KR100790181B1 - 조명광 통신 시스템 및 그 방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 조명광 통신 시스템에 있어서, 전력선을 통해 전력선 통신 방식으로 제공되는 정보를 미리 설정된 포맷으로 변환하여 가시광 통신방식으로 출력하는 가시광 전송장치와, 다른 광원으로부터 방사된 가시광 통신방식의 가시광을 수광하는 수광 장치 및 수광된 가시광에 포함된 수신신호를 복조하는 수신 장치를 구비하여, 수신한 정보에 따라 해당 정보를 미리 설정된 포맷으로 변환하여 상기 전력선을 통해 전력선 통신방식으로 전송하는 다수의 조명용LED(Light Emitting Diode)와; 가시광 전송 장치, 가시광 수광 장치 및 신호 변복조를 위한 신호 처리 장치를 구비하여, 상기 다수의 조명용LED와 가시광 통신을 수행하는 휴대용 단말기를 구비한다.

조명광, 가시광, 통신, 휴대용 단말기, LED

Description

조명광 통신 시스템 및 그 방법{ILLUMINATION LIGHT COMMUNICATION SYSTEM AND METHOD THEREOF}

도 1은 본 발명이 일 실시예에 따른 조명광 통신 시스템의 전체 구성도

도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 조명광 통신 시스템에서의 이동통신 단말기간 통신을 위한 절차도

도 3은 본 발명의 다른 실시예에 따른 조명광 통신 시스템에서의 이동통신 단말기간 통신을 위한 절차도

도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 조명광 통신 시스템에서의 조명용LED의 내부 회로 구성도

도 5는 본 발명의 다른 실시예에 따른 조명광 통신 시스템에서의 조명용LED의 내부 회로 구성도

본 발명은 조명광을 이용하여 가시광 통신을 수행하는 조명광 통신 시스템 및 그 방법에 관한 것이다.

최근들어, 휴대용 단말기의 급속한 보급과 함께 전파를 이용한 통신 시스템에서의 주파수 대역의 고갈 문제가 대두되고 있다. 이에 더욱더 파장이 짧은 적외선 등을 이용한 통신 기술의 개발이 활발히 이루어지고 있다. 그런데 전파는 주파수 대역의 고갈 문제와 함께 의료기기와 각종 정밀기기로의 영향이 확인되고 있으며 또한 적외선에 대해서도 인체로의 영향이 부각되고 있다. 이에 따라 비교적 안전하게 통신이 가능한 가시광에 의한 통신 기술이 주목되고 있다.

가시광에 의한 통신 기술은 백색 LED(Light Emitting Diode)를 이용한 방식이 최근 각광받고 있으며, 백색 LED는 종래의 백열전등과 형광등과 비교하여 현저히 소비전력이 적고, 소형 및 긴수명의 특징을 가지고 있다. 이에 따라 조명용으로 사용하는 백색 LED의 점멸 또는 광량을 제어하는 것에 의해 신호전송을 수행하는 조명광 통신 시스템에 대한 연구가 행해지고 있다.

한편, 통신 시스템의 하나로서, 전력선 통신 시스템은 가옥과 빌딩에 설치되어, 전력을 공급하고 있는 전력선을 그대로 신호전송매체로서 이용하여 정보를 전송하는 시스템이다. 전력선은 보급률이 대단히 높은 인프라이며 기본적으로 전력선으로 연결된 기구사이의 통신이 가능하다.

이와 같은 전력선 통신 시스템을 상기와 같은 백색 LED를 사용하는 조명광 통신 시스템과 융합시켜 개발하는 것이 매우 유용하며, 이에 대한 기술이 개발되고 있다. 이러한 기술의 예로서는 국내 특허출원된 출원번호 제2005-7007071호(명칭: 조명광통신장치: 출원인: 가부시키가이샤 나카가와 겐큐쇼, 출원일: 2005. 04. 23)에 개시된 바를 들 수 있다.

이러한 시스템에서는 가시광을 이용한 통신을 수행하므로 인체에 영향이 없이 안전한 통신이 가능하며, 또한 전력선 통신 기술을 사용함으로써, 그 적용성 및 활용성이 대단히 높다. 이러한 시스템은 보다 나은 응용 기술이 기대되고 있다.

따라서, 본 발명의 목적은 보다 효용성이 있는 가시광 통신 시스템 및 그 방법을 제공함에 있다.

본 발명의 다른 목적은 광통신을 통해 이동통신 단말기간의 통신이 원활이 수행될 수 있도록 하기 위한 가시광 통신 시스템 및 그 방법을 제공함에 있다.

상기한 목적을 달성하기 위하여 본 발명의 일 양상은 조명광 통신 시스템에 있어서, 전력선을 통해 전력선 통신 방식으로 제공되는 정보를 미리 설정된 포맷으로 변환하여 가시광 통신방식으로 출력하는 가시광 전송장치와, 다른 광원으로부터 방사된 가시광 통신방식의 가시광을 수광하는 수광 장치 및 수광된 가시광에 포함된 수신신호를 복조하는 수신 장치를 구비하여, 수신한 정보에 따라 해당 정보를 미리 설정된 포맷으로 변환하여 상기 전력선을 통신 전력선 통신방식으로 전송하는 다수의 조명용LED(Light Emitting Diode)와; 가시광 전송 장치, 가시광 수광 장치 및 신호 변복조를 위한 신호 처리 장치를 구비하여, 상기 다수의 조명용LED와 가시광 통신을 수행하는 휴대용 단말기를 포함함을 특징으로 한다.

