136 control unit
150 terminal
151 light reflection portion
151a MEMS mirror for terminal
151b reflective sheet

Claims (7)

무선 광통신시스템의 단말 위치 탐색장치로,
상기 단말 위치 탐색장치는 송신단과 단말을 포함하며,
상기 송신단은,
상기 단말 위치 탐색용 주사 광과 상기 송신단과 상기 단말 사이의 통신을 위한 통신용 광신호를 출력하는 송신부와,
상기 주사 광 중 상기 단말에서 반사되어 되돌아오는 반사광을 수신하는 수신부와,
상기 주사 광을 대기 중을 통해서 상기 단말 측으로 송출하여 주사하고, 상기 반사광을 상기 수신부 측으로 출력하는 MEMS 미러와,
상기 MEMS 미러를 제어하는 제어부를 구비하고,
상기 단말은,
상기 MEMS 미러를 통해서 대기 중으로 송출된 통신용 광신호를 단말용 수신부 측으로 반사시키는 광 경로 변경수단과,
상기 광 경로 변경수단을 중심으로 서로 동일한 거리에 배치되며, 재귀반사 기능을 갖는 2개 이상의 반사시트를 포함하는 무선 광통신시스템의 단말 위치 탐색장치.A terminal location searching apparatus of a wireless optical communication system,
The terminal location search apparatus includes a transmitter and a terminal,
The transmitting end transmits,
A transmitting section for outputting the optical signal for communication for communication between the transmitting terminal and the terminal,
A receiver for receiving the reflected light reflected from the terminal of the scanning light;
A MEMS mirror for emitting the scanning light to the terminal side through the atmosphere and scanning the same, and outputting the reflected light to the receiver side;
And a controller for controlling the MEMS mirror,
The terminal,
Optical path changing means for reflecting the optical signal for communication sent to the atmosphere through the MEMS mirror to the terminal receiving section side,
Wherein the optical path changing means includes two or more reflective sheets disposed at equal distances from each other with respect to the optical path changing means and having a retroreflective function. 청구항 1에 있어서,
상기 송신단은, 상기 송신부에서 출력하는 상기 주사 광을 상기 MEMS 미러 측으로 출력하고, 상기 MEMS 미러로부터 출력되는 상기 반사광을 상기 수신부 측으로 출력하는 광 경로 설정수단을 더 포함하는 무선 광통신시스템의 단말 위치 탐색장치.The method according to claim 1,
Wherein the transmitting end further comprises optical path setting means for outputting the scanning light output from the transmitting portion to the MEMS mirror side and outputting the reflected light output from the MEMS mirror to the receiving side, . 청구항 2에 있어서,
상기 광 경로 설정수단은 광 스플리터 또는 광 서큘레이터 중 어느 하나인 무선 광통신시스템의 단말 위치 탐색장치.The method of claim 2,
Wherein the optical path setting means is any one of an optical splitter and an optical circulator. 청구항 1에 있어서,
상기 송신단은 상기 송신부로부터 출력하는 상기 주사 광을 상기 MEMS 미러에 수렴시키는 렌즈를 더 포함하는 무선 광통신시스템의 단말 위치 탐색장치.The method according to claim 1,
Wherein the transmitting end further comprises a lens for converging the scanning light output from the transmitting unit to the MEMS mirror. 청구항 1 내지 청구항 4 중 어느 한 항에 있어서,
상기 제어부는 상기 MEMS 미러를 제어하여,
상기 주사 광을 가로×세로 각각 일정 크기를 갖는 주사영역 단위로 차례로 주사하여 그 반사광의 영상을 수신하는 코어스 스캔을 실행하여 코어스 스캔 영상을 얻고,
상기 코어스 스캔 영상의 개수가 상기 2개 이상의 반사시트의 개수와 동일한 개수가 되면 상기 주사영역의 크기를 줄여서 파인 스캔을 실행하여 파인 스캔 영상을 얻으며,
상기 파인 스캔 영상으로부터 상기 2개 이상의 반사시트 각각에서 반사한 반사광의 극치를 탐색하고, 탐색 결과 얻어진 상기 2개 이상의 반사시트 각각의 전역 극치를 연결한 선상에 상기 광 경로 변경수단의 중심이 위치하도록 하여 상기 송신단과 상기 단말 간의 링크를 정렬하는 무선 광통신시스템의 단말 위치 탐색장치.The method according to any one of claims 1 to 4,
The controller controls the MEMS mirror,
Scanning the scanning light in units of scanning areas each having a predetermined width and length, and performing a coarse scan for receiving the reflected light image to obtain a coarse scan image,
Wherein when the number of the coarse scan images is equal to the number of the two or more reflection sheets, a fine scan is performed by reducing the size of the scan area to obtain a fine scan image,
And the center of the optical path changing means is located on a line connecting the global extreme values of the two or more reflection sheets obtained as a result of the search And aligning the link between the transmitting end and the terminal. 청구항 1에 있어서,
상기 광 경로 변경수단은 MEMS 미러 또는 미러 중 어느 하나인 무선 광통신시스템의 단말 위치 탐색장치.The method according to claim 1,
Wherein the optical path changing means is any one of a MEMS mirror and a mirror. 청구항 1의 무선 광통신시스템의 단말 위치 탐색장치를 이용한 단말 위치 탐색방법으로,
상기 주사 광을 가로×세로 각각 일정 크기를 갖는 주사영역 단위로 차례로 주사하여 그 반사광의 영상을 수신하는 코어스 스캔을 실행하여 코어스 스캔 영상을 얻는 단계와,
상기 코어스 스캔 영상의 개수가 상기 2개 이상의 반사시트의 개수와 동일한 개수가 되면 상기 주사영역의 크기를 줄여서 파인 스캔을 실행하여 파인 스캔 영상을 얻는 단계와,
상기 파인 스캔 영상으로부터 상기 2개 이상의 반사시트 각각에서 반사한 반사광의 극치를 탐색하고, 탐색 결과 얻어진 상기 2개 이상의 반사시트 각각의 전역 극치를 연결한 선상에 상기 광 경로 변경수단의 중심이 위치하도록 하여 상기 송신단과 상기 단말 간의 링크를 정렬하는 단계를 포함하는 무선 광통신시스템의 단말 위치 탐색방법.A terminal location search method using a terminal location search apparatus of a wireless optical communication system according to claim 1,
Scanning the scanning light in units of scanning areas each having a predetermined width and length, and performing a coarse scan for receiving the reflected light image to obtain a coarse scan image;
When the number of the coarse scan images is equal to the number of the two or more reflective sheets, performing a fine scan by reducing the size of the scan area to obtain a fine scan image;
And the center of the optical path changing means is located on a line connecting the global extreme values of the two or more reflection sheets obtained as a result of the search And aligning a link between the transmitting end and the terminal.
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