백색 LED(Light Emitting Diode:발광다이오드)는 고휘도, 향상된 안정성, 낮은 전력 소비, 그리고 긴 수명 등 유리한 특성을 제공한다. LED는 전기 신호를 광신호로 변환시킴으로써 광통신 실내 무선 광 조명실뿐만 아니라, 무선 광 통신 시스템에도 사용되는 전자 소자이다. 현재 이러한 백색 LED에 대해서 다양한 연구가 진행 중이며, 본 논문에서는 이러한 백색 LED를 이용한 VLC(Visible Light Communication:가시광통신)의 다중 접속 방식을 논의한다. 제안된 시스템에서는 현 VLC 시스템의 간섭을 줄이고, 수용량을 늘리기 위해 CDMA(Code Division Multiple Access:코드 분할 다중 접속)를 VLC시스템에 적용한다. 또한 AWGN(Additive White Gaussian Noise) 채널과 Diffuse 채널에서의 OOK(On-off keying) 변조와 BPSK 변조를 사용한 VLC-CDMA통신 시스템을 비교해봄으로써 OOK 변조의 우수성을 결과의 분석을 통하여 나타내었다. 그리고 다중경로환경에서와 AWGN환경에서의 BER을 비교함으로써 다중경로에 의한 간섭의 해결의 중요성을 검토한다. 다중 접속 방식으로 인한 ISI(Inter Symbol Interference)를 제거하여 시스템의 효율을 높이기 위해 Directed LOS(Line Of Sight)와 Diffuse Link를 가정하여 광 확산 코드인 OOC(Optical Orthogonal Code: 광 직교 코드)를 적용한 VLC-CDMA를 제안하고, 성능 분석을 제시한다.
백색 LED(Light Emitting Diode:발광다이오드)는 고휘도, 향상된 안정성, 낮은 전력 소비, 그리고 긴 수명 등 유리한 특성을 제공한다. LED는 전기 신호를 광신호로 변환시킴으로써 광통신 실내 무선 광 조명실뿐만 아니라, 무선 광 통신 시스템에도 사용되는 전자 소자이다. 현재 이러한 백색 LED에 대해서 다양한 연구가 진행 중이며, 본 논문에서는 이러한 백색 LED를 이용한 VLC(Visible Light Communication:가시광통신)의 다중 접속 방식을 논의한다. 제안된 시스템에서는 현 VLC 시스템의 간섭을 줄이고, 수용량을 늘리기 위해 CDMA(Code Division Multiple Access:코드 분할 다중 접속)를 VLC시스템에 적용한다. 또한 AWGN(Additive White Gaussian Noise) 채널과 Diffuse 채널에서의 OOK(On-off keying) 변조와 BPSK 변조를 사용한 VLC-CDMA통신 시스템을 비교해봄으로써 OOK 변조의 우수성을 결과의 분석을 통하여 나타내었다. 그리고 다중경로환경에서와 AWGN환경에서의 BER을 비교함으로써 다중경로에 의한 간섭의 해결의 중요성을 검토한다. 다중 접속 방식으로 인한 ISI(Inter Symbol Interference)를 제거하여 시스템의 효율을 높이기 위해 Directed LOS(Line Of Sight)와 Diffuse Link를 가정하여 광 확산 코드인 OOC(Optical Orthogonal Code: 광 직교 코드)를 적용한 VLC-CDMA를 제안하고, 성능 분석을 제시한다.
White LEDs(Light Emitting Diode) offer advantageous properties such as high brightness, improved reliability, lower power consumption, and long lifetimes. An LED is an electronic device that converts an electrical signal into a tight signal and is used not only in Optical Communication Indoor wirele...
