• Journal of Advanced Marine Engineering and Technology
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• 제39권1호
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• pp.63-67
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• 2015

백색 발광 다이오드는 조명과 통신이 동시에 가능하여 많은 주목을 받고 있다. 본 논문에서는 고출력 백색 LED와 저가형 광 다이오드, 프레넬 렌즈로 구성된 가시광 통신의 특성을 연구하였다. LED 구동회로는 고전력 MOSFET과 MOSFET 전용 구동칩을 사용하여 LED가 고속으로 온오프 되게 스위칭 하였다. 사용한 LED의 대역폭은 8 MHz로 측정되었다. 그러나 실내 조명환경을 고려한 500 lx 조도 하에서 통신 속도는 PIN 광 다이오드인 SFH213의 낮은 스펙트럼 감도와 낮은 신호전력으로 인해 1 Mbps까지만 가능하였다. 시스템 대역폭을 확장하기 위하여 프레넬 렌즈를 적용한 경우 수신단의 PIN 광 다이오드에 LED의 집광된 광 전력이 입사되도록 하여 LED의 대역폭까지 변조될 수 있었다. 프레넬 렌즈에 의한 신호대 잡음비는 40 dB 이상 향상되었다.

• International Journal of Internet, Broadcasting and Communication
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• 제12권2호
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• pp.8-14
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• 2020

Recently, there was an increasing demand for an integrated access control system which is capable of user recognition, door control, and facility operations control for smart buildings automation. The market available door lock access control solutions need to be improved from the current level security of door locks operations where security is compromised when a password or digital keys are exposed to the strangers. At present, the access control system solution providers focusing on developing an automatic access control system using (RF) based technologies like bluetooth, WiFi, etc. All the existing automatic door access control technologies required an additional hardware interface and always vulnerable security threads. This paper proposes the user identification and authentication solution for automatic door lock control operations using camera based visible light communication (VLC) technology. This proposed approach use the cameras installed in building facility, user smart devices and IoT open source controller based LED light sensors installed in buildings infrastructure. The building facility installed IoT LED light sensors transmit the authorized user and facility information color grid code and the smart device camera decode the user informations and verify with stored user information then indicate the authentication status to the user and send authentication acknowledgement to facility door lock integrated camera to control the door lock operations. The camera based VLC receiver uses the artificial intelligence (AI) methods to decode VLC data to improve the VLC performance. This paper implements the testbed model using IoT open-source based LED light sensor with CCTV camera and user smartphone devices. The experiment results are verified with custom made convolutional neural network (CNN) based AI techniques for VLC deciding method on smart devices and PC based CCTV monitoring solutions. The archived experiment results confirm that proposed door access control solution is effective and robust for automatic door access control.

• 한국인터넷방송통신학회논문지
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• 제14권4호
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• pp.77-83
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• 2014

가시광 무선통신 기술(VLC)은 LED 조명을 사용하여 통신이 가능하게 하는 기술로써 조명장치와 통신기능을 융합하는 기술이다. Color LED를 사용한 무선 통신의 성능을 향상시키고 데이터 효율을 향상시키기 위해서 이를 연구할 필요성이 있다. 본 논문에서는 일반적인 실내에서의 통신 환경을 가정하고, CSK-OFDM 기반의 LED 통신 시스템에 MIMO 기법을 적용하여, 더 효율적인 통신을 전송하는 방법에 대해서 연구하였다. IEEE 802.15.7 표준화에 근거하여 시뮬레이션을 통해 성능을 분석해 본 결과, CSK-OFDM 기반의 LED 통신 시스템에서 사용하는 MIMO 기반의 전송 기법과 외부 잡음은 SNR과 BER의 성능에 많은 영향을 끼침을 확인하였다.

