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

Investigation of visible light communication transceiver applicable to both of illumination and wireless communication

조명 및 무선통신이 동시에 가능한 가시광 송수신기에 관한 연구

  • Received : 2011.08.22
  • Accepted : 2012.04.18
  • Published : 2012.04.30
Download PDF
⟨ Previous Next ⟩

Abstract

We investigated the performance of a visible light communication (VLC) transceiver applicable to both of illumination and wireless communication. we considered the visibility of VLC, the easy connection for wireless communication and high-speed transmission and implemented VLC transceiver based on edge-emitting laser diode and silicon photodiode. The proposed VLC transceiver is designated to operate in a full duplex mode at high speed of 120 Mbit/s. The shielding method that is employed as a means to reduce the light cross coupling effect inside the VLC transceiver is proposed and its performance is experimentally measured. We also applied optical antenna to have the larger angle of field of view (FOV) to novel structure of VLC transceiver and examined and analyzed their bit error rate performance, photometric result with respect to the transmission distance, the coverage range and the tilt degree as transmission link characteristic between two transceivers without optical antenna and with optical antenna.

본 연구는 조명 및 무선통신이 동시에 가능한 가시광 송수신기에 대해 가시광 통신 본연의 가시성, 무선 통신의 사용 편의성 그리고 고속의 통신 속도를 고려해 edge-emitting laser diode와 silicon photo diode를 기반으로한 고속 가시광 무선 송수신기를 구현하였다. 제안된 가시광 무선 송수신기는 120Mbit/s의 고속에서 양방향 전송이 가능하도록 설계되었으며 이때 발생하는 누화(crosstalk)를 방지하기 위한 방법으로 shielding 방식을 적용해 가시광 송수신기의 성능을 실험적으로 측정 분석하였다. 또 수신기의 시야각 확대를 위한 방법으로는 새로운 구조의 광학적 antenna를 적용해 광학적 antenna가 없는 두 개의 송수신기 사이의 전송링크 특성과 광학적 antenna를 사용한 두 개의 송수신기 사이의 전송링크 특성을 2차원 평면상에서 전송거리, 적용범위 그리고 기울임 정도를 변화시켜 실험과 시뮬레이션을 통해 그 성능을 비교 분석하였다.

Keywords

References

  1. D. Porcino, and W. Hirt, "Ultra- wideband radio technology potential and challenges ahead," IEEE communications Magazine, vol. 41, pp. 66-74, 2003.
  2. C. D. Knutson, and J. M. Brown, "IrDA principles and protocols Salem," UT: MCL, press, pp. 3-10, 2004.
  3. A. M. Street, P. N. Stavrinou, D. C. Obrien, and D. J. Edwards, "Indoor optical wireless systems-A review," Opt. Quantum Electron., vol. 29, pp.349-378, 1997. https://doi.org/10.1023/A:1018530828084
  4. Y. Tanaka, T. Komine, S. Haruyama, and M. Nakagawa, "Indoor visible light data transmission system utilizing white LED lights," IEICE Trans. Commun., vol. E86-B, no. 8, pp. 2440-2454, Aug. 2003.
  5. T. Komine and M. Nakagawa, "Fundamental analysis for visible- light communication system using LED lights," IEEE Trans. Consumer Electron. vol. 50, pp. 100-107, 2004. https://doi.org/10.1109/TCE.2004.1277847
  6. 강태규, 이권형, 김대호, 임상규, "LED 조명을 이용한 유비쿼터스 가시광 무선통신 서비스," 한국 인터넷 정보학회, 제 10권, 1호, pp. 85-91, 3월, 2009년.
  7. M. Akanegawa Y. Tanaka, and M. Nakagawa, "Basic Study on Traffic Information System Using LED Traffic Lights," IEEE Transactions on ITS, vol. 2, no. 4, pp.197-203, 2001.
  8. Mitsuhiro Wada, Tomohiro Yendo, Toshiaki Fujii and Masayuki Tanimoto, "Road-to-Vehicle Communication Using LED Traffic Light," Intelligent Vehicles Symposium, 2005. Proceedings. IEEE, pp. 601-606, 2005.
  9. Tae-Gyu Kang, "A vehicle applications on visible light communications," IEEE 802.15 VLC SG, 2008.
  10. 강태규, "가시광 무선통신 표준 기술 동향," TTA Journal, no. 113, pp. 85-90, 2007.
  11. S.-B. Park, D. K. Jung, H. S. Shin, D. J. Shin, Y. -J. Hyun, K. Lee, and Y. J. Oh, "Information Broadcasting System based on Visible Light Signboard," Proc. Wireless and Optical Communications 2007, pp. 311-313, 2007.
  12. D. J. T. Heatley, D. R. Wisely, I. Neild, and P. Cochrane, "Optical wireless: The story so far," IEEE Communications Magazine, vol. 36, pp.72-82, 1998.