White LEDs(Light Emitting Diode) offer advantageous properties such as high brightness, improved reliability, lower power consumption, and long lifetimes. An LED is an electronic device that converts an electrical signal into a tight signal and is used not only in Optical Communication Indoor wireless optical illuminating rooms, but also for wireless optical communication systems. Currently, studies about these white LEDs have been being progressed, and in this raper, we discuss the multiplex and the multiple access method of VLC(Visible Light Communication) systems using white LEDs. In proposed system, CDMA(Code Division Multiple Access) apples to VLC system to reduce interference of VLC system, and improve capacity. The superiority of OOK modulation is presented in analysis of results by comparing VLC-CDMA communication system using OOK(On-off keying) modulation and BPSK modulation in AWGN(Additive White Gaussian Noise) channel and Diffuse channel. And we investigate the significance of a solution of interference by multipath by comparing BER in multipath channel and AWGN channel. In the proposed system, we assume Directed LOS(Line Of Sight) and Diffuse Link, and suppose VLC-CDMA using OOC(Optical Orthogonal Code) as methods to increase efficiency of system by removing ISI(Inter Symbol Interference) caused by multiple access, optical spreading code, and also present an analysis of its performance.
White LEDs(Light Emitting Diode) offer advantageous properties such as high brightness, improved reliability, lower power consumption, and long lifetimes. An LED is an electronic device that converts an electrical signal into a tight signal and is used not only in Optical Communication Indoor wireless optical illuminating rooms, but also for wireless optical communication systems. Currently, studies about these white LEDs have been being progressed, and in this raper, we discuss the multiplex and the multiple access method of VLC(Visible Light Communication) systems using white LEDs. In proposed system, CDMA(Code Division Multiple Access) apples to VLC system to reduce interference of VLC system, and improve capacity. The superiority of OOK modulation is presented in analysis of results by comparing VLC-CDMA communication system using OOK(On-off keying) modulation and BPSK modulation in AWGN(Additive White Gaussian Noise) channel and Diffuse channel. And we investigate the significance of a solution of interference by multipath by comparing BER in multipath channel and AWGN channel. In the proposed system, we assume Directed LOS(Line Of Sight) and Diffuse Link, and suppose VLC-CDMA using OOC(Optical Orthogonal Code) as methods to increase efficiency of system by removing ISI(Inter Symbol Interference) caused by multiple access, optical spreading code, and also present an analysis of its performance.
* AI 자동 식별 결과로 적합하지 않은 문장이 있을 수 있으니, 이용에 유의하시기 바랍니다.
문제 정의
현재의 연구는 다중 접근 방식을 고려하지 않는 시스템의 조도와 관련한 변조 방법이 논의되고 있다. 본 논문은 CDMA를 이용한 Multi-user VLC에 대해서 논의한다. 특히 OOK(OOK - NRZ)변조 방식 및 코드 분할 방식을 사용한 VLC-CDM仏의 성능을 분석했다.
본 논문의 목표를 위해, 무선 광 채널을 제시하였고 컴퓨터 시뮬레이션을 수행하였다. 광 링크에서 채널 DC 이득은 다음의 수식에서 알 수 있다.
가설 설정
이시스템은 IM-DD 방식을 채택하고 있기 때문에 반송파의 파장에 의존하지 않는 오류특성을 가진다. 광 송신에서의 잡음은 AWGN인 것으로 가정하였고, 전력은 O.OdBm이다. PD의 변환 효율O/Ee 0.
53 A /W이고, Diffiise 채널 모델 가정하였기 때문에 송신기와 수신기 사이의 거리는 5m로 하였다. 그리고 Diffuse 채널 모델 확산 시퀀스는 광 코드(32, 4, 1, 1) 로 구성된 시퀀스(0, 1)집합으로 가정한다. AWGN 채널에서 10Mbps에서의 OOK-NRZ를 이용한 VLC는 SNR이 13.
<그림 5>는 데이터 전송 속도가 10Mbps와 100Mbps일 때의 OOK-NRZ# 이용한 VLC의 BER 대 SNR의 성능 비교를 보여준다.<그림 5>는 2절에서 설명한 실내 채널환경을 조성하기 위해 Gfeller와 Bapst Diffuse 채널을 가정한다. OOK와 IM-DD는 각각 기본 변조 방식과 광 변조 방식으로 사용된다.
방식을 이용하여 광변조를 수행한다. 수신 신호 세기의 예측을 위해 Directed LOS와 Diffuse Link를 가정한다. Directed LOS 와 Diffuse Eink에서 광 경로는 방해받지 않는다.
