LED(Light Emitting Diode)는 기존 광원보다 고효율, 저전력, 장수명으로 인해 일반 조명들을 모두 대체될 것으로 전망되며, 또한 기본적으로 반도체 소자이기 때문에 전기에서 빛으로 바꾸는 속도가 매우 빠르며, 이와 같은 특성을 이용하여 고속 ON-OFF 스위칭을 통한 통신 변조를 수행 할 수 있다. 최근에는 이러한 특징을 이용한 가시광 통신(VLC: Visible Light Communication)기술이 주목받고 있으며, 많은 연구가 진행 되고 있다. 본 논문에서는 LED와 가시광 통신을 융합하여 송신부에는 LED 발광소자와 수신부에는 적외선센서를 사용하여, 미디어 신호 전송을 구현하였다. 미디어 전송 속도를 개선하기위해 가시광 통신에 적용되는 기존 가시광 통신용 LED 드라이버의 전력 변환 효율 및 발열 문제를 개선하고자 통신 시스템의 효율 증대를 위해 새로운 방식의 LED 드라이버를 연구하고자 한다.
실내 가시광 무선 통신 기술은 반도체인 LED (Light Emitted Diode)의 발광 특성을 제어하여 디지털 신호를 송신하며, PD (Photo Diode)를 이용하여 광 신호를 송수신하는 차세대 무선 통신 기술이다. 이러한 가시광 무선통신에서 LED는 실내 조명기기로써의 역할 뿐 아니라 우선 통신 시스템의 송신기의 역할도 수행한다. 가시광 무선 통신 시스템은 그 특성 상 통신 영역이 빛의 도달하는 범위로 한정되며, 빛의 광량에 따라 통신 채널 품질이 결정된다. 이에 본 논문에서의 복수의 LED로 구성된 LED 패널의 위치 변화와 LED 발광 각도 변화가 통신 채널 품질에 미치는 영향을 분석하고자 한다. 이를 위한 모의실험을 수행하였고, 그 결과 LED 패널의 위치 및 LED 발광 각도가 조도 및 SNR 변화에 상당한 영향을 끼친다는 사실을 입증하였다.
본 논문에서는 LED 조명을 기반으로 미디어 전송기법 가시광통신 시스템 모듈 설계 및 효율 연구와 성능분석을 하였다. 고휘도 Withe LED조명을 이용한 가시광통신(Visible Light Communication) 송 수신기 모듈을 통해 미디어 전송 시스템을 구현하기 위해 송신부에는 1~12개의 LED 발광 소자와 수신부에는 PD(Photo Diode)센서를 구성하여 전송속도에 따른 최대 송 수신의 통신 거리를 실험해 보고자 가시광통신 시스템을 제안하였다. 또한 미디어 전송 시스템의 효율을 증대시키기 위해 LED모듈에 렌즈 착용시와 미착용시 각각의 성능을 측정하여 약 20%의 효율이 증가하였음을 확인 할 수 있었다.
이 논문에서는 LED(Light Emitting Diode) 조명을 이용한 간편한 가시광 통신 시스템을 구현하기 위해, 비 캐리어 NRZ-OOK(non-return to zero on off keying) 변조 방식을 사용하고, 가시광 송신을 위한 발광소자인 $3{\times}3$ 백색 LED 배열과 가시광 수신을 위한 여러 가지 포토다이오드를 사용하여 송수신 소자사이의 거리가 약 2.5m이고, 전체 시스템 속도가 115.2kbps의 전송속도를 가지는 가시광 시스템을 설계하여 구현 한다. 구현된 시스템의 성능분석을 위해 LED 와 포토다이오드 종류, LED 배열 수, 전송속도 따른 최대 송수신 거리를 구하고 여러 가지 구현시스템의 성능을 실험을 통해 분석한다.
본 논문에서는 LED(Light Emitting Diode)조명을 통해 통신을 접목하여 이용이 간편한 가시광통신 시스템을 구현 하고자 한다. LED 가시광 통신을 실현시키고자 송신부에는 1~12개의 LED 발광 소자와 수신부에는 가변 PD(Photo Diode)인 센서를 사용한다. LED가시광통신을 하고자 개발이 이루어진 송 수신부의 초기 거리 값은 0~1.5m 이상으로 하고, 전체 시스템 전송 속도는 수 천 kbps의 가변성을 가지는 가시광 미디어 전송 시스템을 이루었다. LED 모듈의 전체적인 효율 증대를 위해 렌즈 착용시와 미착용시 성능 실험을 하여 효율 측정을 하였으며, 구현된 연구의 성능 분석을 위한 기존 PC 모듈에 LED 및 PD를 구성하여 LED 개수, 전송속도에 따른 최대 송수신의 통신 거리를 실험하고 응용 방법과 가능성에 대해서 확인하고자 한다.
