KR200251322Y1

KR200251322Y1 - Optical wireless communication apparatus

Info

Publication number: KR200251322Y1
Application number: KR2020010005960U
Authority: KR
Inventors: 신동헌
Original assignee: 삼성전자 주식회사
Priority date: 2001-03-06
Filing date: 2001-03-06
Publication date: 2001-11-16

Abstract

본 고안에 따른 실내 광무선통신장치에 있어서, 송신부는; 송신 데이터를 발생하는 신호발생기와, 상기 신호발생기로부터의 상기 송신데이터를 소정 변조방식에 의해 변조하는 변조부와, 상기 변조기로부터의 상기 변조 신호를 적외선을 통해 송신하는 적외선송신부를 포함하고, 수신부는; 상기 적외선송신부로부터의 신호를 수신하는 적외선수신부와, 상기 적외선수신부로부터의 신호를 복조하여 상기 송신데이터를 복원하는 복조부와, 상기 복조부로부터의 상기 송신데이터를 분석하는 신호분석기를 포함하는 것을 특징으로 한다.An indoor optical wireless communication device according to the present invention, comprising: a transmitter; A signal generator for generating transmission data, a modulator for modulating the transmission data from the signal generator by a predetermined modulation scheme, and an infrared transmitter for transmitting the modulated signal from the modulator through infrared rays, ; And an infrared receiver for receiving the signal from the infrared transmitter, a demodulator for demodulating the signal from the infrared receiver, and restoring the transmission data; and a signal analyzer for analyzing the transmission data from the demodulator. It is done.

Description

Optical wireless communication device {OPTICAL WIRELESS COMMUNICATION APPARATUS}

본 고안은 무선통신장치에 관한 것으로, 특히 실내환경에서 적외선을 사용하는 통신하기 위한 무선통신장치에 관한 것이다.The present invention relates to a wireless communication device, and more particularly to a wireless communication device for communicating using infrared light in an indoor environment.

종래기술에 있어, 실내환경에서의 무선통신은 대부분 라디오 주파수(RF : Radio Frequency)를 사용하는 기술이었다. 상기 라디오 주파수를 실내에서 사용하는 경우, 주파수의 제약이 따르게 되며 상용화된 주파수를 사용하는 경우에는 시스템 설계에 주의가 따른다. 한편 주파수 대역이 높아질수록 무선통신을 위한 RF장치를 사용하는데 어려움이 있어 실내환경에서 대용량의 데이터 서비스를 하는데는 무리가 따를 수 있다.In the prior art, the wireless communication in the indoor environment is mostly a technique using a radio frequency (RF). When the radio frequency is used indoors, the frequency is subject to restrictions, and when using a commercialized frequency, attention is paid to the system design. On the other hand, the higher the frequency band, the more difficult it is to use an RF device for wireless communication, so it may be difficult to provide a large data service in an indoor environment.

한편 적외선을 사용하는 무선통신에 대한 연구 및 활용사례가 있으나 이는 대부분 터미널간 직접경로 (Line-of-sight)가 보장되어야 가능하였다. 하지만, 실내구조에 따라 터미널간 직접경로가 보장되지 않는 경우가 대부분이다. 그러므로 실내환경에서 적외선을 사용해 통신을 수행할 경우 다른 방안이 필요하다.On the other hand, there are some researches and applications of wireless communication using infrared rays, but most of them could only be ensured by line-of-sight. However, in many cases, the direct path between terminals is not guaranteed depending on the indoor structure. Therefore, if you are using infrared communication in indoor environment, you need a different solution.

따라서 본 고안의 목적은 상술한 RF를 사용하는 경우의 문제점을 해결하고, 적외선을 사용하는 경우 직접경로가 보장되지 않는 경우에도 사용할 수 있는 무선통신장치를 제공함에 있다.Accordingly, an object of the present invention is to solve the problem of using the above-described RF, and to provide a wireless communication device that can be used even when the direct path is not guaranteed when using infrared.

본 고안의 다른 목적은 분산채널을 지원하는 적외선 무선통신장치를 제공함에 있다.Another object of the present invention is to provide an infrared wireless communication device supporting a distributed channel.

본 고안의 또 다른 목적은 적외선을 사용하는 실내용 광무선 통신장치를 제공함에 있다.Still another object of the present invention is to provide an indoor optical wireless communication device using infrared rays.