본 발명의 다른 양상은 조명광 통신 시스템에서의 조명용LED에서의 조명광 통신 방법에 있어서, 조명 범위에 있는 휴대용 단말기로부터 가시광 통신을 통해 미리 설정된 메시지를 수신할 경우에, 해당 메시지의 종류 및 수신 휴대용 단말기의 정보를 확인하는 단계와, 상기 휴대용 단말기로부터 수신한 메시지의 종류 및 수신 휴대용 단말기의 정보의 확인 결과에 따라 해당 수신한 메시지를 전력선 통신을 통해 다른 조명용LED로 전송하는 단계와, 다른 조명용LED로부터 상기 전력선 통신을 통해 전송된 메시지가 있을 경우에, 해당 메시지의 종류 및 수신지 조명용LED를 확인하는 단계와, 상기 다른 조명용LED로부터 수신한 메시지의 종류 및 수신지 조명용LED의 확인 결과에 따라 해당 수신한 메시지를 가시광 통신을 통해 방송하는 단계를 수행함을 특징으로 한다.

이하 본 발명에 따른 바람직한 실시예를 첨부한 도면을 참조하여 상세히 설명한다. 하기 설명에서는 구체적인 구성 소자 등과 같은 특정 사항들이 나타나고 있는데 이는 본 발명의 보다 전반적인 이해를 돕기 위해서 제공된 것일 뿐 이러한 특정 사항들이 본 발명의 범위 내에서 소정의 변형이나 혹은 변경이 이루어질 수 있음은 이 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게는 자명하다 할 것이다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 조명광 통신 시스템의 전체 구성도이다. 도 1을 참조하면, 본 발명에 따른 조명광 통신 시스템은 서버(10), 다수의 조명용LED(12a, 12b, 12c), 다수의 휴대용 단말기(14a, 14b, 14c)를 포함한다.

서버(10)는 정보 제공원으로서 컴퓨터로 구성될 수 있다. 이러한 서버(10)에에서 제공하는 정보로는 영상, 음악, 음성, 화상, 문자 데이터 등 다양한 정보일 수 있으며, 일반 가정에서 사용되는 정보뿐만 아니라, 상업용 건물에서 해당 상행위와 관련된 모든 정보일 수도 있다. 이러한 서버(10)는 1내지 복수개로 구성될 수 있다. 이러한 서버(10)는 전력선을 통해 다수의 조명용LED(12a, 12b, 12c)와 연결되며, 전력선통신 방식을 통해 상기 조명용LED(12a, 12b, 12c)와 양방향 통신을 수행할 수 있다. 이때 서버(10)에는 해당 정보를 변조하여 전력파형으로 중첩해서 전력선을 통해 조명용LED(12a, 12b, 12c)에 송출하기 위한 전력선 모듈레이터(미도시)를 구비한다.

전력선은 이러한 전력 수송 기능을 제공한다. 또한 이때 전력선에 흐르는 전기장을 통신용 캐리어(carrier)로 이용하여, 서버(10)와 조명용LED(12a, 12b, 12c) 및 본 발명의 특징에 따라 조명용LED(12a, 12b, 12c)간의 통신로 역할을 한다. 이러한 전력선은 옥내/댁내에 기존 설치된 전력선을 활용할 수 있다.

휴대용 단말기(14a, 14b, 14c)는 상기 조명용LED(12a, 12b, 12c)와 가시광 통신이 가능하기 위한 광 전송 장치 수광 장치 및 신호 변복조를 위한 신호 처리 장치를 구비한다. 이러한 휴대용 단말기(14a, 14b, 14c)는 통상적인 이동통신 단말기의 구성을 그대로 가질 수 있으며, 통상적인 광통신 기술을 사용하여 해당 휴대용 단말기(14a, 14b, 14c)간에 직접적인 통신이 가능한 구성을 가질 수도 있다. 최근들어 단말기 상호간의 이러한 가시광 통신이 가능한 이동통신 단말기가 개발 및 보급되고 있으며, 특히 카메라 모듈이 장착된 이동통신 단말기에서 플래시 장치를 이용한 가시광 통신을 수행하는 기술도 제안되었다. 이러한 기술은 국내 특허출원된 출원번호 제2004-56593호(명칭: 카메라 장치를 이용한 가시광선 근거리 통신을 수행하는 무선 단말기, 출원인: 삼성전자 주식회사, 출원일: 2004. 07. 20)에 개시된 바를 예로 들 수 있다.

