차세대 무선 통신기술로 알려져 있는 Optical Camera Communication(OCC)은 많은 연구가 진행 되고 있다. 이러한 OCC 기술은 통신 환경에 의해 성능이 좌우되며 이를 개선하기 위해 다양한 전략이 연구되고 있다. 그중 가장 두각을 나타내고 있는 방법은 딥러닝 기술을 사용하여 OCC의 수신기에 CNN을 적용하는 방법이다. 하지만 대부분의 연구에서는 CNN을 단순히 송신기를 검출하는데 사용하고 있다. 본 논문에서는 CNN을 송신기 검출 뿐만 아니라 Rx 복조 시스템에 적용하여 실험한다. 그리고 OCC 시스템의 데이터 이미지는 다른 이미지 데이터셋과는 다르게 비교적 분류가 간단하기 때문에 대부분의 CNN 모델에서 높은 정확도의 결과가 나타날 것이라는 가설을 세웠다. 가설을 증명하기 위해 OCC 시스템을 설계 및 구현하여 데이터를 수집하였고 12가지의 다양한 CNN 모델에 적용하여 실험했다. 실험 결과 파라미터수가 많은 고성능의 CNN 모델 뿐만 아니라 경량화 CNN 모델에서도 99% 이상의 정확도를 달성하였고 이를 통해 스마트폰과 같은 저성능 계산 장치에 OCC 시스템 적용이 가능함을 확인했다.
Moon, Myoung-geun;Choi, Su-il;Park, Jaehyung;Kim, Jin Young
Journal of the Optical Society of Korea
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제19권6호
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pp.586-591
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2015
In recent years, along with the rapid development of LED technology, indoor positioning systems based on visible light communication (VLC) have been researched. In this paper, we propose an accurate indoor positioning method using white-light LEDs and a dual image sensor. Indoor LED lights are located at the ceiling in a room and broadcast information on their positions using VLC technology. A mobile device with a dual image sensor receives LED position information by VLC and estimates its position and azimuth angle. Simulation and experimental results are given to show the performance of the proposed indoor positioning system.
오늘날 통신은 인터넷 사용의 증가 멀티미디어 서비스의 요구등으로 인해 점차 다량의 정보를 정확하고 신속하게 전송하기 위한 고속의 데이터 전송시스템이 요구되고 없으며, 머지않아 지구상공 20km 지점의 성층권에 플랫폼이라 불리는 위성을 띄워 고속의 정보 서비스가 가능할 것이다. 이 시스템은 레이저광을 사용함으로써 높은 데이터 전송율을 갖는 광무선통신망을 구축할 수 있으나, 대기공간을 전송채널로 사용하기 때문에 대기효과로 인한 극복해야할 많은 문제점을 갖고 있다. 따라서 본 논문에서는 교란대기 하에서 교란대기 효과에 따른 데이터 전송율과 비트오류율을 제시함으로써 교란대기효과가 광 위성통신시스템에 미치는 영향을 고찰하고자 한다.
Rachim, Vega Pradana;An, Jinyoung;Pham, Quan Ngoc;Chung, Wan-Young
센서학회지
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제27권1호
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pp.6-12
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2018
In this paper, a 32-variable pulse position modulation (32-VPPM) scheme is proposed to support a red-green-blue light-emitting-diode (RGB-LED)-based optical camera communication (OCC) system. Our proposed modulation scheme is designed to enhance the OCC data transmission rate, which is targeted for the wearable biomedical data monitoring system. The OCC technology has been utilized as an alternative solution to the radio frequency (RF) wireless system for long-term self-healthcare monitoring. Different biomedical signals, such as electrocardiograms, photoplethysmograms, and respiration signals are being monitored and transmitted wirelessly from the wearable biomedical device to the smartphone receiver. A common 30 frames per second (fps) smartphone camera with a CMOS image sensor is used to record a transmitted optical signal. Moreover, the overall proposed system architecture, modulation scheme, and data demodulation are discussed in this paper. The experimental result shows that the proposed system is able to achieve > 9 kbps using only a common smartphone camera receiver.