상기 목적들을 달성하기 위한, 실내 광 무선 통신 장치에 있어서, 송신부는; 송신 데이터를 발생하는 신호발생기와, 상기 신호발생기로부터의 상기 송신데이터를 소정 변조방식에 의해 변조하는 변조부와, 상기 변조기로부터의 상기 변조 신호를 적외선을 통해 송신하는 적외선송신부를 포함하고, 수신부는; 상기 적외선송신부로부터의 신호를 수신하는 적외선수신부와, 상기 적외선수신부로부터의 신호를 복조하여 상기 송신데이터를 복원하는 복조부와, 상기 복조부로부터의 상기 송신데이터를 분석하는 신호분석기를 포함하는 것을 특징으로 한다.An indoor optical wireless communication apparatus for achieving the above objects, comprising: a transmitter; A signal generator for generating transmission data, a modulator for modulating the transmission data from the signal generator by a predetermined modulation scheme, and an infrared transmitter for transmitting the modulated signal from the modulator through infrared rays, ; And an infrared receiver for receiving the signal from the infrared transmitter, a demodulator for demodulating the signal from the infrared receiver, and restoring the transmission data; and a signal analyzer for analyzing the transmission data from the demodulator. It is done.

도 1a 내지 도 1c는 본 고안에 따른 광무선채널을 경로 모델들을 보여주는 도면.1A to 1C are diagrams showing path models of an optical radio channel according to the present invention;

도 2는 본 고안의 실시 예에 따른 적외선을 사용하는 광무선통신장치를 보여주는 도면.2 is a view showing an optical wireless communication device using infrared rays according to an embodiment of the present invention.

이하 본 고안의 바람직한 실시 예를 첨부된 도면의 참조와 함께 상세히 설명한다. 본 고안을 설명함에 있어서, 관련된 공지기능 혹은 구성에 대한 구체적인 설명이 본 고안의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단된 경우 그 상세한 설명은 생략한다.Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings. In describing the present invention, if it is determined that the detailed description of the related known function or configuration may unnecessarily obscure the subject matter of the present invention, the detailed description thereof will be omitted.

이하 설명되는 본 고안은 실내 환경의 분산채널에서 사용할 수 있는 적외선 통신 장치에 대한 것이다.The present invention described below relates to an infrared communication device that can be used in a distributed channel of an indoor environment.

도 2는 본 고안의 실시 예에 따른 적외선 통신장치를 도시하고 있다.2 shows an infrared communication apparatus according to an embodiment of the present invention.

도 2에 도시된 바와 같이, 상기 통신장치는 크게 송신부, 채널, 수신부로 구성된다. 상기 송신부는 신호발생부201, 신호변조부(modulation), 적외선송신부203으로 구성된다. 상기 채널은 직접시각경로(Line-of sight), 분산직접경로 및 간접분산경로가 될 수 있다. 상기 직접시각경로는 도 1a에 도시된 바와 같고, 상기 분삭직접경로 및 간접분산경로는 각각 도 1b 및 도 1c에 도시된 바와 같다. 상기 수신부는 적외선수신부205, 신호복조부(demodulation)206 및 신호분석부207로 구성된다.As shown in FIG. 2, the communication device is largely composed of a transmitter, a channel, and a receiver. The transmitter comprises a signal generator 201, a signal modulator, and an infrared transmitter 203. The channel may be a line-of sight, a distributed direct path and an indirect dispersion path. The direct visual paths are as shown in FIG. 1A, and the direct dividing paths and the indirect dispersion paths are shown in FIGS. 1B and 1C, respectively. The receiver comprises an infrared receiver 205, a signal demodulator 206 and a signal analyzer 207.