조명용LED(12a, 12b, 12c)는 옥내 또는 옥외의 적정 위치(예를 들어 옥내에서는 천정)에 설치되어 해당 부위의 조명용 휘도를 충족시킴과 아울러 조명광 통신 기능이 장착된 LED를 말한다. 조명용LED(12a, 12b, 12c)는 하나의 조명기구에는 여러 개의 LED로 구성될 수 있다. 이때 각각 LED는 모두 동일하게 동작할 수도 있고, 각각 다르게 동작하도록 구성할 수 도 있다. 이러한 조명용LED(12a, 12b, 12c)는 옥내외에서 전통적인 조명기 역할을 한다. 이때 옥외에서는 가로등 역할을 할 수도 있다. 이러한 조명용LED(12a, 12b, 12c)는 전력선을 통해 전력을 공급받으며, 또한 전력선을 통해 서버(10)로부터 제공되는 정보를 기반으로 해당 가시광 통신 기능이 부가된 휴대용 단말기(14a, 14b, 14c)와 통신을 할 수 있는 전송장치를 가지고 있다.

또한, 상기 조명용LED(12a, 12b, 12c)는 본 발명의 특징에 따라 상기 휴대용 단말기(14a, 14b, 14c)에서 발생된 정보 전송용 가시광을 포함한 여타의 다른 광원으로부터 방사된 광을 받을 수 있는 수광 장치 및 수광된 광에 따른 수신신호를 복조하는 수신 장치를 구비한다. 이러한 구성에 따라 조명용LED(12a, 12b, 12c)는 각각 해당 휴대용 단말기로부터 가시광 통신 방식으로 전송된 정보를 수신하여 이를 다른 조명용LED로 전송하며, 다른 조명용LED로부터 전송된 정보를 기반으로 해당 휴대용 단말기로 가시광 통신 방식으로 전송한다. 이러한 구성에 따라 특정 조명용LED들간에는 본 발명의 특징에 따라 서로간의 조명 범위에 있는 휴대용 단말기간의 가시광 통신 방식을 이용한 통신을 중계하는 동작을 수행하게 된다. 이때 하나의 조명용LED 자체로서도 자체 조명 범위에 있는 휴대용 단말기간의 가시광 통신 방식을 이용한 통신 중계 동작을 수행한다. 이를 위해 각 조명용LED(12a, 12b, 12c)는 고유 ID를 가지며, 더불어 고유의 위치 정보를 가지고 있을 수 있다. 이하 첨부도면을 참조하여 상기 본 발명의 특징에 따른 조명용LED(12a, 12b, 12c)의 구성 및 동작을 보다 상세히 설명하기로 한다.

도 4는 본 발명의 일 실시예에 따라 조명광 통신 시스템에서의 통신 프로토콜 기능이 내장된 조명용LED의 내부 회로 구성도로서, 도 4를 참조하여, 본 발명의 일 실시예에 따른 조명용LED의 구성을 설명하면, 조명용LED에는 AC/DC변환부(410), 밴드패스필터(412), 중첩부(414), LED군(416), 모뎀(420), 프로토콜 스택(422), 수광부(424)가 구비된다. AC/DC변환부(410)는 LED군(416) 및 밴드패스필터(412)를 구동시키기 위한 직류전력을 얻기 위해 전력선을 통해 공급된 교류전력을 직류로 전환한다. 밴드패스필터(412)는 공급되는 전력에 중첩되어 있는 정보의 신호를 추출하기 위해 해당 통신 주파수대역만을 통과시킨다. 중첩부(414)는 AC/DC변환부(410)에서 직류로 변환된 전력파형에 밴드패스필터(412)에서 추출된 정보의 신호를 중첩시켜 모뎀(420)으로 제공한다. 모뎀(420)은 송신 및 수신 신호의 변복조 기능을 수행하며, 중첩부(414)에서 제공된 수신 신호를 복조하여 프로토콜 스택(422)으로 제공하며, 프로토콜 스택(422)에서 제공된 송신 신호를 변조하여 전력선을 통해 송출한다. 프로토콜 스택(422)은 상기 모뎀(420)을 통해 다른 조명용LED 등으로부터 수신한 신호를 처리하여 자신의 조명 범위에 위치한 휴대용 단말기와의 통신을 위해 필요한 메시지를 생성하여 LED군(416)으로 구동 전압으로 제공하며, 또한 수광부(424)를 통해 휴대용 단말기로부터 제공된 메시지를 처리하여 다른 조명용LED 또는 서버로의 송신 신호를 생성하여 모뎀(420)으로 제공한다. 이에 의해 LED군(416)에 제공하는 전압을 정보에 의해 변화시킬 수 있으며, LED군(416)의 광량 또는 점멸을 제어할 수 있다. LED군(416)은 기본적으로 조명을 행하기 위한 LED 광원으로서, 예를 들어 적, 녹, 청 LED 소자로 구성되는 다수의 백색 LED로 구현될 수 있다. 이때 LED는 응답특성이 뛰어나므로 전송하려는 정보에 따라 광량을 변화시키거나 점열시킬 경우에도 사람의 눈에 지각되지 않으므로 조명으로서 그대로 활용할 수 있다. 수광부(424)는 포토다이오드 등으로 구성되어 해당 조명 범위에 있는 휴대용 단말기로부터 가시광으로 입력된 광신호를 전기적 신호로 변환하여 이를 프로토콜 스택(422)으로 제공한다.

