WO2018169354A1 - Hybrid occ and lifi system - Google Patents

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WO2018169354A1
WO2018169354A1 PCT/KR2018/003104 KR2018003104W WO2018169354A1 WO 2018169354 A1 WO2018169354 A1 WO 2018169354A1 KR 2018003104 W KR2018003104 W KR 2018003104W WO 2018169354 A1 WO2018169354 A1 WO 2018169354A1
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cells
light source
modulation scheme
photodiode
imaging
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PCT/KR2018/003104
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Inventor
장영민
응웬반장
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국민대학교 산학협력단
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    • H04L—TRANSMISSION OF DIGITAL INFORMATION, e.g. TELEGRAPHIC COMMUNICATION
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    • H04L27/18—Phase-modulated carrier systems, i.e. using phase-shift keying
    • H04L27/20—Modulator circuits; Transmitter circuits
    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04L—TRANSMISSION OF DIGITAL INFORMATION, e.g. TELEGRAPHIC COMMUNICATION
    • H04L5/00—Arrangements affording multiple use of the transmission path
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    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04L—TRANSMISSION OF DIGITAL INFORMATION, e.g. TELEGRAPHIC COMMUNICATION
    • H04L5/00—Arrangements affording multiple use of the transmission path
    • H04L5/003—Arrangements for allocating sub-channels of the transmission path
    • H04L5/0078—Timing of allocation
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    • H04L5/0083—Timing of allocation at predetermined intervals symbol-by-symbol

Definitions

  • the present invention relates to hybrid OCC and LiFi systems.
  • VLC Visible Light Communication
  • PD photo diode
  • OWC Optical Wirelesss Communications
  • the present inventor is leading the OWC international standardization by submitting many articles on the OWC technology as the chairman of the IEEE 802.15.7m OWC TG international standardization organization. Relates to a LiFi system.
  • the present invention provides a hybrid OCC and LiFi system.
  • a hybrid image sensor is characterized in that it comprises a plurality of imaging cells arranged on the light receiving surface, and a plurality of photo diode cells arranged on the light receiving surface.
  • the plurality of photodiode cells are arranged between the plurality of imaging cells.
  • An optical wireless receiver includes a receiver configured to receive data continuously photographing a blinking state of a light source from a hybrid image sensor including imaging cells and photodiode cells, and images captured by the imaging cells.
  • the flashing state of the light source is demodulated according to a first modulation scheme to generate RoI information
  • the blinking state of the light source photographed by the photodiode cells based on the RoI information is demodulated according to a second modulation scheme to transmit data. It characterized in that it comprises a demodulator to restore.
  • the imaging cells and photodiode cells are arranged on one light receiving surface.
  • the photodiode cells are arranged between the imaging cells.
  • the RoI information characterized in that the information on a plurality of RoI.
  • the first modulation method is characterized in that the S2-PSK method.
  • the second modulation scheme is one of DCO-OFDM and ACO-OFDM.
  • the present invention includes a computer program stored on a recording medium for executing the method according to an embodiment of the present invention on a computer.
  • the present invention includes a computer readable recording medium having recorded thereon a program for executing the method according to an embodiment of the present invention on a computer.
  • FIG. 1 is a view schematically illustrating a hybrid image sensor and an operation thereof according to an embodiment of the present invention.
  • FIG. 2 is a diagram schematically showing the configuration of an optical wireless communication system using a hybrid image sensor according to an embodiment of the present invention.
  • FIG. 3 is a view schematically showing an S2-PSK scheme using four light sources according to an embodiment of the present invention.
  • FIG. 4 is a diagram illustrating an example of an S2-PSK scheme using four light sources according to an embodiment of the present invention.
  • FIG. 5 is a diagram illustrating an example in which an optical wireless transmission apparatus according to an embodiment transmits data using the S2-PSK scheme as a first modulation scheme.
  • FIG. 6 is a diagram illustrating an example in which an optical wireless transmission apparatus according to an embodiment uses a baseband modulation scheme as a second modulation scheme.
  • FIG. 7 is a diagram illustrating an example in which an optical wireless transmission apparatus according to an embodiment uses a MIMO-OFDM modulation scheme as a second modulation scheme.
  • FIG 8 and 9 are diagrams schematically showing the overall configuration of an optical wireless transmission system according to an embodiment of the present invention.
  • a hybrid image sensor includes a plurality of imaging cells and a plurality of photo diode cells arranged on a light receiving surface.
  • the plurality of photodiode cells may be arranged between the plurality of imaging cells to detect one image image with the imaging cell or with the photodiode cell.
  • Photodiode cells can detect an image only for a particular portion RoI.
  • Imaging cells may be implemented in CCD or CMOS.
  • the hybrid image sensor enables OCC communication by imaging cells and LiFi communication by photodiode cells. LiFi communication can achieve data rates above 10Gbps.
  • the optical wireless transmission apparatus 100 modulates first data by a first modulation scheme, modulates second data by a second modulation scheme, and transmits the second data through the light source 300.
