[논문]맨체스터 코드의 부반송파 변조를 이용한 가시광통신의 조명제어

이성호

doi:10.5369/jsst.2019.28.3.191

맨체스터 코드의 부반송파 변조를 이용한 가시광통신의 조명제어
Dimming Control in Visible Light Communication Using Subcarrier Modulation of Manchester Code 원문보기

Journal of sensor science and technology = 센서학회지, v.28 no.3, 2019년, pp.191 - 197

Abstract ▼ AI-Helper

In this study, we propose a dimming control method for a visible light communication (VLC) system, in which the subcarrier on-off keying (OOK) modulation of Manchester code is used for data transmission. In the VLC transmitter, non-return-to-zero (NRZ) code data is transformed to Manchester code, which is OOK modulated with a subcarrier. Manchester code is used for flicker-free lighting; the duty factor is changed for dimming control, and the subcarrier is used for preventing the adjacent noise light interference. In the experiments, the dimming control was carried out from about 8%-92% of the continuous wave (CW) LED light. This configuration is simple and effective in constructing a VLC system for indoor wireless sensor networks with flicker-free illumination and dimming control capability without adjacent noise light interference.

주제어

표/그림 (11)

그림 Fig. 1.Waveforms in OOK Manchester code transmission. (a) Sync pulse, (b) NRZ input data, (c) Base-band Manchester code, (d) OOK Manchester code with low DC level, and (e) OOK Manchester code with high DC level.
그림 Fig. 2. Average LED optical power versus duty factor.
그림 Fig. 3. Configuration of the VLC transmitter.
그림 Fig. 4. Observed waveforms in the VLC transmitter. (a) Sync pulse waveform, (b) NRZ input data waveform, (c) Base-band Manchester code, and (d) OOK Manchester code.
그림 Fig. 5. Observed waveforms in the VLC transmitter. (a) Sync pulse waveform, (b) NRZ data waveform, (c), (d), (e) OOK Manchester codes with low DC level and duty factors of 10%, 50%, 90%, respectively.
그림 Fig. 6. Observed waveforms in the VLC transmitter. (a) Sync pulse waveform, (b) NRZ data waveform, (c), (d), (e) OOK Manchester code with high DC level and duty factor of 10%, 50%, 90%, respectively.
그림 Fig. 7. Configuration of the VLC receiver.
그림 Fig. 8. Observed waveforms in the VLC receiver. (a) Photodiode voltage waveform, (b) OOK modulated sync pulse waveform, and (c) OOK modulated Manchester code waveform.
그림 Fig. 9. Observed waveforms in the VLC receiver. (a) OOK modulated sync pulse waveform, (b), (c), (d) OOK modulated Manchester code with the duty factors of 10%, 50%, 90%, respectively.
그림 Fig. 10. Observed waveforms in the VLC receiver. (a) OOK modulated sync pulse waveform, (b) Recovered base-band sync pulse, (c) OOK modulated Manchester code waveform, (d) Recovered base-band Manchester code, and (e) Recovered NRZ code data.
그림 Fig. 11. Circuit boards used in experiments.

질의응답

핵심어	질문	논문에서 추출한 답변
	가시광통신이란?	가시광통신은 전송데이터에 따라 육안으로 감지할 수 없는 빠른 속도로 LED의 출력광을 변조하여 자유공간으로 방사하고, 포토다이오드나 CCD카메라와 같은 수광소자를 사용하여 이를 검출하는 근거리 무선통신기술의 한 분야로서, 기존의 RF (radio frequency)주파수와 상호간섭을 일으키지 않고, 빛이 도달하는 영역에서만 신호전송이 가능한 특징을 가지고 있다. 이러한 가시광의 특성을 고려하여 다른 의료기기에 전자파 장해를 일으 키지 않고 각종 센서간 무선 전송이 요구되는 병원이나, 외부의 도청을 방지하여 높은 보안성을 유지해야 하는 특별한 환경에서는 가시광통신이 효과적인 해결 방안이 될 수 있다[2,5].
	가시광 수신기은 어떻게 구성되었는가?	가시광 수신기는 포토다이오드(photodiode; PD)와 증폭기, 마 이크로프로세서, 2개의 대역통과필터(band-pass filter; BPF), 그리고2개의 OOK 복조기(demodulator) 로 이루어진다. 가시광 신 호가 포토다이오드에 입사하면, 부하저항의 양단에 전압이 발생 하며, 증폭기와 BPF를 통과하면서 OOK변조된 동기펄스와 데이터가 검출된다.
	맨체스터 코드와 데이터가 합해진 전압파형에서 DC구간의 전압이 서로 다른 이유는 무엇인가?	1 (e) 는 DC 구간이 high 상태인 경우를 나타낸다. 이와 같이 DC level을 서로 다르게 정하여 사용하는 이유는 듀티율 D 를 변경하여 LED의 조명을 바꾸어줄 때, 그 조절범위를 확장하기 위한 것이다. 가시광통신에서 이와 같은 OOK 맨체스터 코드를 사용하여 LED를 변조할 때, LED의 평 균 광전력을 계산하면 다음과 같다.

참고문헌 (8)

A. M. Cailean and M. Dimian, "Current Challenges for Visible Light Communications Usage in Vehicle Applications: A Survey", IEEE Commun. Surv. Tutor., Vol. 19, No. 4, pp. 2681-2703, 2017.

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V. P. Rachim, Y. Jiang, H. S. Lee, and W. Y. Chung, "Demonstration of long-distance hazard-free wearable EEG monitoring system using mobile phone visible light communication", Opt. Express, Vol. 25, No. 2, pp. 713-719, 2017.

상세보기
X. Ma, K. J. Lee, and K. S. Lee, "Appropriate modulation scheme for visible light communication systems considering illumination", Electron. Lett., Vol. 48, No. 18, pp. 1137-1139, 2012.

상세보기
S. Rajagopal, R. D. Roberts, and S. K. Lim, "IEEE 802.15.7 visible light communication: modulation schemes and dimming support", IEEE Commun. Mag., Vol. 50, No. 3, pp. 72-82, 2012.

상세보기
Y. K. Cheong, X. W. Ng, and W. Y. Chung, "Hazardless biomedical sensing data transmission using VLC", IEEE Sensors J., Vol. 13, No. 9, pp. 3347-3348, 2013.

상세보기
S. H. Lee, "A passive transponder for visible light identification using a solar cell", IEEE Sensors J., Vol.15, No.10, pp. 5398-5403, 2015.

상세보기
C. Yao, Z. Guo, G. Long, and H. Zhang, "Performance Comparison among ASK, FSK and DPSK in Visible Light Communication", Opt. Photonics J., Vol. 6, pp.b150-154, 2016.

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F. Yuan, "Design techniques for ASK demodulators of passive wireless microsystems: a state-of-the-art review", Analog Integr. Circuit Signal Process, Vol. 63, No. 1, pp. 33-45, 2010.

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