의 채널 환경, 변조 방식 검출 방식, 전력, 변환 효율 등은 와 같다고 가정한다.
제안 방법
시퀀스에 의해서 확산된다. 광 확산 시퀀스는백색 LED를 통해 채널에서 데이터와 매치되어 각각의 데이터에 고유의 부호어를 부여한다. 여러 데이터는 하나의 광 네트워크를 동시에 사용함으로써 좋은 성질의 자기상관 및 상호상관을 제공한다.
가시광 OOK-CDMA에서의 광 직교 코드는 (0, 1)시퀀스 집합이다. 본 시스템은 VLC 시스템에 CDMA를 적용함으로써 주파수 이용효율을 높이고, 채널 용량을 증대시킨다. 또한 페이딩에 강할 뿐만 아니라 외부의 협대역 간섭신호에도 강하기 때문에 용량을 증가시키는데 영향을 준다.
본 장에서는 앞에서 언급된 일반적인 가시 광통신과 제안 시스템인 00C 매개 변수를 이용한 OOK-CDMA 통신 시스템의 성능에 관한 실험결과를 제시하고 이에 대한 분석을 수행한다.<표 1>과<표 2>는 본 논문에서 성능 분석을 위해 가정한 파라메타이다.
제안 시스템은 Directed LOS 경로에서 수행된다. 따라서 송신 펄스는 간섭받지 않으며 丑(t) = H(O)의 관계가 성립된다.
본 논문은 CDMA를 이용한 Multi-user VLC에 대해서 논의한다. 특히 OOK(OOK - NRZ)변조 방식 및 코드 분할 방식을 사용한 VLC-CDM仏의 성능을 분석했다. 제안 시스템의 분석을 제시한다.
대상 데이터
Directed LOS 와 Diffuse Eink에서 광 경로는 방해받지 않는다. 사용자의 터미널은 광 펄스를 전기신호로 변환할 수 있는 PD(Photo Diode:포토다이오드)로 구성된다.
이론/모형
이 시스템에서는 정보를 광의 세기로 변환하여 전달하는 IM-DD (Intensity Modulation and Direct Detection) 변조 방식을 이용하여 광변조를 수행한다. 수신 신호 세기의 예측을 위해 Directed LOS와 Diffuse Link를 가정한다.
성능/효과
Diffuse Link를 적용한 OOK-NRZ VLC의 BER 성능은 Diffuse Link를 적용하지 않은 OOK-NRZ VLC 와 10M伯ps에서는 거의 차이를 보이지 않지만 100Mbps에서는 데이터 전송 속도가 커지면서 큰 성능 열화를 보이는 것을 확인할 수 있다. 이것eDiffuse Link의 경우 수용량이 크지 않기 때문에 데이터 전송속도가 높아지자 경로가 다른 신호들 사이에서 ISI의 제약이 커져 성능 열화를 보이게 되는 것이다.
또한 제안 시스템은 고속 데이터 전송률 광 송신을 위해 충분한 전력을 가지게 되고, 실내에 분포된 조명에 의해서 그림자가지는 것을 피할 수 있다. 그러나 이 시스템은 일반적으로 천장에 조명기구가 설치됨으로써 다중경로로 인한 ISI가 발생하고 이로 인해 광행로차(Optical Path Difference)가 발생한다.
본 논문에서는 OOK-NRZ를 이용한 VLC 시스템과 BPSK를 이용한 VL妃를 비교 분석함으로써 OOK-NRZ 시스템의 효율성을 검증하였으며, 다중경로 환경일 때가 AWGN 환경일 때보다 BER이 더 크다는 것을 확인함으로써 다중경로에 의한 간섭의 해결이 중요하다는 것을 보였다. 마지막으로 LOS 경로에서의 OOC를 적용한 OOK-CDMA를 실험함으로써 다중 접속에서의 VLC시스템의 성능 향상을 위한 변조 방식과 OOC를 이용한 CDMA의 성능 향상을 검증하였다.