  • the light source 300 may be one light source or may include a plurality of light sources.
  • the first data may be identification information of the light source 300.
  • the first data may be low speed data and the second data may be high speed data.
  • the receiver 210 of the optical wireless receiver 200 receives images from the hybrid image sensor 400 continuously photographing the blinking state of the light source 300.
  • the blinking state of the light source does not necessarily indicate only on / off, and may include all of adjusting brightness or color of the light source.
  • the demodulator 220 of the optical wireless receiver 200 restores the first data by demodulating the flashing state of the light source photographed by the imaging cells according to the first modulation method, and flashes the light source photographed by the photodiode cells.
  • the state is demodulated according to the second modulation scheme to restore the second data.
  • the optical wireless receiver 200 demodulates the flashing state of the light source photographed by the imaging cells according to the first modulation scheme to generate RoI information, and flashes the light source photographed by the photodiode cells based on the generated RoI information.
  • the state can be demodulated according to the second modulation scheme to restore the transmission data. That is, RoI is determined by the OCC method, and photodiode cells may perform high-speed data demodulation through a technique such as LiFi based on the determined RoI.
  • RoI information may be information about a plurality of RoI.
  • the first modulation scheme may be a Temporal 2-PSK, UPSOOK, S2-PSK, or SM-PSK scheme.
  • Temporal 2-PSK or UPSOOK is preferable when the light source 300 is one individual light source
  • S2-PSK is preferable when it includes two individual light sources
  • S2-PSK when it includes four individual light sources.
  • S8-PSK is preferred. Since the global shutter image sensor has a low frame rate, the low-speed data transmission may be performed using this first modulation scheme. This is particularly advantageous in a moving environment such as a car. Undersampling is an important technology for global shutter image sensor based OCC communication.
  • the Temporal 2-PSK scheme transmits pulse waves of the same phase in the continuous first and second intervals when the transmission data bit is 0, and in the continuous first and second intervals when the transmission data bit is 1. This can be achieved by transmitting pulse waves of opposite phases to each other.
  • FIG. 3 is a view schematically showing an S2-PSK scheme using four light sources according to an embodiment of the present invention.
  • the optical wireless transmission apparatus 100 may use the S2-PSK method of FIG. 3 as the first modulation method.
  • Each symbol contains two bits.
  • Each symbol may be n repetitions of (A A ') as follows.
  • FIG. 4 is a diagram illustrating an example of an S2-PSK scheme using four light sources according to an embodiment of the present invention.
  • the optical wireless transmission apparatus 100 may divide the electronic display board 300 into four parts and use each divided section as an individual light source.
  • 5 is a diagram illustrating an example in which the optical wireless transmission apparatus 100 according to an embodiment of the present invention transmits data using the S2-PSK scheme as a first modulation scheme using a tail light of an automobile.
  • the optical wireless transmission apparatus 100 according to an exemplary embodiment may use the left tail light and the right tail light of an automobile as individual light sources.
  • the second modulation scheme may be a baseband modulation scheme.
  • the second modulation scheme may include DSM-PSK, DCO-OFDM, ACO-OFDM, or DWT-OFDM.
  • the second modulation scheme may be a scheme of simultaneously using any one of DSM-PSK, DCO-OFDM, ACO-OFDM, and DWT-OFDM.
  • the second modulation scheme may include unipolar, enhanced unipolar OFDM, or flip OFDM.
  • Single carrier FDMA SC-FDMA
  • SC-FDMA Single carrier FDMA
  • FIG. 6 is a diagram illustrating an example in which the optical wireless transmission apparatus 100 according to the embodiment uses a baseband modulation method as a second modulation method.
  • FIG. 7 is a diagram illustrating an example in which the optical wireless transmission apparatus 100 according to an embodiment uses the MIMO-OFDM modulation method as the second modulation method.
  • FIGS. 8 and 9 are diagrams schematically showing the overall configuration of an optical wireless transmission system according to an embodiment of the present invention.
  • a multiple RoI based OCC signaling technique for a multi-link OCC system with multiple access is shown.
  • a light source of interest can be detected from a distance, and LiFi communication can be performed on the detected RoI to form multiple links in units of Gbps or Tbps.

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  • Engineering & Computer Science (AREA)
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Abstract

An optical wireless reception device according to an embodiment of the present invention comprises: a reception unit for receiving data, in which the flickering state of a light source is continuously photographed, from a hybrid image sensor comprising imaging cells and photo diode cells; and a demodulation unit for generating RoI information by means of demodulating the flickering state of the light source, which has been photographed by means of the imaging cells, in accordance with a first modulation scheme, and for restoring transmission data by means of demodulating, in accordance with a second modulation scheme, the flickering state of the light source which has been photographed by means of the photo diode cells on the basis of the RoI information.

Description

하이브리드 OCC 및 LIFI 시스템Hybrid OCC and LIFI System
본 발명은 하이브리드 OCC 및 LiFi 시스템에 관한 것이다.The present invention relates to hybrid OCC and LiFi systems.