도 4에 도시된 바와 같은 본 발명의 일 실시예에 따른 조명용LED에서의 통신 기능은 모뎀(420) 및 프로토콜 스택(422) 등을 단순히 다른 조명용LED로부터 제공된 신호를 적절히 처리하여 자신의 조명 범위에 있는 휴대용 단말기로 방송하며, 아울러 자신의 조명 범위에 있는 휴대용 단말기로부터 제공된 메시지를 적절히 처리하여 다른 조명용LED 또는 서보 등으로 방송하는 기능을 수행한다. 이때 해당 조명용LED는 휴대용 단말기로부터 제공된 메시지를 다른 조명용LED 뿐만 아니라 자신의 LED군(416)을 통해서 자체적으로도 방송할 수 있다.

도 5는 본 발명의 다른 실시예에 따른 조명광 통신 시스템에서의 조명용LED의 내부 회로 구성도로서, 도 5를 참조하여, 본 발명의 다른 실시예에 따른 조명용 LED의 구성을 설명하면, AC/DC변환부(510), 밴드패스필터(512), 중첩부(514), LED군(516), 수광부(528)을 비롯하여, 신호처리부(520), 전력선 모듈레이터(522)가 구비된다.

AC/DC변환부(510)는 도 4에 도시된 본 발명의 일 실시예와 유사하게 LED군(516) 및 밴드패스필터(512), 신호처리부(520)를 포함한 내부 기능부들을 구동시키기 위한 직류전력을 얻기 위해 전력선을 통해 공급된 교류전력을 직류로 전환한다. 밴드패스필터(412)는 공급되는 전력에 중첩되어 있는 정보의 신호를 추출하기 위해 해당 통신 주파수대역만을 통과시킨다. 수광부(526)는 포토다이오드 등으로 구성되어 가시광으로 입력된 광신호를 전기적 신호로 변환하여 이를 신호처리부(520)로 제공한다.

신호처리부(520)는 밴드패스필터(512)를 통해 추출된 정보를 분석하여 해당 신호가 방송용 정보 또는 자신의 조명용LED를 수신지로 하여 전송된 신호일 경우에를 이를 중첩부(414)로 제공한다. 또한 신호처리부(520)는 수광부(526)에서 수신된 정보 신호를 복조하여 해당 수신한 정보가 방송용 정보 또는 다른 조명용LED측으로 전송될 정보일 경우에 해당 정보를 적절한 포맷의 메시지로 생성하여 전력선 모듈레이터(522)로 제공한다. 전력선 모듈레이터(522)는 신호처리부(520)로부터 제공된 전송용 메시지를 변조하여 전력파형으로 중첩해서 전력선으로 송출한다. 이때 상기에서 조명용LED로/로부터 송수신되는 해당 정보를 구성하는 메시지에는 해당 메시지가 방송용인지에 대한 정보와 목적지 등을 나타내는 정보를 포함하기 위한 별도의 헤더 부분이 추가된다. 중첩부(514)는 AC/DC변환부(510)에서 직류로 변환된 전 력파형에 상기 신호처리부(520)에서 제공된 신호를 중첩시켜 LED군(516)으로 제공하여 LED군(516)의 광량 또는 점멸을 제어한다.

이와 같은 본 발명의 특징에 따른 이러한 조명용LED를 구성함에 따라 본 발명에서는 특히, 서로간의 조명 범위에 있는 휴대용 단말기간의 가시광 통신 방식을 이용한 통신을 중계하는 동작을 수행할 수 있게 된다.

종래에서도 휴대용 단말기간에 무선 광통신을 통한 통신 방식이 개시되었었다. 이때 무선 광통신을 통한 휴대용 단말기간 직통신은 주로 적외선 광을 이용하였다. 적외선 광통신은 실제적으로 1~2m 범위에서 사용하는 무선통신 방식이다. 이러한 적외선 광통신을 비롯한 무선 광통신은 통신매체의 속성상 통신 중에는 통신 주체 단말기와 대상 단말기 사이에 방해물이 있으면 통신이 불가능하다. 따라서 통신이 시작해서 종료되는 시점까지는 반드시 LOS(Line Of Sight)를 보장해주어야 한다. 휴대용 단말기는 그 휴대성이 특징이므로 상기한 LOS를 보장하며 통신을 수행하기가 매우 불편하다. 즉, 특히 대용량 데이터를 전송하는 경우에는 안정된 통신 여건을 조성하고 통신이 종료되는 시점까지 통신에 방해되는 요소가 발생하지 않도록 감시하고 제지하는 지속적인 노력이 필요하다. 본 발명에서는 이러한 불편함을 해소하여 실내에서 조명광을 이용한 무선 광통신이 해당 휴대용 단말기의 이동상황 및 해당 휴대용 단말기들 사이에 방해물이 생겨도 통신이 가능하도록 한다. 이하 첨부 도면을 참조하여 이러한 본 발명의 특징에 따른 동작을 보다 상세히 설명하기로 한다.