LED 통신은 LED(Light Emitting Diode)에서 나오는 가시광선을 이용해 정보를 전송하는 무선통신기술로 RF(Radio Frequency) 통신의 문제점인 주파수 할당, 인체 내 유해성, 보안의 취약성, 전자기기 간 간섭 등을 극복할 수 있는 기술이다. LED를 이용하여 조명과 통신을 동시에 사용할 수 있는 융합 기술로 유비쿼터스 환경에 적합하다. 본 논문에서는 LED, PD(Photodiode) 및 MCU(Micro Controller Unit)를 이용한 LED 통신 시스템의 데이터 전송 알고리즘을 개발하였고 구현하는 과정을 소개한다.
In this paper, we newly introduce a visible light communication (VLC) repeater using the LED array in an LED lamp. The LED array is used for a light source in the repeater, which radiates light both for illumination and data transmission. A VLC repeater is made by adding some electronic circuits to the LED array including a photodetector, a demodulator, and a modulator. The repeater is installed on the ceiling of a room like a conventional LED lamp, receives the VLC signal from an arbitrary transmitter, recovers data, and radiates the signal to wide area in the room. We used a carrier frequency of 100 kHz for the uplink from a transmitter to the repeater, and 500 kHz for the downlink from the repeater to a receiver. The repeater is useful for increasing the transmission path to wide area over the obstacles that may exist between VLC transmitters and receivers.
본 논문에서는 PC모듈 기반으로 LED(Light Emitting Diode)의 White조명을 이용한 VLC(Visible Light Communication) 송 수신기 모듈의 미디어 전송 시스템을 구현하고 전송 기술에 대해 성능 분석을 하기 위한 연구이다. LED가시광통신을 실현시키고자 송신부에는 1~12개의 LED발광소자와 수신부에는 가변 센서를 사용 하고자 한다. LED가시광통신을 하고자 개발이 이루어진 송 수신부의 초기 거리 값은 0~1m이상으로 하고 전체 시스템 전송 속도는 수천 kbps를 가지는 가시광 미디어 전송 시스템을 이루었다. 성능 분석을 위해서, PC 모듈에 LED 및 적외선센서를 구성하여 예측 및 통신 거리에 분석하여 응용 방법과 가능성에 대해서 확인하고자 한다. LED 모듈의 전체적인 효율 증가를 위하여 렌즈 착용시와 미착용시 각 성능을 측정하여 약 20%의 효율이 증가하였음을 알 수 있었다.
This study is to solve problems of depletion of RF bandwidth frequency, confusion possibility, security that current wireless communications system have and is to confirm possibility of applying next generation network. To solve problems of current wireless communications system, visible light communications system for power line communications using ATmega16 Microcontroller is was realized and receiver property was analyzed. PLC exclusive chip APLC-485MA, Microcontroller ATmega16, 5pi bulb type LED and high flux LED, visible light receiving sensor LLS08-A1 were used for transmitter and receiver. Performance was analyzed by designed program and an oscilloscope. It was showed average 20% improved receiver rate rather than bulb type LED in the case of high flux LED through voltage change rate on communication distance and LED type of distance between 10 to 50 cm. The blue LED showed the best performance among measured LED types with above 10% of voltage decreasing rate. But As it gradually becomes more distant, the precise date was difficult to obtain due to weak light. To overcome these sort of problems, specific values such as changing conditions and efficiency value relevant to light emitting parts and visible light receiving sensor should be calculated and continuous study and improvements should also be accomplished for the better communications condition.
LED 기반 가시광 통신은 별도의 송수신 장비가 필요하고 광원의 범위에서만 통신이 가능한 특징이 있다. 또한 가시광 대역을 사용하여 주파수에 민감한 지역에서 사용이 가능한 장점이 있다. 이러한 장점과 특징을 응용하여 다양한 분야에 적용하기 위한 연구가 필요하다. 본 논문에서는 브로드캐스트 방법을 이용한 LED 기반 가시광 통신 시스템을 구현하고 기능을 검증하였다.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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