시스템이다. 본 논문에서는 OOK-NRZ를 이용한 VLC 시스템과 BPSK를 이용한 VL妃를 비교 분석함으로써 OOK-NRZ 시스템의 효율성을 검증하였으며, 다중경로 환경일 때가 AWGN 환경일 때보다 BER이 더 크다는 것을 확인함으로써 다중경로에 의한 간섭의 해결이 중요하다는 것을 보였다. 마지막으로 LOS 경로에서의 OOC를 적용한 OOK-CDMA를 실험함으로써 다중 접속에서의 VLC시스템의 성능 향상을 위한 변조 방식과 OOC를 이용한 CDMA의 성능 향상을 검증하였다.
본 제안 시스템은 다른 사용자와 채널 잡음으로 인해 발생하는 빛의 간섭을 쉽게 줄일 수 있게 해주기 때문에 사용자의 수를 늘려 시스템의 성능을 향상시킨다. 백색 LED는 듀얼 기능과 00C를 도입한 OOK-CDMA 방식을 가지며, 홈 네트워크 서비스는 이러한 백색 LED를 이용한 VLC 시스템을 제공한다.
OOC는 좋은 성질의 자기 상관관계와 상호 상관관계를 지니며, ISI를 간섭을 제거함으로써 시스템의 용량을 증가시킨다.<그림 7>에서 SNR 이 증가할 수 록 Direct LOS luser 와 2user의 BER 차가 적어지는 것을 확인함으로써 OOC를 이용한 OOK-CDMA는 Directed LOS 의 사용자의 수가 증가하더라도 SNR이 큰 값을 가진다면 효율적인 시스템이라는 것을 확인할 수 있다.
통신에 더 효율적이다. 이러한 이유로 OOK-NRZ는 10Mbps에서 OOK-NRZ VLC의 BER 성능이 BPSK의 BER 성능보다 더 우수하다는 것을 보여줌으로써 10Mbps에서는 OOK-NRZ를 이용한 VLC가 BPSK를 사용했을 때보다 효율적인 통신 시스템이라는 것을 확인 할 수 있다.
후속연구
백색 LED는 듀얼 기능과 00C를 도입한 OOK-CDMA 방식을 가지며, 홈 네트워크 서비스는 이러한 백색 LED를 이용한 VLC 시스템을 제공한다. 향후 연구로는 무선 광 채널, 지연확산(Delay Sprea血g) 의 효과, 등화 방식 (Equalizing Method), 그리고 소스 코딩(Source Coding)에 대한 연구가 요구되어진다.
참고문헌 (8)
M. Nakagawa, "Wireless home link," IEICE Trans. Commun., vol. E82-B, no. 12, pp. 1893-1986, Dec. 1999.
Y. Tanaka, T. Komine, S. Haruyama, and M. Nakagawa, "Indoor visible light transmission system utilizing white LED lights," IEICE Trans. Commun., vol. E86-B, no. 8, pp. 2440-2454, Aug. 2003.
J. M. Kahn and J. R. Barry, "Wireless infrared ？communications," Proc. IEEE, vol. 85, no. 2, pp. 265-298, Feb. 1997.
Y. Tanaka, T. Komine, S. Haruyama, and M. Nakagawa, "Indoor visible communication utilizing plural white LEDs as lighting," Proc. IEEE Int. Symp. Personal, Indoor, and Mobile Radio Comm., vol. 2, F81-85, Oct. 2001.
J. R. Barry, Wireless Infrared Communications, Kluwer Academic Press, Boston, MA, 1994.
F. R. Gfeller and U. Bapst, "Wireless in-house data communication via diffuse infrared radiation," Proc. IEEE, vol. 67, no. 11, pp. 1474-1486, Nov. 1979.
T. Komine and M. Nakagawa, "Performance evaluation of visible-light wireless communication system using white LED lightings," IEEE Proc. vol. 1, pp. 258-263, July 2004.
F. R. K. Chung, J. A. Salehi, and V. K. Wei, "Optical orthogonal codes: design, analysis, and applications," IEEE Trans. Information Theory, vol. 35, no. 3, pp. 595-604, May 1989.
※ AI-Helper는 부적절한 답변을 할 수 있습니다.