도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 조명광 통신 시스템에서의 이동통신 단 말기간 통신을 위한 절차도이다. 도 2에서 M_Tx는 송신 휴대용 단말기를 나타내고, M_Rx는 수신 휴대용 단말기를 나타낸다. LED_S와 LED_D는 각각 그 조명 범위에 송신 휴대용 단말기가 있는 발신지 조명용LED와, 그 조명 범위에 수신 휴대용 단말기가 있는 수신지 조명용LED를 나타낸다. 이때 M_Tx와 M_Rx는 동일한 조명용LED와 통신할 경우도 있으며, 그럴 경우에 LED_S와 LED_D는 동일한 조명용LED일 수도 있다. 도 2의 예에서는 예를 들어 LED_S와 LED_D가 각기 다른 위치에 설치된 다른 기기인 경우를 나타내고 있다.

도 2를 참조하면, 먼저 통신의 대상인 두 휴대용 단말기가 먼저 통신을 위한 초기단계를 실행한다. 이때는 두 휴대용 단말기가 직접 통신할 수 있도록 인위적으로 여건을 조성해주어야 한다. 하지만 이 단계에서 필요로 하는 시간은 매우 짧으므로 안정된 통신 환경을 보장하기 위한 조치가 어렵지 않다. 극히 짧은 시간에 통신 전 단계로서 쌍방간에 긴밀히 필요한 정보를 주고받는다. 그리고 실제 데이터를 송수신하기 위해서 본 발명의 특징에 따른 조명용LED를 이용한 가시광 통신을 시작한다.

먼저, 201단계에서, 송신 휴대용 단말기(M_Tx)는 수신 휴대용 단말기(M_Rx)를 대상으로 하건 간에, 통신의 필요를 느낄 경우에 광통신 방식으로 통신 요구 메시지[Comm_Request]를 송출하고, 이를 수신한 단말기(즉 수신 휴대용 단말기)는 이에 대한 응답을 하게 된다. 이후 202단계에서는 적절한 메시지[Exchange_ID]를 통해 서로의 ID 및 통신을 확인 할 수 있는 정보를 주고받는다. 이때 기본적인 송신 데이터에 대한 정보도 주고받을 수 있다. 예를 들면 데이터 크기, 흐름 제어(flow control) 등에 대한 정보도 주고받을 수 있다. 이후 203단계에서 송신 휴대용 단말기(M_Tx)는 해당 발신지 조명용LED(LED_S)에게 옥내에 있는 휴대용 단말기(M_Rx)와의 직접 통신 시도를 적절한 포맷의 메시지[Mobile_To_Mobile]로 알려 준다.

이에 따라 발신지 조명용LED(LED_S)는 상기 Mobile_To_Mobile를 수신시 204단계에서 해당 송신 휴대용 단말기(M_Tx)로 응답 메시지[Acknowledgement]를 전송하고, 이후 방금 수신된 메시지의 송신 휴대용 단말기(M_Tx)로부터의 후속적으로 전송되는 데이터는 서버로 전송되지 않고 바로 옥내 공간으로 전송되는 것임을 확인하고 데이터 전송 단계에서 수신된 모든 데이터는 모두 공간으로 다시 반사하여 발송한다. 물론 같이 공간안에 있는 모든 조명용LED가 반송하는 대상이 된다. 이는 먼저 205단계에서 [Send_Data] 메시지를 통해서 송신 휴대용 단말기(M_Tx)에서 해당 송신지 조명용LED(LED_S)로 전달된다. 이후 206단계에서 해당 송신지 조명용LED(LED_S)는 전송된 메시지를 적절한 포맷으로 메시지[Transit Data]로 변환하여 모든 조명용LED로 전송하고, 이를 수신한 모든 조명용LED는 해당 메시지를 적절한 광통신 포맷의 메시지[Deliver Data]로 해당 조명 범위의 휴대용 단말기로 방송하게 된다. 이때 해당 메시지에는 수신 휴대용 단말기(M_Rx)의 ID가 포함되게 된다. 도 2에서는 207단계에서 이를 수신지 조명용LED(LED_D)가 해당 메시지를 방송함이 개시되고 있으며, 해당 메시지를 수신한 수신 휴대용 단말기(M_Rx)로부터 발송된 이에 대한 응답 메시지[Send_Ack]이 208단계에서 해당 조명용LED들(LED_D, LED_S)을 거쳐 송신 휴대용 단말기(M_Tx)로 발송됨이 도시된다.

이와 같은 과정을 걸쳐 송신 휴대용 단말기(M_Tx)에서 조명용LED들(LED_D, LED_S)을 거쳐 수신 휴대용 단말기(M_Rx)로 데이터 전송이 이루어지게 된다. 이때 조명용LED는 필요시 옥내를 구역으로 나누어서 구역별로 데이터를 전송 할 수 있다. 즉 구역으로 나누어진 모든 구역이 전송의 대상이 될 수도 있고, 일부 구역만 통신의 대상이 될 수도 있다. 구역으로 나뉘어 부분적으로 통신이 가능할 때에는 휴대용 단말기가 이동함에 따라서 구역과 구역사이에 부가적인 이동 절차를 수행한다.

