The Journal of Korean Institute of Communications and Information Sciences (한국통신학회논문지)

The Korean Institute of Commucations and Information Sciences (한국통신학회)
권호 표지
DOI QR코드

DOI QR Code

MAC Protocol Design for Visual Light LAN using LED Light

LED 조명 기반의 무선 가시광 LAN 통신을 위한 MAC 프로토콜 설계

  • 전종배 (경성대학교 전자공학과) ;
  • 최정호 (경성대학교 전자공학과) ;
  • 김성만 (경성대학교 전자공학과)
  • Received : 2010.11.29
  • Accepted : 2011.02.28
  • Published : 2011.04.30
Download PDF
⟨ Previous Next ⟩

Abstract

In this paper, we propose a MAC protocol for visible light wireless LAN using LED light. The proposed MAC protocol has a function of automatic direction optimization for LED transceiver. There is periodical time slot for broadcasting and registration in the proposed MAC protocol. We used polling method for data transfer in the protocol since visible light is hard to detect carrier and collision by other mobile stations; thus we cannot use CSMA/CD method in visible light LAN. We also amended the MAC frame of IEEE 802.11 to propose a revised version for visible light wireless LAN using LED light. We investigate the performance of the proposed MAC protocol. When the bit rate of physical layer is 100 Mb/s, the net data throughput using the proposed MAC protocol is estimated to 94.386 Mb/s.

본 논문에서는 LED 조명 기반의 우선 LAN 통신을 위한 MAC 프로토콜을 설계하였다. 본 논문에서 제안하는 MAC 프로토콜은 LED 조명과 단말기의 송수신 방향을 자동으로 최적화할 수 있는 특정이 있다. 또한, 방송메시지 송신 및 단말기 등록을 위한 초기통신 시간이 주기적으로 할당되어 있는 특징이 있다. 데이터 통신방식으로는 carrier의 센싱 및 충돌감지가 어려운 LED 가시광의 특징을 감안하여 기존의 무선 LAN 통신에서 사용되는 CSMA/CA(carrier sense multiple access with collision avoidance) 기반이 아닌 polling 기법을 사용하였으며, MAC 프레임 형식으로는 기존의 무선 LAN에 통신용 프레임을 수정하여 우선 가시광 LAN 통신에 적합한 MAC 프레임을 제안하였다. 이렇게 제안하는 MAC 프로토콜의 성능수치를 구하였으며, 무선 가시광 PHY 통신단의 데이터 전송속도를 100 Mbps로 가정하였을 때에 여러 가지 오버헤드를 제외하고 순수하게 데이터를 보낼 수 있는 데이터 전송량은 94.386 Mbps에 달하였다.

Keywords

References

  1. 김대호, 임상규, 강태규, "LED 조명통신 융합 가시광 무선통신 응용 서비스 모델", 한국통신학회지, 26권 5호, pp.3-9, May 2009.
  2. 신홍석, 최정석, 이경우, 박성범, 정대광, 이영민, 박진우, "무선 가시광 통신을 위한 MAC Protocol에 대한 연구", 한국통신학회지, 26권 5호, pp.30-35, 2009년 5월.
  3. IEEE Std 802.15.7, draft version, Nov. 2009.
  4. T. Komine and M. Nakagawa, "Fundamental Analysis for Visible-Light Communication System using LED light," IEEE Trans. on Consumer Electronics, Vol.50, No.1, pp.100-107, Feb., 2004. https://doi.org/10.1109/TCE.2004.1277847
  5. T. Komine and M. Nakagawa, "Performance evaluation of visible-light wireless communication system using white LED lightings," IEEE 9th International Symposium on Computers and Communications, Vol.1, pp.258-163, 2004.
  6. H. Sugiyama, S. Haryuama, and M. Nakagawa, "Brightness Control Methods for Illumination and Visible-Light Communication Systems", IEEE Wireless and Mobile Communication, pp.78-83, 2007.
  7. 최정호, 전종배, 김성만, "LED 조명을 이용한 무선 가시광 LAN 통신을 위한 MAC 프로토콜 연구," 한국광학회 2010년도 하계학술발표회, paper FF-V10, 2010년 7월.
  8. IEEE Std 802.15.7, draft version, pp.21-22, Nov., 2009.