• 한국통신학회논문지
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• 제37C권9호
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• pp.774-783
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• 2012

이 논문에서는 안전하고, 오래 지속되고, 휴대기능의 하이브리드 측위 시스템을 제안하고 구현한다. 제안된 시스템은 목표물의 위치정보에 대응하는 가시광 데이터를 생산하는 LED 조명, 저 전력 우수한 보안성, 서비스 확장 범위 기능 특성을 가지는 지그비 무선 네트워크 모듈로 구성이 된다. 제작된 하이브리드 측위 시스템을 목표물과 관측자사이 23.62m 거리이고 장애물이 있는 실내 환경에서 시험하여 지그비 삼단 다중홉 애드혹 무선 네트워킹과 가시광 동작 기능들을 검증하고, 하이브리드 측위 알고리즘, 신호 추정 과정, 하드웨어 구현, 임베디드 소프트웨어 개발 등에 대해 설명하고, 측위 시험 결과에 대해 다룬다.

• Journal of the Optical Society of Korea
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• 제19권5호
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• pp.514-520
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• 2015

This paper presents a novel shore-to-sea maritime data transmission system based on time-code diversity, using visible light in maritime environments to overcome the limitations of conventional maritime wireless communications. The proposed system is primarily comprised of existing LED-based lighthouses and maritime transceivers (marine beacons, buoys, etc.), and thus is considered cost-effective in terms of implementation. We first analyze maritime visible-light communications on the basis of the unique properties of a maritime environment, i.e. sea states (wave height, wind speed, etc.), plus atmospheric turbulence, using the Pierson-Moskowitz (PM) and JONSWAP (JS) spectrum models. It is found that the JS model outperforms the PM model, and that the coverage distance depends on the LED power and sea states. To combat maritime fading conditions that significantly degrade performance and coverage distance, we propose a time-code diversity (TCD) scheme in which the delayed versions of the original data are retransmitted using orthogonal Walsh codes. This TCD scheme is found to be superior, in that it offers three orders of magnitude in terms of BER performance, compared to a conventional (non-TCD) transmission scheme. The proposed scheme is robust and efficient in overcoming the effect of impairments present in maritime environments with a BER of approximately $10^{-5}$and a data rate of 100 Kbps at a distance of 1 km.

• 정보와 통신
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• 제33권10호
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• pp.10-16
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• 2016

IEEE 802.15.7 VLC(Visible Light Communication) 규격 이후에 카메라 기반 ISC(Image Sensor Communication) 관련 개정 필요성이 제기되어서 현재 IEEE 802.15.7m OWC(Optical Wireless Communication) TG가 표준화를 진행 중에 있다. 2016년 5월에 결정된 Baseline Document D0를 기반으로 LiFi(Light Fidelity), OCC(Optical Camera Communication) 및 LED-ID(LED Identification) 기술로 간단하게 분류하고 각 핵심 변조 기법을 소개한다. 5세대 이동통신과 함께 사용될 수 있는 다양한 IoT/ M2M 응용 서비스(LED, 디지털사이니지, 방송, 자동차 안전, 디스플레이 등)들이 포함되어 있다. 국내에서 혁신적인 비즈니스 모델 발굴과 국내 산/학/연/관이 협력하여 가시광, 적외선 및 자외선 분야에서 적극적인 연구개발이 있어야 할 것이다.

• 한국통신학회논문지
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• 제39C권6호
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• pp.476-481
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• 2014

본 논문에서는 가시광 통신의 광원으로 사용되는 백색 LED (Light Emitting Diode)의 변조 대역폭 확장을 위해 송신단에 전치 등화기 회로를 설계하였다. 또한 청색 광 필터를 이용하여 백색 LED의 주파수 응답을 저해하는 황색 형광물질의 영향을 제거하였고 이로 인해 발생하는 신호 세기의 저하를 광학 설계를 통해 극복하였다. 이 시스템을 통해 백색 LED의 변조 대역폭을 결정하는 3 dB 대역폭을 3 MHz에서 25 MHz이상으로 향상 시켰으며 광학 설계를 통해 추가적인 신호 세기를 확보하여 전송 거리를 증가시켰다. 통신 성능 확인을 위해 LED에 NRZ-OOK (신호를 변조시켜 전송하여, APD (Avalanche Photo Diode)를 통하여 수신하였고 이를 CSA (Communication System Analyzer)와 RFSA (Radio Frequency Spectrum Analyzer)를 통해 분석하였다. 이를 통해 전치 등화기와 광학 설계를 이용하여 전송거리 4.5 m에서 30 Mbps, 1.5 m에서 50 Mbps의 신호 전송이 가능함을 실험적으로 검증하였다.