최근 백열전구와 형광등과 같은 조명이 반도체 LED(Light Emitting Diode) 조명으로 교체되는 인프라를 이용하여 가시광 파장에 통신기능을 부가하여 무선 통신을 가능하게 하는 기술인 가시광 통신(Visible Light Communication; VLC) 기술이 활발히 연구되고 있으며, IEEE 802.15.7 국제표준규격도 완료되어 상용화를 위한 비즈니스 모델 발굴을 추진하고 있다. 그러나 IEEE 802.15.7은 주로 광 검출기(Photo Diode; PD)를 이용한 데이터 전송에 국한되어 있어 VLC 동글 등의 전용 통신 장치를 사용해야 하는 문제점이 있다. 이에 따라 광검출기보다는 주로 스마트폰의 카메라와 같은 이미지 센서를 이용하고, 가시광선뿐만 아니라 적외선 및 자외선 파장까지 포함하는 광학 무선 통신(Optical Wirelesss Communications; OWC)의 국제표준화가 IEEE 802.15.7m OWC TG(Task Group)에서 진행되고 있다.Recently, Visible Light Communication (VLC) technology, which is a technology that enables wireless communication by adding communication functions to visible light wavelengths by using an infrastructure where incandescent bulbs and fluorescent lights are replaced with semiconductor LED (Light Emitting Diode) lights, In addition, the IEEE 802.15.7 international standard has been completed, and the business model for commercialization is being pursued. However, IEEE 802.15.7 is mainly limited to data transmission using a photo diode (PD), which requires a dedicated communication device such as a VLC dongle. Accordingly, the international standardization of Optical Wirelesss Communications (OWC), which uses image sensors such as cameras of smartphones rather than photodetectors, and includes not only visible light but also infrared and ultraviolet wavelengths, is IEEE 802.15.7m OWC TG ( In the Task Group.
본 발명자는 IEEE 802.15.7m OWC TG 국제표준화 기구의 의장으로서 OWC 기술에 관한 많은 기고문을 제출하여 OWC 국제표준화를 선도하고 있으며, 본 발명은 OWC 국제표준기술의 가장 핵심적인 기술 중 하나인 하이브리드 OCC 및 LiFi 시스템에 관한 것이다.The present inventor is leading the OWC international standardization by submitting many articles on the OWC technology as the chairman of the IEEE 802.15.7m OWC TG international standardization organization. Relates to a LiFi system.
본 발명은 하이브리드 OCC 및 LiFi 시스템을 제공한다.The present invention provides a hybrid OCC and LiFi system.
본 발명의 일 실시예에 의한 하이브리드 이미지 센서는, 수광면에 배열된 복수의 이미징 셀들, 및 상기 수광면에 배열된 복수의 포토 다이오드 셀들을 포함하는 것을 특징으로 한다.A hybrid image sensor according to an embodiment of the present invention is characterized in that it comprises a plurality of imaging cells arranged on the light receiving surface, and a plurality of photo diode cells arranged on the light receiving surface.
일 실시예에서, 상기 복수의 포토 다이오드 셀들은 상기 복수의 이미징 셀들의 사이사이에 배열되는 것을 특징으로 한다.In one embodiment, the plurality of photodiode cells are arranged between the plurality of imaging cells.
본 발명의 일 실시예에 의한 광학 무선 수신 장치는, 이미징 셀들 및 포토 다이오드 셀들을 포함하는 하이브리드 이미지 센서로부터 광원의 점멸 상태를 연속적으로 촬영한 데이터를 수신하는 수신부, 및 상기 이미징 셀들에 의해 촬영된 상기 광원의 점멸 상태를 제1 변조방식에 따라 복조하여 RoI 정보를 생성하고, 상기 RoI 정보에 기초하여 상기 포토 다이오드 셀들에 의해 촬영된 상기 광원의 점멸 상태를 제2 변조방식에 따라 복조하여 전송 데이터를 복원하는 복조부를 포함하는 것을 특징으로 한다.An optical wireless receiver according to an embodiment of the present invention includes a receiver configured to receive data continuously photographing a blinking state of a light source from a hybrid image sensor including imaging cells and photodiode cells, and images captured by the imaging cells. The flashing state of the light source is demodulated according to a first modulation scheme to generate RoI information, and the blinking state of the light source photographed by the photodiode cells based on the RoI information is demodulated according to a second modulation scheme to transmit data. It characterized in that it comprises a demodulator to restore.
일 실시예에서, 상기 이미징 셀들 및 포토 다이오드 셀들은 하나의 수광면 위에 배열되는 것을 특징으로 한다.In one embodiment, the imaging cells and photodiode cells are arranged on one light receiving surface.
일 실시예에서, 상기 포토 다이오드 셀들은 상기 이미징 셀들의 사이사이에 배열되는 것을 특징으로 한다.In one embodiment, the photodiode cells are arranged between the imaging cells.
