초록 ▼

○ 연구개요
가시광통신의 가장 큰 장점은 가시광파장의 넓은 대역폭을 이용하여 Gbps급 이상의 초고속 데이터 전송이 가능하다는 부분이며, 기존 연구를 통해 10Gbps의 전송률을 지원할 수 있는 것으로 입증하였음. 고속의 전송률을 달성하기 위해 기존의 연구들은 OFDM방식을 주로 사용하였으나, 일반적으로 수신단에서 널리 사용되고 있는 PD (Photo Diode)기반의 IM/DD (Intensity Modulation/Direct Detection) 가시광통신은 MIMO시스템에서 광 신호 특성상 인접 Array LED간 간섭으

○ 연구개요
가시광통신의 가장 큰 장점은 가시광파장의 넓은 대역폭을 이용하여 Gbps급 이상의 초고속 데이터 전송이 가능하다는 부분이며, 기존 연구를 통해 10Gbps의 전송률을 지원할 수 있는 것으로 입증하였음. 고속의 전송률을 달성하기 위해 기존의 연구들은 OFDM방식을 주로 사용하였으나, 일반적으로 수신단에서 널리 사용되고 있는 PD (Photo Diode)기반의 IM/DD (Intensity Modulation/Direct Detection) 가시광통신은 MIMO시스템에서 광 신호 특성상 인접 Array LED간 간섭으로 인하여 LED와 Detector Array 개수의 확장에 있어 한계점이 존재하여 가시광통신의 속도를 계속적으로 향상시키는데 한계가 있음. 본 연구에서는 Color Filter와 Image Sensor를 기반으로 이러한 한계점을 극복함으로써, LED Arrays 개수를 확장하여 100Gbps급 이상의 가시광 통신 송수신 기술 개발을 목표로 함.

○ 연구 목표대비 연구결과
연구의 최종목표는 다중 LED&Detector Arrays 기반의 MIMO 가시광 통신을 이용한 100Gbps급 이상의 고속 전송 기술에 대한 연구를 목표로 함. 이를 위한 연차별 세부 연구 목표는 다음과 같음.
◦ 1차년도 : Color Filter를 이용한 최적 LED Array 구조 설계 및 고속 전송 기술연구
- 다중 고송전송이 가능한 OFDM시스템 구조 설계
- 사용자들의 채널 정보를 이용한 채널 할당 알고리즘 연구 및 시뮬레이션 제작
- Clustered LED에서 위치에 따른 간섭량을 분석
- 다수의 LED 송수신 구조 설계 및 간섭에 따른 성능 분석
- LED color의 LED array 구조에서 각 채널별 성능 분석
- 파장 별 전송전력과 반사파를 기반으로 한 송수신 성능 향상 방안에 대한 연구
◦ 2차년도 : 다중 Clustered LED Array 구조 설계 및 간섭 제거 알고리즘 연구
- Clustered LED Array를 이용한 양방향 통신 기법에서 듀얼 다이버시티 이득시스템을 위한 타당성 분석 및 시스템 구조 설계
- Clustered LED Array의 간섭에 따른 통신 성능 열화 및 장애물에 의한 통신두절을 해결하기 위한 듀얼 통신기법 및 다이버시티 이득을 통한 통신 성능 향상방안 연구
- LED matrix(8×8)를 이용한 고속 병렬 가시광통신 전송 시스템 구축
◦ 3차년도 : Image Sensor 및 Color Filter 결합은 통한 100Gbps급 MIMO-가시광 통신 송수신 기술 연구
- Image Sensor센서를 이용한 VLC-OCC 기법에 대한 연구 진행
- 템플릿 매칭 기법을 통하여 송신 데이터 검출을 위한 영상신호처리기술 분석
- Image Sensor를 이용한 가시광 송수신 시스템에 대한 시뮬레이션 구현
- 다양한 필터를 활용한 간섭 제거 및 신호 검출 기법 연구
- 고속가시광통신을 이용한 응용 시스템에 대한 연구

○ 연구개발결과의 중요성
o 현재, 무선 네트워크에서 많은 데이터 트래픽을 발생시키는 주된 요인 중 하나는 대용량 멀티미디어 스트리밍 서비스를 들 수 있으며, 이로 인해 통신 사업자 입장에서는 네트워크 품질 관리에 대한 애로점이 발생하고 있으며, 사용자 입장에서는 데이터 과금에 대한 부담감을 지니고 있음.
o Data Station 서비스는 사용자가 예약한 대용량의 데이터를 임시 Storage에 저장한 후 100Gbps급 초고속 가시광 통신 기술로 수초이내에 전송받는 개념이며, 통신 사업자들은 무선 네트워크의 데이터 트래픽을 감소시킬 수 있으며, 사용자 입장에서는 통신비 부담을 완화 할 수 있음.
o 100Gbps급 초고속 가시광 통신을 이용한 Data Station 기반의 응용 서비스 모델이 활성화 되면, 이를 위한 소재/부품, S/W 및 콘텐츠 산업 등 다양한 사회 전분야에 막대한 파급효과가 예상됨.

(출처 : 연구결과 요약문 2p)

목차 Contents

• 표지 ... 1
• 연구결과 요약문 ... 2
• 목차 ... 3
• 1. 연구개발과제의 개요 ... 5
• 1-1. 연구개요 및 개발의 필요성 ... 5
• 1-2. 최종 목표 ... 6
• 1-3. 주요 핵심 연구 개발 기술 ... 6
• 2. 연구수행내용 및 연구결과 ... 7
• 2-1. 연도별 개발 목표 및 결과 ... 7
• 3. 연구개발 결과의 중요성 ... 15
• 4. 참고문헌 ... 16
• 5. 연구성과 ... 16
• 대표적 연구실적 ... 19
• 끝페이지 ... 37