• 한국인터넷방송통신학회논문지
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• 제12권1호
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• pp.115-122
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• 2012

논문에서는 조명용 LED를 사용하여 실내 무선광 통신이 가능함을 보인다. 조명용 LED를 광원으로 사용하면 조명과 신호의 송신을 겸할 수 있으며, LED를 발광소자 및 수광 소자 로 겸용할 수 있으면 포토다이오드나 포토트랜지스터 등, 별도의 소자나 장치가 없이도 송수신기를 구현할 수 있기 때문에 별도의 통신 소자를 사용하지 않고 전송이 가능하여 장치구조가 매우 단순화 된다. 본 연구에서는 동시특성을 실험적으로 확인하고 소자의 주파수 특성을 실험을 통해 데이터를 수집하였다. 그 결과 조명용 LED를 발광/수광겸용 소자로 사용하여 무선광 데이터 전송을 할 수 있는 특성이 있음을 제시하였다. 새로운 방식의 가시광 통신이 가능함을 제시하였고, 처리 주파수도 기존 방식 보다도 높은 데이터 전송이 가능함을 보여주었다.

• 정보와 통신
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• 제34권2호
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• pp.12-19
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• 2017

The LED technology advancement introduce cuttingedge technology on Internet of Things (IoT) to connect the physical world to the digital realm, using digital smart lighting infrastructure called Internet of light (IoL). This paper proposes an Integrated IoT agent on networked smart LED lighting controller called IoL Filed Gateway using lighting infrastructure in which a lighting system that can connect to a network and can be monitored and controlled from a centralized system or via the cloud. The IoL Field Gateway defines new world of smart connected intelligence, lighting can become an integral and responsive part of everyday human life environments. The proposed connected lighting gateway uses the concept of multi-hop ad hoc network using visible light communication (VLC) with RF wireless technologies and Wired PLC (Power Line Communication). This connectivity and intelligence integrated into LED-based luminaires form the backbone of smart buildings and cities and make the Internet of Things (IoT) vision feasible and enables the lighting administrator can control numerous lightings easily and visitors can get visual information from the lightings with their smart devices. The proposed IoL gateway design is emulated on Arduino based HW platform with VLC, RF, and PLC connectivity and evaluated with four sensor interface.

• 한국정보통신학회논문지
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• 제19권8호
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• pp.1773-1779
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• 2015

본 논문은 컬러 클러스터 MIMO 기술을 적용하여 육상과 해상 간의 저비용 고속 무선 데이터 전송이 가능한 해상 가시광 통신 시스템을 제안한다. 제안하는 시스템은 각 컬러 클러스터에 50개의 RGB LED 로 구성되며, 온-오프키잉을 사용하여 변조한다. 수신기에서는 선택적 합성기술을 수행하여 컬러 클러스터의 다이버시티 효과를 얻어 비트오율 개선을 제공한다. 성능 실험에서는 해상 채널 구성을 위해 대기 난류 조건에서 바다 상태 데이터 (파고, 풍속 등)를 Pierson-Moskowitz 및 JONSWAP 스펙트럼에 적용하여 구현하였으며 해상 링크 품질을 통신거리와 비트 오율을 통해 분석하였다. 시뮬레이션 결과를 통하여 제안한 시스템은 국제항로표지협회의 해상 부표식에 충족하고, 고출력 LED를 사용하기 때문에 충분한 조명을 동시에 제공할 수 있는 효율적인 해상 가시광통신 기술임을 보여주고 있다.