본 발명의 일 실시예에 의한 광학 무선 수신 방법은,Optical wireless reception method according to an embodiment of the present invention,
이미징 셀들 및 포토 다이오드 셀들을 포함하는 하이브리드 이미지 센서로부터 광원의 점멸 상태를 연속적으로 촬영한 데이터를 수신하는 단계, 상기 이미징 셀들에 의해 촬영된 상기 광원의 점멸 상태를 제1 변조방식에 따라 복조하여 RoI 정보를 생성하는 단계, 및 상기 RoI 정보에 기초하여 상기 포토 다이오드 셀들에 의해 촬영된 상기 광원의 점멸 상태를 제2 변조방식에 따라 복조하여 전송 데이터를 복원하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 한다.Receiving data continuously photographing a blinking state of a light source from a hybrid image sensor including imaging cells and photodiode cells, demodulating the blinking state of the light source photographed by the imaging cells according to a first modulation scheme, and performing RoI; Generating information, and demodulating, according to a second modulation scheme, a flashing state of the light source photographed by the photodiode cells based on the RoI information to restore transmission data.
일 실시예에서, 상기 RoI 정보는, 복수의 RoI에 관한 정보인 것을 특징으로 한다.In one embodiment, the RoI information, characterized in that the information on a plurality of RoI.
일 실시예에서, 상기 제1 변조 방식은 S2-PSK 방식인 것을 특징으로 한다.In one embodiment, the first modulation method is characterized in that the S2-PSK method.
일 실시예에서, 상기 제2 변조 방식은, DCO-OFDM 및 ACO-OFDM 중 어느 하나인 것을 특징으로 한다.In one embodiment, the second modulation scheme is one of DCO-OFDM and ACO-OFDM.
본 발명은, 본 발명의 일 실시예에 의한 방법을 컴퓨터에서 실행시키기 위하여 기록매체에 저장된 컴퓨터프로그램을 포함한다.The present invention includes a computer program stored on a recording medium for executing the method according to an embodiment of the present invention on a computer.
본 발명은, 본 발명의 일 실시예에 의한 방법을 컴퓨터에서 실행시키기 위한 프로그램을 기록한 컴퓨터로 읽을 수 있는 기록매체를 포함한다.The present invention includes a computer readable recording medium having recorded thereon a program for executing the method according to an embodiment of the present invention on a computer.
본 발명에 의하면 효과적으로 하이브리드 OCC 및 LiFi 통신을 수행할 수 있다.According to the present invention, it is possible to effectively perform hybrid OCC and LiFi communication.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 의한 하이브리드 이미지 센서 및 그 동작을 개략적으로 도시한 도면이다.1 is a view schematically illustrating a hybrid image sensor and an operation thereof according to an embodiment of the present invention.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 의한 하이브리드 이미지 센서를 이용한 광학 무선 통신 시스템의 구성을 개략적으로 도시한 도면이다.2 is a diagram schematically showing the configuration of an optical wireless communication system using a hybrid image sensor according to an embodiment of the present invention.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 의한 4개의 광원을 이용한 S2-PSK 방식을 개략적으로 도시한 도면이다.3 is a view schematically showing an S2-PSK scheme using four light sources according to an embodiment of the present invention.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 의한 4개의 광원을 이용한 S2-PSK 방식의 일 예를 도시한 도면이다.4 is a diagram illustrating an example of an S2-PSK scheme using four light sources according to an embodiment of the present invention.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 의한 광학 무선 송신 장치가 제1 변조방식으로 S2-PSK 방식을 이용하여 데이터를 전송하는 예를 도시한 도면이다.FIG. 5 is a diagram illustrating an example in which an optical wireless transmission apparatus according to an embodiment transmits data using the S2-PSK scheme as a first modulation scheme.
도 6은 본 발명의 일 실시예에 의한 광학 무선 송신 장치가 제2 변조방식으로 기저대역 변조방식을 이용하는 예를 도시한 도면이다.6 is a diagram illustrating an example in which an optical wireless transmission apparatus according to an embodiment uses a baseband modulation scheme as a second modulation scheme.
도 7은 본 발명의 일 실시예에 의한 광학 무선 송신 장치가 제2 변조방식으로 MIMO-OFDM 변조방식을 이용하는 예를 도시한 도면이다.FIG. 7 is a diagram illustrating an example in which an optical wireless transmission apparatus according to an embodiment uses a MIMO-OFDM modulation scheme as a second modulation scheme.
도 8 및 도 9는 본 발명의 일 실시예에 의한 광학 무선 송신 시스템의 전체적인 구성을 개략적으로 도시한 도면이다.8 and 9 are diagrams schematically showing the overall configuration of an optical wireless transmission system according to an embodiment of the present invention.
