Convergence Security Journal (융합보안논문지)

Korea convergence Security Association (한국융합보안학회)
권호 표지

Development of Visible Light Communication (VLC) System Technology Based on High Brightness LED light

고휘도 LED 조명 기술을 이용한 고속 가시광통신 시스템 기술 개발

  • Received : 2014.11.26
  • Accepted : 2014.12.29
  • Published : 2014.12.30
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Abstract

In this study, we design and develop a VLC test-bed system which has been recently issued and focused as good convergence technology in the world. We classify the developed system into transmission part including analog LED driver module, digital signal modulation module, and receiver part with light sensing module and signal demodulation module. Then we introduce important characteristics and components. We analyze some factors for each module. To validate the communication of the designed VLC system, we develop a VLC sender-receiver simulator which can control the dimming factor and flicker-free effect. From the developed system, we observed about 12Mbps of data transmission rate with 0.5m~1m of distance, without packet loss. We verified the real-time communication with multimedia streaming which can be considered as very high date rate. The developed system and technology will be useful for some converged data services like indoor positing, home appliances, and indoor parking system.

본 연구에서는 최근 각광받고 있는 융합기술 중의 하나인 가시광 통신 기술을 개발하고 실제 시제품을 구현하기 위한 시스템 기술에 대해서 기술한다. 본 논문에서는 현재 개발 중인 LED기반 VLC 시스템 기술을 송신부로서 아날로그 LED 드라이브 모듈, 디지털 변조 모듈 및 수신부로 광신호 센싱모듈, 신호복조 모듈로 분류하고 개별 모듈에 대한 구체적인 개발 시스템에 대해서 소자 및 주요 부품의 특성을 기반으로 제시하고 분석한다. 또한 통신 검증을 위해 VLC 송 수신 시뮬레이터를 설계하여 디밍 조절과 플리커 현상에 대한 부분까지 검증 가능하도록 개발하였다. 실제 개발된 시스템을 통해 약 0.5m 거리에서 약 12Mbps의 고속 데이터 전송이 가능함을 확인하였고, 다양한 멀티미디어 데이터까지 실시간으로 전송 가능함을 확인하였다. 본 연구에서 개발된 기술은 가정 내 또는 실내 주차장 등과 같이 실내 측위 또는 조명과 함께 다양한 융합 데이터 서비스 등에서 중요한 역할을 할 것으로 기대된다.

Keywords

References

  1. Le-Minh, H., Zeng, L., O'Brien, D.C., Bouchet, O., Randel, S., Walewski, J., Borges, J.A.R., Langer, K.-D., grubor, J.G., Lee, K., and Won, E.T.: ''Shortrange Visible Light Communications'', Wireless World Research Forum, 2007
  2. 김영수, 무선광통신 기술동향 분석, KISTI 기술동향분석보고서, 2002. 12. 28
  3. Visible Light Communications Consortium, http:// www.vlcc.net, 2008
  4. Hugh-Sing-Liu, and Pang-G: ''Positioning beacon system using digital camera and LEDs'', IEEE Transactions on Vehicular Technology, 2003, 52, (2), pp. 406-419. https://doi.org/10.1109/TVT.2003.808800
  5. IEEE: IEEE 802.15 WPAN Visual Light Communication Study Group (IGvlc) http://www.ieee802.org/15/pub/IGvlc.html, 2008.
  6. O'Brien-Dc, Zeng, L., Le-Minh, H., and Faulkner, G.: ''VLC with whitelightLEDs: strategies to increase data-rate'', Presented at IEEE 802.15c meeting Jacksonville, Fl, USA, May, 2008, https://mentor.ieee.org/802.15/documents.
  7. Yoshino, M., Haruyama, S., and Nakagawa, M.: ''High-accuracy positioning system using visible LED lights and image sensor'', Radio and Wireless Symposium, 2008 IEEE, 2008, pp. 439-442.
  8. 백색 LED 조명광통신에 관한 연구, 한국해양정보통신학회 2004 춘계종합학술대회지 제8권 제 1 호, pp. 479-481, 2004
  9. 신영종, 차세대 멀티미디어 이동 통신 단말 기술 동향, TTA 가시광무선통신 멀티미디어 표준 기술워크숍, 2007. 8. 30.
  10. Haruyama S., "Visible light communication using sustainable LED lights," 2013 Proceedings of ITU Kaleidoscope: Building Sustainable Communities (K-2013), pp. 22-24, April 2013.
  11. 문현동, 이성수, 유종호, 이석주, 정성윤, "LED 기반 가시광 통신 기술 동향," 한국전자광학회지, Vol.1, No.1, pp.10-17, December, 2011.
  12. 정대광, "가시광 통신의 이해", 삼성전자 DMC 연구소, Vol. 04, No. 13, 2010.
  13. 김종원, 강태규, 정명애, "가시광 통신 표준 및 기술 동향", 정보통신연구진흥원 IT-주간기술동향 1400호, Vol. 06. No. 10, 2009.
  14. 김대호, "LED 조명 통신 라인코딩 기술", TTA 가시광 무선 통신및 LED 융합 제어 기술 세미나, vol. 12. No.08, 2009.
  15. ICT 표준화 전략맵, "ICT중점기술 표준화 전략맵 ver.2011 종합보고서 1권 이동통신 분야", Vol. 12, p. 285-361, 2010.