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[국내논문] 다중입출력 가시광통신에서 플리커 현상을 완화하기 위한 병렬 코딩 기법
Parallel Coding Scheme for Flicker Mitigation in MIMO-VLC 원문보기

韓國ITS學會 論文誌 = The journal of the Korea Institute of Intelligent Transportation Systems, v.15 no.3, 2016년, pp.146 - 154  

정진욱 (경희대학교 전자정보대학 전자전파공학과) ,  이계산 (경희대학교 전자정보대학 전자전파공학과) ,  서효덕 (경희대학교 전자정보대학 전자전파공학과) ,  한두희 (경희대학교 전자정보대학 전자전파공학과) ,  이규진 (세명대학교 전자공학과)

초록
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본 논문에서는 다중입출력 가시광통신에서 플리커 현상을 완화하기 위한 방법에 대하여 연구하였다. LED 가시광통신은 LED의 광을 이용하여 데이터를 전송하는 기술로 조명의 역할과 동시에 네트워크 구축이 가능한 효과적인 방법이다. 최근에는 전송률 향상을 위해 다수의 송신 LED를 이용한 다중입출력 가시광통신에 관한 연구가 활발히 진행되고 있다. 그러나 다중입출력 가시광통신은 송신 LED들 간의 광 간섭 문제와 수신부에서의 광 검출 문제, 서로 다른 데이터 비트를 전송하며 발생하는 플리커 문제점 등을 가지고 있다. 이러한 문제점들을 해결하기 위해 전송률과 오류율 성능에 관한 광 간섭과 광 검출 문제는 많은 연구가 진행되고 있지만 조명의 역할을 위한 플리커 현상의 문제점에 관하여 많은 연구가 진행되지 않고 있다. 이러한 다중입출력 가시광통신에서의 플리커 문제점을 해결하기 위하여 본 논문에서는 전송 패턴의 변화를 이용한 PFM(Parallel Flicker Mitigation) 코드를 제안하고 시뮬레이션을 통해 제안하는 시스템의 플리커 완화 성능을 분석하였다.

Abstract ▼ AI-Helper 아이콘AI-Helper

Visible light communication using LED is a technique for transmitting digital data using the light of the LED. Recently, high-speed data rate plays an important role. Therefore, many scholars have researched the MIMO-VLC which is able to increase data rate using a lot of LED transmitters. However, i...

주제어

#가시광통신   #플리커   #다중입출력   #패턴 코딩   #발광다이오드  

AI 본문요약
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* AI 자동 식별 결과로 적합하지 않은 문장이 있을 수 있으니, 이용에 유의하시기 바랍니다.

문제 정의

  • 밝기의 변화 폭이 0~펄스의 진폭까지인 단일 입출력 가시광통신에 비해 다중 입출력가시광통신에서의 밝기 변화 폭은 0~펄스의 진폭에 송신 LED의 개수를 곱한 값이 됨으로 다중입출력 가시광통신에서의 밝기 변화의 폭은 단일 입출력가시광통신에 비해 송신 LED이 개수에 비례해 커지며 플리커 완화의 중요성은 더욱 커진다. 따라서 본 논문에서는 다중 입출력 가시광통신 환경에서 PFM(Parallel Flicker Mitigation) 코딩을 통하여 데이터 전송 주기에 따라 일정한 밝기를 유지하여 플리커 현상을 완화할 수 있는 방법을 제안한다. 제안하는 병렬 패턴 코딩은 일정한 밝기를 유지할 수 있음과 동시에 오류 검출 능력을 가진다.
  • 특히 이러한 문제점은 긴 전송거리와 낮은 전송률을 가지는 환경에서는 더욱 큰 문제를 가져온다. 따라서 이러한 문제를 해결하기 위해 본 논문에서는 다중 입출력 가시광통신에서 병렬 패턴 코딩 방식을 이용한 플리커 완화 기법을 제안한다.
  • 다중입출력 가시광통신은 여러 개의 송신 LED를 사용하기 때문에 밝기의 변동 폭이 크고, 밝기 값이 LED의 수에 비례하여 커져 플리커에 매우 취약한 특성을 가진다. 이 문제를 해결하기 위해 본 논문은 다중입출력 가시광통신 시스템에서 PFM 코드를 이용한 플리커 완화 기법을 제안하였다. 제안된 시스템은 조합 이론을 사용하여 매 비트주기마다 같은 수의 LED만 켜 지기 때문에 일정한 밝기를 유지할 수 있다.
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질의응답

핵심어 질문 논문에서 추출한 답변
LED 가시광통신이란 무엇인가? 본 논문에서는 다중입출력 가시광통신에서 플리커 현상을 완화하기 위한 방법에 대하여 연구하였다. LED 가시광통신은 LED의 광을 이용하여 데이터를 전송하는 기술로 조명의 역할과 동시에 네트워크 구축이 가능한 효과적인 방법이다. 최근에는 전송률 향상을 위해 다수의 송신 LED를 이용한 다중입출력 가시광통신에 관한 연구가 활발히 진행되고 있다.
다중입출력 가시광통신은 어떤 문제점을 가지고 있는가? 최근에는 전송률 향상을 위해 다수의 송신 LED를 이용한 다중입출력 가시광통신에 관한 연구가 활발히 진행되고 있다. 그러나 다중입출력 가시광통신은 송신 LED들 간의 광 간섭 문제와 수신부에서의 광 검출 문제, 서로 다른 데이터 비트를 전송하며 발생하는 플리커 문제점 등을 가지고 있다. 이러한 문제점들을 해결하기 위해 전송률과 오류율 성능에 관한 광 간섭과 광 검출 문제는 많은 연구가 진행되고 있지만 조명의 역할을 위한 플리커 현상의 문제점에 관하여 많은 연구가 진행되지 않고 있다.
가시광 통신 시스템의 송신부와 수신부는 어떤 역할을 하는가? 송신부인 LED에서는 광원의 세기변조 IM(Intensity Modulation)을 통하여 광의 세기를 변화시켜 디지털 신호를 전송하며, 수신부에서는 광전다이오드 PD가 직접 검출 DD(Direct Detection) 방식으로 광의 세기를 직접 전기신호로 검출하여 데이터를 수신한다. 디지털 신호는 1과 0으로 이루어진 정보로 디지털 신호의 1과 0이 LED의 ON과 OFF에 대응되어 전송된다.
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참고문헌 (12)

  1. IEEE 802.15.7 WPAN Task Group 7 (TG7) Visible Light Communication, http://www.ieee802.org/15/pub/TG7.html, 2016.6.22. 

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  3. Lubin Z., Dominic C. O., Hoa M. L., Grahame E. F., Kyungwoo L., YunJe O. and Eun T. W.(2009), "High data rate multiple input multiple output (MIMO) optical wireless communications using white LED lighting," IEEE J. Selected Areas In Communications, vol. 27, no. 9. pp.1-2. 

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  10. Bai B. Xu Z. and Fan Y.(2010), "Joint LED Dimming and High Capacity Visible Light Communication by Overlapping PPM," in Proc. 19th Annu. Wireless Opt. Commun. Conf., Shanghai, China, pp.71-75. 

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  12. Hall M.(1980), Combinatorial Theory, Wiley, New York. 

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