상기 신호발생부201은 전송신호를 디지털 데이터로 변환하여 출력한다. 상기 변조부202는 상기 신호발생부201로부터의 상기 디지털 데이터를 소정 변조방식에 따라 변조하여 출력한다. 여기서, 상기 변조방식은 적외선통신의 특정상 라디오 주파수와 같은 위상이나 주파수를 조절하는 변조방식보다는 신호의 세기(또는 크기)를 가지고 데이터를 변조하는 방식을 사용한다. 즉, 데이터가 있는 경우에만 실제 신호를 출력하고, 데이터가 없는 경우에는 신호를 출력하지 않는 방식을 사용한다. 상기 적외선송신부203은 상기 변조부202로부터의 변조신호를 적외선을 통해 무선으로 송신한다.The signal generator 201 converts the transmission signal into digital data and outputs the converted data. The modulator 202 modulates and outputs the digital data from the signal generator 201 according to a predetermined modulation scheme. Here, the modulation method uses a method of modulating data with the strength (or magnitude) of the signal, rather than a modulation method of adjusting a phase or a frequency such as a radio frequency in a specific case of infrared communication. That is, an actual signal is output only when there is data, and a signal is not output when there is no data. The infrared transmitter 203 wirelessly transmits the modulated signal from the modulator 202 via infrared light.

그리고 이렇게 송신된 신호는 무선 채널204을 통해 수신부에 수신된다. 광무선채널에서 직접경로란 통신을 하고자 하는 두 객체 간에 장애물이 없는 직접시각경로가 존재하는 환경을 의미하며, 송수신시 사용하는 신호는 방향성을 가지고 있어야 한다. 한편, 직접분산경로의 경우도 통신을 수행하는 두 객체간에 직접적인 경로가 존재하는 경로를 의미하나 장애물이 존재할 수 있으며 각 객체가 정확한 방향을 가지고 송신할 필요는 없는 경우이다. 또한 간접분산경로는 통신을 하는 두 객체간에 장애물이 존재하며 서로 간의 직접경로가 없이 다른 반사체(벽, 칸막이 등)를 사용하는 통신하는 경우를 말한다. 본 고안은 상기와 같은 채널환경을 고려하여 상기 적외선송신부203을 설계한다. 현재 직접시각경로 통신을 위한 장치는 상용화되어 있으므로 이용하는데 용이할 것이다. 상기 통신장치를 실내환경에서 사용하기 위해서는 직접시각경로 보다는 분산경로를 사용하는 것이 유리하므로 상기 적외선송신부203은 분산송신을 지원할 수 있도록 하는 것이 바람직하다. 한편, 채널 모델링을 위해서 상기 설명한 바와 같이 3가지의 경로에 대해서 고려하고, 햇빛 조명 등과 같은 주변 광원에 의한 잡음은 부가백색잡음으로 모델링한다.The signal thus transmitted is received by the receiver via the radio channel 204. The direct path in the optical wireless channel refers to an environment in which a direct visual path without an obstacle exists between two objects to communicate. The signal used for transmission and reception should have a directivity. On the other hand, the direct distributed path also means a path in which a direct path exists between two communicating objects, but an obstacle may exist and each object does not need to transmit with the correct direction. Also, indirect dispersion path refers to the case where there is an obstacle between two communicating objects and communication using different reflectors (walls, partitions, etc.) without direct paths between each other. The present invention designs the infrared transmitter 203 in consideration of the channel environment as described above. Currently, the apparatus for direct visual path communication is commercially available and will be easy to use. In order to use the communication device in an indoor environment, it is advantageous to use a distributed path rather than a direct visual path, so the infrared transmitter 203 may support distributed transmission. Meanwhile, for channel modeling, three paths are considered as described above, and noise by ambient light sources such as sunlight illumination is modeled as additional white noise.

상기 적외선수신부205는 상기 채널을 통해 수신되는 적외선 신호를 기저대역디지털신호로 변환하여 출력한다. 여기서, 상기 적외선수신부205는 분산경로를 통하는 신호를 수신할수 있도록 수신감도가 양호한 수신기를 사용한다. 복조부206은 상기 적외선수신부205로부터의 상기 기저대역신호를 소정 방식에 의해 복조하여 원래의 데이터를 추출한다. 신호분석부207은 상기 복조부206으로부터의 복조 데이터를 분석하여 해당 어플리케이션으로 제공한다.The infrared receiver 205 converts an infrared signal received through the channel into a baseband digital signal and outputs the baseband digital signal. Here, the infrared receiver 205 uses a receiver having a good reception sensitivity so as to receive a signal through a dispersion path. The demodulator 206 demodulates the baseband signal from the infrared receiver 205 by a predetermined method to extract original data. The signal analyzer 207 analyzes demodulated data from the demodulator 206 and provides the demodulated data to the corresponding application.

