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문제 정의
- 본 논문에서는 실내 간접 조명 환경에서 가시광 통신 채널의 특성을 모델링하였다. 가로, 세로, 높이 6*4*2.
- 본 논문에서는 직육면체 실내를 가정하고, 송신부 LED가 천정과 벽을 향해서 조명하고 수신부(PD)는 책상 높이를 고려한 일정 높이 위치 환경에서 통신 채널 모델을 도출하고자 한다. 또한 채널 모델을 이용한 통신 성능 분석을 통하여 해당 모델이 유용한지 판단할 예정이다.
가설 설정
- 실내 환경에서 직선운동을 하는 광입자는 포토다이오드에 도달하면 전류신호로 변경되어 전기적인 특성으로 전환되어 통신신호로 사용되며, 포토다이오드에 도달하지 않은 빛은 실내에서 감쇠되어 소멸된다. PD의 FOV는 70도로 정하였으며, LED에서 방사되는 빛은 중앙에서 멀어질수록 코사인 함수 형태로 크기가 감소되는 것으로 가정하였다[5].
- 본 논문에서는 실내 간접 조명 환경에서 가시광 통신 채널의 특성을 모델링하였다. 가로, 세로, 높이 6*4*2.2미터 크기의 실내에서 4개의 LED가 천정 및 벽을 향해 빛을 비추는 환경이었으며, 수신부는 바닥에서 50cm 높이에 위치해 있음을 가정하였다. LED가 실내 중앙에 위치했기 때문에, 수신부 또한 중앙부에서 수신 광 에너지의 크기가 가장 컸으며, 평균 지연 시간도 가장 작았다.
- BPSK 변조를 이용하여 각 지점에서의 BER 성능 분석을 수행하였으며, 그 결과는 그림 4와 같았다. 단, 통신의 대역폭은 가장 작은 코히어런스 BW인 5Ghz보다 작은 것으로 가정했다.
- 본 논문에서는 그림 1과 같은 가로(6m), 세로(4m), 높이(2.2m)의 실내 환경을 가정하였다. LED는 천정에서 높이가 20cm 떨어진 중앙 부분에 4개를 위치시켜서 천정을 향하여 빛을 비추는 간접 조명이 되도록 구성하였다.
- LED가 실내 중앙에 위치했기 때문에, 수신부 또한 중앙부에서 수신 광 에너지의 크기가 가장 컸으며, 평균 지연 시간도 가장 작았다. 통신의 대역폭이 채널의 가장 작은 코히어런스 대역폭인 5GHz보다 작은 값임을 가정하고, BPSK 변조를 사용하여 각 지점에서의 BER 특성을 모의 실험하였다. 빛 에너지의 감쇠에 의해서 영향을 받는 BER 특성을 결과로 확인함으로써 채널의 유용성을 입증하였으며, 본 논문은 향후 간접 조명 기반의 연구에 초석이 될 것으로 기대된다.
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