• Journal of Advanced Marine Engineering and Technology
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• 제36권2호
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• pp.309-314
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• 2012

본 논문에서는 백색 LED를 이용한 수중 가시광 통신 시스템 개발에 대하여 기술하였다. 아날로그 음성 통신 시스템을 위하여 펄스위치변조 방식이 적용되었으며, 디지털 데이터 통신을 위하여 온-오프 키잉 변조 방식이 적용되었다. 시스템은 저가형으로 상용화된 발광소자인 백색 LED와 수광 소자인 실리콘 기반 포토다이오드를 사용하여 근거리 수중통신을 위한 트랜시버를 개발하였으며 가시광 통신의 수중 통신 적용 가능성을 보이고자 하였다. 광 감쇠와 산란 등으로 대기 중에서의 통신에 비하여 수중에서의 통신 성능이 저하되는 결과를 얻었지만 수중통신 채널에 적합한 모뎀 기술이 적용된다면 수중에서 강인한 통신인터페이스를 제공할 수 있을 것이다.

• 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.

• 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.

• 한국통신학회논문지
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• 제36권9B호
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• pp.1117-1125
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• 2011

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.

• Journal of the Optical Society of Korea
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• 제19권1호
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• pp.74-79
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• 2015

A novel color clustered optical RGB multiple-input multiple-output (MIMO) system is presented. As visible light can be divided into three primary regions of red, green and blue, data can be modulated and transmitted separately using these three color clusters. Each color cluster comprised of 30 RGB LEDs is modulated using on-off-keying (OOK), and selection combining is performed at the receiver, producing a diversity effect within that color cluster. The simulations demonstrate that the proposed RGB MIMO VLC system provides high performance via a relatively simple design of MIMO. Moreover, the proposed system ensures sufficient illumination from LEDs and offers extended distance if more LEDs are applied.

• 방송공학회논문지
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• 제14권1호
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• pp.70-80
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• 2009

가시광 통신(Visible Light Communication)시스템에서 고속 데이터 통신을 위한 최적의 line coding 기법을 제안한다. 새롭게 제안한 B4-HBT line coding은 1은 +Voltage와 -Voltage를 서로 교번하여 부호화하는데 1은 처음에는 +V, 그다음에는 -V로 서로 상반되게 극성을 대응하는 형태를 취한다. 여기에 연속적인 0비트가 4개가 존재하면 그전에 존재한 1비트에 상반되는 V를 같고 5개의 연속적인 마지막 0비트에서 반대부호 V를 갖고 1비트마다 반 비트 변이를 주어 오류를 줄이고 잡음의 영향을 적게 하였다. 시뮬레이션 결과에서 존재하고 있는 line coding과 비교하여 2${\sim}$3dB 이득을 보인다.

• 한국통신학회논문지
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• 제38C권5호
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• pp.479-485
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• 2013

본 논문에서는 software defined radio (SDR) 기술 기반의 가시광 (visible light) 무선통신 및 RF 무선통신을 이용한 스마트 농업 시스템을 제안한다. 제안된 시스템은 스마트 농업을 위하여 무선 센서네트워크를 구축하여 LED 식물공장을 지속적으로 모니터링할 수 있다. 또한, LED 식물공장을 자동으로 제어가 가능하도록 하여 농작물 재배지를 항상 최적의 환경으로 유지할 수 있다. 더 나아가, 농작물 재배 환경을 데이터베이스화하여 농작물 재배지가 보다 효율적으로 관리될 수 있을 것으로 기대한다.

• Journal of the Optical Society of Korea
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• 제16권2호
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• pp.107-114
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• 2012

In this paper, we propose a new modulation scheme called multi-coded variable pulse position modulation (MC-VPPM) for visible light communication systems. Two groups of signals (Pulse Width Modulation (PWM) and Pulse Position Modulation (PPM) groups) are multi-coded by orthogonal codes for transmitting data simultaneously. Then, each multi-level value of the multi-coded signal is converted to pulse width and position which results in not only an improved data rate, but also a processing gain in reception. In addition, we introduce average duty ratio and cyclic shift concepts in PWM through which dimming control for light illumination can be supported without any degradation in communication performance. Through simulation, we confirm that the proposed MC-VPPM shows a comparable BER curve and much greater achievable data rate than the conventional VPPM scheme using a visible light optical channel environment.

• 한국통신학회논문지
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• 제38C권9호
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• pp.797-801
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• 2013

Visible light communication (VLC) is a rapidly growing area of research and applications, due to the potential and predicted high efficiency of bandwidth. One of the key challenges in VLC technology is the choice of devices which are going to be deployed VLC features. Smartphone rationally uses the most widely deployed visible light sensor i.e. image sensor in camera, which could be used to receive the intensity modulated data. Image sensor based VLC system would be the most deployable scenario but initially the capacity was not much attractive compared with photodetector based VLC system. Here, the spatial multiplexing is proposed in MIMO based VLC system to increase the system capacity by utilizing the property of spatial separation of optical light sources in smartphone's camera module. The active pixels of imaging plane act as the multiple receivers which could be able to use on MIMO spatial multiplexing to enhance the system performance.

• Journal of the Optical Society of Korea
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• 제16권3호
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• pp.203-209
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• 2012

Visible light communications (VLC) use modern solid-state light-emitting diodes (LEDs) to broadcast information. Emerging white-light LEDs allow the combination of lighting and optical wireless communication in one optical source. In this paper, a new LED lighting design using one-chip-type white LEDs is proposed for efficient illumination and optical wireless communications under the existence of several obstacles. Lighting and communication performance are analyzed to show the effectiveness of the proposed LED lighting. Specifically, the signal-to-noise ratio considering intersymbol interference and the bit-error rate of variable pulse position modulation (VPPM) with dimming control are considered.