이하에서 본 발명의 기술적 사상을 명확화하기 위하여 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 상세하게 설명하도록 한다. 본 발명을 설명함에 있어서, 관련된 공지 기능 또는 구성요소에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우 그 상세한 설명을 생략할 것이다. 도면들 중 실질적으로 동일한 기능구성을 갖는 구성요소들에 대하여는 비록 다른 도면상에 표시되더라도 가능한 한 동일한 참조번호들 및 부호들을 부여하였다. 설명의 편의를 위하여 필요한 경우에는 장치와 방법을 함께 서술하도록 한다.Hereinafter, exemplary embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings to clarify the technical spirit of the present invention. In the following description of the present invention, detailed descriptions of related known functions or components will be omitted when it is determined that the detailed description of the present invention may unnecessarily obscure the subject matter of the present invention. Components having substantially the same functional configuration among the drawings have been given the same reference numerals and symbols as much as possible even though they are shown in different drawings. For convenience of explanation, the device and method should be described together when necessary.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 의한 하이브리드 이미지 센서 및 그 동작을 개략적으로 도시한 도면이다. 도 1을 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 의한 하이브리드 이미지 센서는 수광면에 배열된 복수의 이미징 셀들 및 복수의 포토 다이오드 셀들을 포함한다. 복수의 포토 다이오드 셀들은 복수의 이미징 셀들의 사이사이에 배열되어 하나의 이미지 상을 이미징 셀로 검출할 수도 있고 포토 다이오드 셀로 검출할 수도 있다. 포토 다이오드 셀들은 특정 부분(RoI)에 대하여만 이미지를 검출할 수 있다. 이미징 셀들은 CCD 또는 CMOS로 구현될 수 있다. 이러한 하이브리드 이미지 센서를 이용하면 이미징 셀들에 의해 OCC 통신을 수행하고, 포토 다이오드 셀들에 의해 LiFi 통신을 수행할 수 있게 된다. LiFi 통신은 10Gbps 이상의 데이터 속도를 얻을 수 있다.1 is a view schematically illustrating a hybrid image sensor and an operation thereof according to an embodiment of the present invention. Referring to FIG. 1, a hybrid image sensor according to an embodiment of the present invention includes a plurality of imaging cells and a plurality of photo diode cells arranged on a light receiving surface. The plurality of photodiode cells may be arranged between the plurality of imaging cells to detect one image image with the imaging cell or with the photodiode cell. Photodiode cells can detect an image only for a particular portion RoI. Imaging cells may be implemented in CCD or CMOS. The hybrid image sensor enables OCC communication by imaging cells and LiFi communication by photodiode cells. LiFi communication can achieve data rates above 10Gbps.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 의한 하이브리드 이미지 센서를 이용한 광학 무선 통신 시스템의 구성을 개략적으로 도시한 도면이다. 도 2를 참조하면, 광학 무선 송신 장치(100)는 제1 데이터를 제1 변조방식으로 변조하고, 제2 데이터를 제2 변조방식으로 변조하여 광원(300)을 통해 송신한다. 광원(300)은 하나의 광원일 수도 있고 복수의 광원들을 포함할 수도 있다. 제1 데이터는 광원(300)의 식별 정보일 수 있다. 제1 데이터는 저속 데이터이고 제2 데이터는 고속 데이터일 수 있다.2 is a diagram schematically showing the configuration of an optical wireless communication system using a hybrid image sensor according to an embodiment of the present invention. Referring to FIG. 2, the optical wireless transmission apparatus 100 modulates first data by a first modulation scheme, modulates second data by a second modulation scheme, and transmits the second data through the light source 300. The light source 300 may be one light source or may include a plurality of light sources. The first data may be identification information of the light source 300. The first data may be low speed data and the second data may be high speed data.
광학 무선 수신장치(200)의 수신부(210)는 하이브리드 이미지 센서(400)로부터 광원(300)의 점멸 상태를 연속적으로 촬영한 이미지들을 수신한다. 광원의 점멸 상태는 반드시 On/Off 만을 나타내는 것은 아니며, 광원의 밝기나 색상 등을 조절하는 것을 모두 포함할 수 있다.The receiver 210 of the optical wireless receiver 200 receives images from the hybrid image sensor 400 continuously photographing the blinking state of the light source 300. The blinking state of the light source does not necessarily indicate only on / off, and may include all of adjusting brightness or color of the light source.
광학 무선 수신장치(200)의 복조부(220)는 이미징 셀들에 의해 촬영된 광원의 점멸 상태를 제1 변조방식에 따라 복조하여 제1 데이터를 복원하고, 포토 다이오드 셀들에 의해 촬영된 광원의 점멸 상태를 제2 변조방식에 따라 복조하여 제2 데이터를 복원한다.The demodulator 220 of the optical wireless receiver 200 restores the first data by demodulating the flashing state of the light source photographed by the imaging cells according to the first modulation method, and flashes the light source photographed by the photodiode cells. The state is demodulated according to the second modulation scheme to restore the second data.