이와 같이 송신 휴대용 단말기(M_Tx)에서 조명용LED들(LED_D, LED_S)을 거쳐 수신 휴대용 단말기(M_Rx)로 데이터 전송이 이루어지고 있는 상태에서, 데이터 전송이 종료될 경우에, 먼저 209단계에서 송신 휴대용 단말기(M_Tx)는 통신 종료 메시지[Finish Send]를 전송하며, 이는 210단계에서 발신지 조명용LED(LED_S)에서 거쳐 수신지 조명용LED(LED_D)로 Transit Data 메시지로 전송된 후, 211단계에서 수신지 조명용LED(LED_D)에서 Deliver Data 메시지로서 수신 휴대용 단말기(M_Rx)로 전달된다. 이후 이를 수신한 수신 휴대용 단말기(M_Rx)로부터 발송된 이에 대한 응답 메시지[Finish_Ack]이 212단계에서 해당 조명용LED들(LED_D, LED_S)을 거쳐 송신 휴대용 단말기(M_Tx)로 발송된다.

도 3은 본 발명의 다른 실시예에 따른 조명광 통신 시스템에서의 이동통신 단말기간 통신을 위한 절차도로서, 상기 도 2에 도시된 절차는 송신 휴대용 단말기가 수신 휴대용 단말기의 ID를 모르는 경우에 수행되는 동작임에 비해, 도 3에서는 송신 휴대용 단말기가 수신 휴대용 단말기의 ID를 알고 있을 경우에 수행되는 동작 흐름도이다.

이 경우는 수신 휴대용 단말기의 ID를 알고 있으므로 처음부터 조명용LED를 통해서 통신을 하면 된다. 하지만 통신을 위한 메시지 흐름은 수신용 단말기의 ID를 모르는 경우에 비해, 송신 휴대용 단말기가 수신 휴대용 단말기로부터 통신 수용을 위한 확인 절차가 추가로 더 필요하게 된다.

도 3을 참조하면, 먼저 301단계에서, 송신 휴대용 단말기(M_Tx)는 수신 휴대용 단말기(M_Rx)를 대상으로 하여 광통신 방식으로 통신 요구 메시지[Comm_Request]를 송출하고, 이를 수신한 발신지 조명용LED(LED_S)는 302단계에서 이를 적절한 포맷으로 메시지[Transit Data]로 변환하여 모든 조명용LED로 전송하고, 이를 수신한 모든 조명용LED는 해당 메시지를 적절한 광통신 포맷의 메시지[Deliver Data] 방송하게 된다. 도 3에서는 303단계에서 이를 수신지 조명용LED(LED_D)가 해당 메시지를 방송함이 개시되고 있으며, 해당 메시지를 수신한 수신 휴대용 단말기(M_Rx)로부터 발송된 이에 대한 응답 메시지[Send_Ack]이 304단계에서 해당 수신지 조명용LED(LED_D)로 제공된다. 이러한 응답 메시지에는 수신 휴대용 단말기(M_Rx)의 ID가 포함된다. 이러한 응답 메시지는 이후 305단계에서 수신지 조명용LED(LED_D) 및 발신지 조명용LED(LED_S)를 거쳐 송신 휴대용 단말기(M_Tx)로 해당 수신 휴대용 단말기(M_Rx)의 ID가 포함된 적절한 포맷의 메시지[CommReq_Ack]발송된다. 이때에는 해당 응답 메시지에 수신지 조명용LED(LED_D)의 ID가 포함될 수 있다. 이후 306단계에서 송신 휴대용 단말기(M_Tx)는 해당 발신지 조명용LED(LED_S)에게 옥내에 있는 수신 휴대용 단말기(M_Rx)와의 통신 시도를 적절한 포맷의 메시지[Mobile_To_Mobile]로 알려 준다. 이에 따라 발신지 조명용 LED(LED_S)는 상기 Mobile_To_Mobile를 수신시 307단계에서 해당 송신 휴대용 단말기(M_Tx)로 응답 메시지[Acknowledgement]를 전송하고, 이후 308단계에서 송신 휴대용 단말기(M_Tx)는 해당 전송하려는 데이터를 [Send_Data] 메시지를 통해서 해당 송신지 조명용LED(LED_S)로 전달한다.

이후 309단계에서 해당 송신지 조명용LED(LED_S)는 전송된 메시지를 적절한 포맷으로 메시지[Transit Data]로 변환하여 모든 조명용LED로 전송하게 되지만 이때에는 해당 메시지에 수신지 조명용LED(LED_D)가 포함될 수 있으므로, 이를 수신한 모든 조명용LED 중에서 해당 발신지 조명용LED(LED_S)만 310단계에서 해당 메시지를 적절한 광통신 포맷의 메시지[Deliver Data] 방송하게 된다. 이후 311단계에서는 해당 메시지를 수신한 수신 휴대용 단말기(M_Rx)로부터 발송된 이에 대한 응답 메시지[Send_Ack]이 해당 조명용LED들(LED_D, LED_S)을 거쳐 송신 휴대용 단말기(M_Tx)로 발송된다.

이와 같이 송신 휴대용 단말기(M_Tx)에서 조명용LED들(LED_D, LED_S)을 거쳐 수신 휴대용 단말기(M_Rx)로 데이터 전송이 이루어지고 있는 상태에서, 데이터 전송이 종료될 경우에, 도 2에 도시된 바와 같은 동일한 209, 210, 211, 212단계와 각각 동일한 과정인 312, 313, 314, 315단계를 거쳐 송신 휴대용 단말기(M_Tx) 수신 휴대용 단말기(M_Rx)로 데이터 전송이 종료된다.