상기한 구성에 근거한 동작을 살펴보면 다음과 같다.Looking at the operation based on the above configuration is as follows.

우선, 신호발생부201에서 송신할 데이터를 생성한다. 상기 송신할 데이터는 변조부202에서 소정 방식에 의해 변조된다. 여기서 상기 변조 방식은 위상이나 주파수 변조 방식이 아닌 신호의 세기를 가지고 변조하는 방식을 사용한다. 이러한 변조방식으로는 온-오프-키잉(OOK : On-off keying) 변조방식 혹은 펄스포지선모듈레이션(PPM : Pulse Position Modulation) 변조방식을 사용한다. 여기서, 데이터 송신율을 높이기 위해서는 PPM 방식을 사용하는 것이 바람직하다. 그리고, 상기 변조된 데이터는 적외선송신부203에서 실내환경에 따라 분산경로를 통해 송신한다.First, data to be transmitted from the signal generator 201 is generated. The data to be transmitted is modulated by the modulator 202 in a predetermined manner. Here, the modulation method uses a method of modulating with signal strength, not a phase or frequency modulation method. This modulation method uses an on-off keying (OOK) modulation method or a pulse position modulation (PPM) modulation method. Here, it is preferable to use the PPM method in order to increase the data transmission rate. The modulated data is transmitted from the infrared transmitting unit 203 through the distribution path according to the indoor environment.

한편, 상기 송신 신호는 채널204를 통해 적외선수신부205에 수신된다. 상기 수신신호는 상기 적외선수신부205에서 기저대역 디지털신호로 변환된다. 그리고, 상기 기저대역 디지털신호는 복조부206에서 소정 방식에 의해 복조되어 원래의 데이터로 복원된다. 상기 복원된 데이터는 신호분석기207에서 분석되어 해당 어플리케이션으로 전달된다.On the other hand, the transmission signal is received by the infrared receiver 205 through the channel 204. The received signal is converted into a baseband digital signal by the infrared receiver 205. The baseband digital signal is demodulated by a demodulation unit 206 in a predetermined manner to restore original data. The recovered data is analyzed by the signal analyzer 207 and transferred to the corresponding application.

한편 본 고안의 상세한 설명에서는 구체적인 실시 예에 관해 설명하였으나, 본 고안의 범위에서 벗어나지 않는 한도 내에서 여러 가지 변형이 가능함은 물론이다. 그러므로 본 고안의 범위는 설명된 실시예에 국한되어 정해져서는 아니 되며 후술하는 실용신안등록청구의 범위뿐만 아니라 이 실용신안등록청구의 범위와 균등한 것들에 의해 정해져야 한다.Meanwhile, in the detailed description of the present invention, specific embodiments have been described, but various modifications are possible without departing from the scope of the present invention. Therefore, the scope of the present invention should not be limited to the embodiments described, but should be determined by the equivalents of the utility model registration claims as well as the scope of the utility model registration claims described below.

상술한 바와 같이, 본 고안은 실내 환경에서 적외선 통신을 사용함으로서 기존 라디오 주파수 통신방식에서의 하드웨어 구현 및 주파수 사용에 대한 문제를 해결할수 있다. 한편, 실내환경에서 간단한 방식으로 대용량의 데이터 서비스를 지원할수 있다.As described above, the present invention can solve the problems of hardware implementation and frequency use in the existing radio frequency communication method by using infrared communication in the indoor environment. On the other hand, it can support a large data service in a simple manner in the indoor environment.

Claims

In the room optical wireless communication device,

The transmitter is

A signal generator for generating transmission data,

A modulator for modulating the transmission data from the signal generator by a predetermined modulation method;

An infrared transmitter for transmitting the modulated signal from the modulator through infrared rays,

Receiving unit,

An infrared receiver for receiving a signal from the infrared transmitter;

A demodulator for demodulating the signal from the infrared receiver and restoring the transmission data;

And a signal analyzer for analyzing the transmission data from the demodulator.

The method of claim 1,

The modulator modulates the transmission data by an on-off keying (OOK) scheme.

The method of claim 1,

And the modulator modulates the transmission data by a pulse position modulation (PPM) method.

The method of claim 1,

The infrared transmitting unit is characterized in that for performing distributed transmission.