광학 무선 수신장치(200)는 이미징 셀들에 의해 촬영된 광원의 점멸 상태를 제1 변조방식에 따라 복조하여 RoI 정보를 생성하고, 생성된 RoI 정보에 기초하여 포토 다이오드 셀들에 의해 촬영된 광원의 점멸 상태를 제2 변조방식에 따라 복조하여 전송 데이터를 복원할 수 있다. 즉, OCC 방식에 의해 RoI를 결정하고, 포토 다이오드 셀들은 결정된 RoI에 기초하여 LiFi 등의 기술을 통해 고속 데이터 복조를 수행할 수 있다. RoI 정보는 복수의 RoI에 관한 정보일 수 있다.The optical wireless receiver 200 demodulates the flashing state of the light source photographed by the imaging cells according to the first modulation scheme to generate RoI information, and flashes the light source photographed by the photodiode cells based on the generated RoI information. The state can be demodulated according to the second modulation scheme to restore the transmission data. That is, RoI is determined by the OCC method, and photodiode cells may perform high-speed data demodulation through a technique such as LiFi based on the determined RoI. RoI information may be information about a plurality of RoI.
제1 변조방식은 Temporal 2-PSK, UPSOOK, S2-PSK, 또는 SM-PSK 방식일 수 있다. 광원(300)이 한 개의 개별 광원인 경우는 Temporal 2-PSK 또는 UPSOOK가 바람직하고, 두 개의 개별 광원을 포함하는 경우는 S2-PSK가 바람직하고, 네 개의 개별 광원을 포함하는 경우는 S2-PSK 또는 S8-PSK가 바람직하다. 글로벌 셔터 이미지 센서는 프레임 레이트가 낮으므로 이러한 이러한 제1 변조방식을 이용해 저속 데이터 전송을 수행할 수 있다. 이는 특히 자동차와 같이 이동하는 환경에서 유리하다. 언더샘플링 특성이 글로벌 셔터 이미지 센서 기반 OCC 통신의 중요한 기술이다.The first modulation scheme may be a Temporal 2-PSK, UPSOOK, S2-PSK, or SM-PSK scheme. Temporal 2-PSK or UPSOOK is preferable when the light source 300 is one individual light source, S2-PSK is preferable when it includes two individual light sources, and S2-PSK when it includes four individual light sources. Or S8-PSK is preferred. Since the global shutter image sensor has a low frame rate, the low-speed data transmission may be performed using this first modulation scheme. This is particularly advantageous in a moving environment such as a car. Undersampling is an important technology for global shutter image sensor based OCC communication.
Temporal 2-PSK 방식은, 전송 데이터 비트가 0일 때는 연속되는 제1 구간 및 제2 구간에서 동일한 위상의 펄스파를 전송하고, 전송 데이터 비트가 1일 때는 연속되는 제1 구간 및 제2 구간에서 서로 반대 위상의 펄스파를 전송함으로써 구현할 수 있다. The Temporal 2-PSK scheme transmits pulse waves of the same phase in the continuous first and second intervals when the transmission data bit is 0, and in the continuous first and second intervals when the transmission data bit is 1. This can be achieved by transmitting pulse waves of opposite phases to each other.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 의한 4개의 광원을 이용한 S2-PSK 방식을 개략적으로 도시한 도면이다. 본 발명의 일 실시예에 의한 광학 무선 송신 장치(100)는 제1 변조방식으로 도 3의 S2-PSK 방식을 사용할 수 있다. 각 심벌은 2비트를 포함한다. 각 심벌은 다음과 같이 (A A')의 n회 반복일 수 있다. 3 is a view schematically showing an S2-PSK scheme using four light sources according to an embodiment of the present invention. The optical wireless transmission apparatus 100 according to an embodiment of the present invention may use the S2-PSK method of FIG. 3 as the first modulation method. Each symbol contains two bits. Each symbol may be n repetitions of (A A ') as follows.
(A A')1 (A A')2 ... (A A')n (A A ') 1 (A A') 2 ... (A A ') n
각 심벌 타임 내에 글로벌 셔터 카메라는 한 번만 샘플링을 수행하면 된다. 도 4는 본 발명의 일 실시예에 의한 4개의 광원을 이용한 S2-PSK 방식의 일 예를 도시한 도면이다. 도 4를 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 의한 광학 무선 송신 장치(100)는 전광판(300)을 네 부분으로 구분하여, 구분된 각 구간을 개별 광원으로 이용할 수 있다. 도 5는 본 발명의 일 실시예에 의한 광학 무선 송신 장치(100)가 자동차의 후미등을 이용하여 제1 변조방식으로 S2-PSK 방식을 이용하여 데이터를 전송하는 예를 도시한 도면이다. 도 5를 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 의한 광학 무선 송신 장치(100)는 자동차의 좌측 후미등과 우측 후미등을 각각 개별 광원으로 이용할 수 있다.Within each symbol time, the global shutter camera only needs to sample once. 4 is a diagram illustrating an example of an S2-PSK scheme using four light sources according to an embodiment of the present invention. Referring to FIG. 4, the optical wireless transmission apparatus 100 according to an embodiment of the present invention may divide the electronic display board 300 into four parts and use each divided section as an individual light source. 5 is a diagram illustrating an example in which the optical wireless transmission apparatus 100 according to an embodiment of the present invention transmits data using the S2-PSK scheme as a first modulation scheme using a tail light of an automobile. Referring to FIG. 5, the optical wireless transmission apparatus 100 according to an exemplary embodiment may use the left tail light and the right tail light of an automobile as individual light sources.