상기와 같이 본 발명의 일 실시예에 따른 조명광 통신 시스템 그 구성 및 그 동작 과정이 수행될 수 있으며, 한편 상기한 본 발명의 설명에서는 구체적인 실시예에 관해 설명하였으나 여러 가지 변형이 본 발명의 범위를 벗어나지 않고 실시될 수 있다. 따라서 본 발명의 범위는 설명된 실시예에 의하여 정할 것이 아니고 청구범위와 청구범위의 균등한 것에 의하여 정하여져야 할 것이다.

상기한 바와 같이 본 발명에 따른 조명광 통신 방식은 종래와 비교하여 보다 효용성이 있으며, 특히 무선 광통신을 통해 휴대용 단말기간의 통신시 종래의 방식에 비해 해당 단말기의 이동성을 지원하며, 쉽고 원활한 통신이 수행될 수 있도록 할 수 있다.

Claims (9)

1. 조명광 통신 시스템에 있어서,

   전력선을 통해 전력선 통신 방식으로 제공되는 정보를 미리 설정된 포맷으로 변환하여 가시광 통신방식으로 출력하는 가시광 전송장치와, 다른 광원으로부터 방사된 가시광 통신방식의 가시광을 수광하는 수광 장치 및 수광된 가시광에 포함된 수신신호를 복조하는 수신 장치를 구비하여, 수신한 정보에 따라 해당 정보를 미리 설정된 포맷으로 변환하여 상기 전력선을 통해 전력선 통신방식으로 전송하는 다수의 조명용LED(Light Emitting Diode)와,

   가시광 전송 장치, 가시광 수광 장치 및 신호 변복조를 위한 신호 처리 장치를 구비하여, 상기 다수의 조명용LED와 가시광 통신을 수행하는 휴대용 단말기를 포함하며,

   상기 휴대용 단말기는 다른 휴대용 단말기와의 통신용 메시지를 가시광 통신 범위내에 있는 해당 조명용LED로 전송하며, 상기 조명용LED는 해당 가시광 통신 범위내에 있는 상기 휴대용 단말기로부터 자신의 가시광 통신 범위내에 있지 않은 다른 휴대용 단말기와의 통신용 메시지의 수신시에 이를 상기 전력선 통신방식을 통해 다른 조명용LED로 전송함을 특징으로 하는 조명광 통신 시스템.
2. 제1항에 있어서,

   상기 전력선을 통해 상기 다수의 조명용LED와 연결되며, 전력선 통신 방식을 통해 상기 조명용LED와 양방향 통신을 수행하는 서버를 더 포함함을 특징으로 하는 조명광 통신 시스템.
3. 제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 다수의 조명용LED는

   내부 기능부들을 구동시키기 위한 직류전력을 얻기 위해 상기 전력선을 통해 공급된 교류전력을 직류로 전환하는 교류/직류변환부와,

   상기 전력에 중첩되어 있는 정보의 신호를 추출하기 위해 해당 통신 주파수대역만을 통과시키는 밴드패스필터와,

   포토다이오드로 구성되어 가시광으로 입력된 광신호를 전기적 신호로 변환하는 수광 장치와,

   상기 밴드패스필터를 통해 추출된 정보를 분석하여 해당 신호가 방송용 정보 또는 자신의 조명용LED를 수신지로 하여 전송된 신호일 경우에 이를 중첩부로 제공하며, 상기 수광 장치에서 수신된 정보 신호를 복조하여 해당 수신한 정보가 방송용 정보 또는 다른 조명용LED측으로 전송될 정보일 경우에 해당 정보를 미리 설정된 포맷의 메시지로 변환하여 전력선 모듈레이터로 제공하는 신호처리부와,

   상기 신호처리부로부터 제공된 전송용 메시지를 변조하여 전력파형으로 중첩해서 상기 전력선으로 송출하는 전력선 모듈레이터와,

   상기 교류/직류변환부에서 직류로 변환된 전력파형에 상기 신호처리부에서 제공된 신호를 중첩시켜 LED군으로 제공하여 LED군의 광량 또는 점멸을 제어하는 중첩부와,

   LED조명을 행하기 위한 다수의 LED로 구성되는 LED군을 포함함을 특징으로 하는 조명광 통신 시스템.
4. 제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 다수의 조명용LED는

   내부 기능부들을 구동시키기 위한 직류전력을 얻기 위해 상기 전력선을 통해 공급된 교류전력을 직류로 전환하는 교류/직류변환부와,

   상기 전력에 중첩되어 있는 정보의 신호를 추출하기 위해 해당 통신 주파수대역만을 통과시키는 밴드패스필터와,

   포토다이오드로 구성되어 가시광으로 입력된 광신호를 전기적 신호로 변환하는 수광 장치와,

   상기 교류/직류변환부에서 직류로 변환된 전력파형에 상기 신호처리부에서 제공된 신호를 중첩시켜 출력하는 중첩부와,

   LED조명을 행하기 위한 다수의 LED로 구성되는 LED군과,

   모뎀(420)은 송신 및 수신 신호의 변복조 기능을 수행하며,

   상기 중첩부에서 제공된 신호를 복조하여 프로토콜 스택으로 제공하며, 프로토콜 스택에서 제공된 신호를 변조하여 전력선을 통해 송출하는 모뎀과,

   상기 모뎀을 통해 제공된 신호를 처리하여 자신의 조명 범위에 위치한 휴대용 단말기와의 통신을 위해 필요한 메시지를 생성하여 상기 LED군으로 구동 전압으로 제공하며, 상기 수광 장치를 제공된 메시지를 처리하여 다른 조명용LED 또는 서버로의 송신 신호를 생성하여 상기 모뎀으로 제공하는 프로토콜 스택을 포함함을 특징으로 하는 조명광 통신 시스템.
5. 조명광 통신 시스템의 조명용LED(Light Emitting Diode)에서의 조명광 통신 방법에 있어서,