제2 변조방식은 기저대역 변조방식일 수 있다. 제2 변조 방식은 DSM-PSK, DCO-OFDM, ACO-OFDM, 또는 DWT-OFDM을 포함할 수 있다. 제2 변조 방식은 DSM-PSK과 DCO-OFDM, ACO-OFDM, DWT-OFDM 중 어느 하나를 동시에 사용하는 방식일 수 있다. 제2 변조방식은 Unipolar, enhanced unipolar OFDM, 또는 flip OFDM을 포함할 수 있다. OFDM의 RAPR을 감소시키기 위해 Single carrier FDMA (SC-FDMA)을 사용할 수 있다.The second modulation scheme may be a baseband modulation scheme. The second modulation scheme may include DSM-PSK, DCO-OFDM, ACO-OFDM, or DWT-OFDM. The second modulation scheme may be a scheme of simultaneously using any one of DSM-PSK, DCO-OFDM, ACO-OFDM, and DWT-OFDM. The second modulation scheme may include unipolar, enhanced unipolar OFDM, or flip OFDM. Single carrier FDMA (SC-FDMA) may be used to reduce the RAPR of OFDM.
도 6은 본 발명의 일 실시예에 의한 광학 무선 송신 장치(100)가 제2 변조방식으로 기저대역 변조방식을 이용하는 예를 도시한 도면이다. 도 7은 본 발명의 일 실시예에 의한 광학 무선 송신 장치(100)가 제2 변조방식으로 MIMO-OFDM 변조방식을 이용하는 예를 도시한 도면이다.FIG. 6 is a diagram illustrating an example in which the optical wireless transmission apparatus 100 according to the embodiment uses a baseband modulation method as a second modulation method. FIG. 7 is a diagram illustrating an example in which the optical wireless transmission apparatus 100 according to an embodiment uses the MIMO-OFDM modulation method as the second modulation method.
도 8 및 도 9는 본 발명의 일 실시예에 의한 광학 무선 송신 시스템의 전체적인 구성을 개략적으로 도시한 도면이다. 다중 액세스가 가능한 다중 링크 OCC 시스템을 위한 다중 RoI 기반 OCC 시그널링 기술을 도시되었다.8 and 9 are diagrams schematically showing the overall configuration of an optical wireless transmission system according to an embodiment of the present invention. A multiple RoI based OCC signaling technique for a multi-link OCC system with multiple access is shown.
이상과 같이 RoI 시그널링과 LiFi를 하이브리드 시스템으로 구성하면 관심있는 광원을 멀리서 검출할 수 있고, 검출된 RoI에 대해 LiFi 통신을 수행하여 Gbps 또는 Tbps 단위의 다중 링크를 형성할 수 있게 된다.As described above, when RoI signaling and LiFi are configured as a hybrid system, a light source of interest can be detected from a distance, and LiFi communication can be performed on the detected RoI to form multiple links in units of Gbps or Tbps.
지금까지 본 발명에 대하여 도면에 도시된 바람직한 실시예들을 중심으로 상세히 살펴보았다. 이러한 실시예들은 이 발명을 한정하려는 것이 아니라 예시적인 것에 불과하며, 한정적인 관점이 아니라 설명적인 관점에서 고려되어야 한다. 본 발명의 진정한 기술적 보호범위는 전술한 설명이 아니라 첨부된 특허청구범위의 기술적 사상에 의해서 정해져야 할 것이다. 비록 본 명세서에 특정한 용어들이 사용되었으나 이는 단지 본 발명의 개념을 설명하기 위한 목적에서 사용된 것이지 의미한정이나 특허청구범위에 기재된 본 발명의 범위를 제한하기 위하여 사용된 것은 아니다. 본 발명의 각 단계는 반드시 기재된 순서대로 수행되어야 할 필요는 없고, 병렬적, 선택적 또는 개별적으로 수행될 수 있다. 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자는 특허청구범위에서 청구하는 본 발명의 본질적인 기술사상에서 벗어나지 않는 범위에서 다양한 변형 형태 및 균등한 타 실시예가 가능하다는 점을 이해할 것이다. 균등물은 현재 공지된 균등물뿐만 아니라 장래에 개발될 균등물 즉 구조와 무관하게 동일한 기능을 수행하도록 발명된 모든 구성요소를 포함하는 것으로 이해되어야 한다.So far, the present invention has been described in detail with reference to the preferred embodiments shown in the drawings. These examples are merely illustrative and not intended to limit the present invention, and should be considered in descriptive sense only and not for purposes of limitation. The true technical protection scope of the present invention should be defined by the technical spirit of the appended claims rather than the foregoing description. Although specific terms have been used herein, they are used only for the purpose of illustrating the concept of the invention and are not intended to limit the scope of the invention as defined in the claims or the claims. Each step of the invention need not necessarily be performed in the order described, and may be performed in parallel, selectively or individually. Those skilled in the art will appreciate that various modifications and equivalent other embodiments are possible without departing from the essential technical spirit of the invention as claimed in the claims. Equivalents are to be understood to include not only currently known equivalents but also equivalents to be developed in the future, ie all components invented to perform the same function regardless of structure.