   조명 범위에 있는 휴대용 단말기로부터 가시광 통신을 통해 휴대용 단말기간 통신을 위한 미리 설정된 메시지를 수신할 경우에, 해당 메시지의 종류 및 수신 휴대용 단말기의 정보를 확인하는 단계와,

   상기 휴대용 단말기로부터 수신한 메시지의 종류 및 수신 휴대용 단말기의 정보의 확인 결과에 따라 해당 수신한 메시지를 전력선 통신을 통해 다른 조명용LED로 전송하는 단계와,

   다른 조명용LED로부터 상기 전력선 통신을 통해 전송된 휴대용 단말기간 통신을 위한 메시지가 있을 경우에, 해당 메시지의 종류 및 수신지 조명용LED를 확인하는 단계와,

   상기 다른 조명용LED로부터 수신한 메시지의 종류 및 수신지 조명용LED의 확인 결과에 따라 해당 수신한 메시지를 가시광 통신을 통해 방송하는 단계를 포함함을 특징으로 하는 조명광 통신 방법.
6. 제5항에 있어서, 상기 전력선 통신을 통해 다른 조명용LED로 메시지를 전송하는 경우에 전송 메시지에 자신의 ID를 추가하여 전송함으로 다른 조명용LED측에서 발신지 조명용LED의 확인이 가능하도록 함을 특징으로 하는 조명광 통신 방법.
7. 조명 범위내에 있는 휴대용 단말기와 가시광 통신 방식으로 통신하며, 다른 조명용LED(Light Emitting Diode)와는 전력선 통신방식으로 통신하는 조명용LED에서의 조명광 통신 방법에 있어서,

   송신 휴대용 단말기로부터 수신 휴대용 단말기와의 직접 통신 시도를 위한 메시지의 수신시에, 해당 송신 휴대용 단말기로 응답 메시지를 전송하는 단계와,

   상기 송신 휴대용 단말기로부터의 후속적으로 상기 수신 휴대용 단말기와의 데이터 전송을 위한 메시지를 수신시에 다른 모든 조명용LED로 방송하는 단계와,

   상기 다른 조명용LED로부터 상기 수신 휴대용 단말기와의 데이터 전송을 위해 방송된 메시지의 수신시에 해당 메시지를 자체 조명 범위내에 있는 휴대용 단말기로 방송하는 단계를 포함함을 특징으로 하는 조명광 통신 방법.
8. 제7항에 있어서,

   상기 자체 조명 범위내에 있는 휴대용 단말기로 방송에 따른 해당 수신 휴대용 단말기로부터의 응답 메시지의 수신시에 해당 방송 데이터의 발신지 조명용LED로 응답 메시지를 전송하는 단계와,

   상기 발신지 조명용LED로부터 상기 수신지가 있는 데이터 전송을 위한 메시지를 수신시에 해당 수신지가 자신일 경우에 해당 수신한 데이터를 자체 조명 범위내에 있는 휴대용 단말기로 전송하는 단계와,

   상기 데이터 전송을 위한 메시지의 방송시에 응답 메시지를 전송하는 수신지 조명용LED가 있을 경우에 이를 수신지로 하여 상기 데이터 전송을 위한 메시지를 전송하는 단계를 포함함을 특징으로 하는 조명광 통신 방법.
9. 제7항 또는 제8항에 있어서,

   송신 휴대용 단말기로부터 수신 휴대용 단말기로의 통신 요구 메시지의 수신시에, 이에 대한 메시지를 다른 조명용LED로 방송하는 단계와,

   상기 다른 조명용LED로부터 상기 방송된 상기 통신 요구 메시지의 수신시에 해당 메시지를 자체 조명 범위내에 있는 휴대용 단말기로 방송하는 단계와,

   상기 자체 조명 범위내에 있는 휴대용 단말기로 상기 통신 요구 메시지의 방송에 따른 해당 수신 휴대용 단말기로부터의 해당 수신 휴대용 단말기의 ID가 포함된 응답 메시지의 수신시에 해당 통신 요구 메시지의 발신지 조명용LED로 상기 수신 휴대용 단말기의 ID가 포함된 응답 메시지를 전송하는 단계와,

   상기 다른 조명용LED로부터 상기 수신 휴대용 단말기의 ID가 포함된 응답 메시지의 수신시에 이를 상기 송신 휴대용 단말기로 전송하는 단계를 더 포함함을 특징으로 하는 조명광 통신 방법.

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