Claims (11)

  1. 수광면에 배열된 복수의 이미징 셀들; 및A plurality of imaging cells arranged on the light receiving surface; And
    상기 수광면에 배열된 복수의 포토 다이오드 셀들을 포함하는 것을 특징으로 하는 하이브리드 이미지 센서.And a plurality of photodiode cells arranged on the light receiving surface.
  2. 제1항에 있어서,The method of claim 1,
    상기 복수의 포토 다이오드 셀들은 상기 복수의 이미징 셀들의 사이사이에 배열되는 것을 특징으로 하는 하이브리드 이미지 센서.And the plurality of photodiode cells are arranged between the plurality of imaging cells.
  3. 이미징 셀들 및 포토 다이오드 셀들을 포함하는 하이브리드 이미지 센서로부터 광원의 점멸 상태를 연속적으로 촬영한 데이터를 수신하는 수신부; 및A receiver configured to receive data continuously photographing a blinking state of a light source from a hybrid image sensor including imaging cells and photodiode cells; And
    상기 이미징 셀들에 의해 촬영된 상기 광원의 점멸 상태를 제1 변조방식에 따라 복조하여 RoI 정보를 생성하고,Demodulating the blinking state of the light source photographed by the imaging cells according to a first modulation scheme to generate RoI information,
    상기 RoI 정보에 기초하여 상기 포토 다이오드 셀들에 의해 촬영된 상기 광원의 점멸 상태를 제2 변조방식에 따라 복조하여 전송 데이터를 복원하는 복조부를 포함하는 것을 특징으로 하는 광학 무선 수신 장치.And a demodulator for demodulating the flashing state of the light source photographed by the photodiode cells according to the RoI information according to a second modulation scheme to restore transmission data.
  4. 제3항에 있어서,The method of claim 3,
    상기 이미징 셀들 및 포토 다이오드 셀들은 하나의 수광면 위에 배열되는 것을 특징으로 하는 광학 무선 수신 장치.And the imaging cells and photodiode cells are arranged on one light receiving surface.
  5. 제4항에 있어서,The method of claim 4, wherein
    상기 포토 다이오드 셀들은 상기 이미징 셀들의 사이사이에 배열되는 것을 특징으로 하는 광학 무선 수신 장치.And the photodiode cells are arranged between the imaging cells.
  6. 이미징 셀들 및 포토 다이오드 셀들을 포함하는 하이브리드 이미지 센서로부터 광원의 점멸 상태를 연속적으로 촬영한 데이터를 수신하는 단계;Receiving data continuously photographing a blinking state of a light source from a hybrid image sensor including imaging cells and photodiode cells;
    상기 이미징 셀들에 의해 촬영된 상기 광원의 점멸 상태를 제1 변조방식에 따라 복조하여 RoI 정보를 생성하는 단계; 및Demodulating a blinking state of the light source photographed by the imaging cells according to a first modulation scheme to generate RoI information; And
    상기 RoI 정보에 기초하여 상기 포토 다이오드 셀들에 의해 촬영된 상기 광원의 점멸 상태를 제2 변조방식에 따라 복조하여 전송 데이터를 복원하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 광학 무선 수신 방법.And demodulating the flashing state of the light source photographed by the photodiode cells according to the second modulation scheme based on the RoI information to restore the transmission data.
  7. 제6항에 있어서,The method of claim 6,
    상기 RoI 정보는, 복수의 RoI에 관한 정보인 것을 특징으로 하는 광학 무선 수신 방법.And wherein the RoI information is information about a plurality of RoIs.
  8. 제6항에 있어서,The method of claim 6,
    상기 제1 변조 방식은 S2-PSK 방식인 것을 특징으로 하는 광학 무선 수신 방법.The first modulation method is an optical wireless reception method, characterized in that the S2-PSK method.
  9. 제6항에 있어서,The method of claim 6,
    상기 제2 변조 방식은, DCO-OFDM 및 ACO-OFDM 중 어느 하나인 것을 특징으로 하는 광학 무선 수신 방법.The second modulation scheme is any one of DCO-OFDM and ACO-OFDM.
  10. 제6항 내지 제9항 중 어느 한 항의 방법을 컴퓨터에서 실행시키기 위하여 기록매체에 저장된 컴퓨터프로그램.A computer program stored on a recording medium for executing the method of any one of claims 6 to 9 on a computer.
  11. 제6항 내지 제9항 중 어느 한 항의 방법을 수행하는 프로그램이 기록된 컴퓨터로 읽을 수 있는 기록매체.A computer-readable recording medium having recorded thereon a program for performing the method of any one of claims 6 to 9.
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