지상 광무선 통신에서 대기의 교란 및 대기 입자에 의한 광의 감쇄가 있을 때, 대기교란의 강도 및 가시도가 수신 광 강도에 미치는 영향을 해석하였다. 광신호는 On-Off Keying(OOK), Pulse Position Modulation(PPM) 및 Digital Pulse Interval Modulation(DPIM)의 방식으로 변조하였다. 교란대기 하에서 각 변조방식에 대해 광 전송 거리에 따른 광수신 전력을 계산하고 이를 이용하여 전송거리에 따른 패킷 오류율(packet error rate: PER)을 계산하였다. 광신호를 전송하기 위한 광원의 파장은 850nm, 1310nm 및 1550nm을 선택하였다. 대기는 약 교란 상태로 가정하여 대기 굴절률 구조상수 $Cn2{\approx}10-14m-2/3$, 대기의 가시도 V=2km로 하였다. 약교란 대기 상태에서 세가지 변조방식 중 DPIM 방식이 우수하며, 광 신호의 전송을 위한 파장으로는 1550nm가 PER 성능이 우수함을 알 수 있었다.
본 논문은 레이저를 이용한 지상 광통신에 교란대기가 미치는 영향을 해석하기 위한 것으로, 대기의 교란은 밝은 날이나 흐린 날에도 존재한다. 대기 교란으로 인하여 전파해 가는 광선은 빔의 방황, breathing, 신틸레이션이 발생하며 이는 광통신 시스템 성능의 저하를 가져온다. 이를 해석하기 위하여 대기굴절률 구조상수 측정 시스템 및 레이저 다이오드를 이용한 지상 광통신 시스템을 설계하였고. 이를 이용하여 대기의 굴절률 구조상수에 따른 지상 광통신 시스템의 비트 오류률을 이론적으로 유도하고 실험하였으며, 연집 오류와의 관계를 실험을 통해 구하였다.
본 논문에서는 밀리미터파 대역의 신호 발생을 위한 헤테로다인 방식을 제안하였다. 향후, 무선 이동통신, 광대역 통신망에 사용되어질 밀리미터파 신호는 전기적 요소의 한계로 광학적인 요소에 의해 신호를 생성하는 방법이 많이 연구되고 있다. 광학적인 요소에 의한 여러 가지의 연구들은 주로 광검출기의 기능, 밀리미터파 대역의 발진기의 개발 등이 주로 이루어지고 있으며 무선 통신망에 적용하기 위한 소자기술 등이 발전되고 있다. 따라서 본 논문에서는 향후 밀리미터파 대역에서 사용되어질 LMDS(Local Multi-point Distribution Service) 등의 시스템에서 수십기가 헤르츠급의 광원으로 응용 가능한 헤테로다인 방식을 이용한 밀리미터파 신호의 생성에 대한 수치적인 방법에 대해 컴퓨터시뮬레이션을 통하여 검증하였다.
본 논문에서는 밀리미터파 대역의 신호 발생을 위한 헤테로다인 방식인 sideband injection locking 방법을 제안하고 실험적으로 분석하였다. 향후, 무선 이동통신, 초고속 광대역 통신망 등에 사용되어질 밀리미터파 신호는 전기적 요소의 한계로 광학적인 요소에 의해 신호를 생성하는 방법이 많이 연구되고 있으며 광학적 기술에 기초한 소자기술 등이 발전되고 있다. 따라서 본 논문에서는 향후 밀리미터파 대역에서 사용되어질 LMDS(Local Multi-point Distribution Service) 등의 시스템에서 수십기가 헤르츠급의 광원으로 응용 가능한 헤테로다인 방식을 이용한 밀리미터파 대역의 신호생성에 대한 이론적 방법 및 실험적 고찰을 통하여 검증하였다.
300GHz 대역의 캐리어 주파수를 이용하여 1.5Gbit/s 무선 데이터 전송 시스템을 구현하였다. RF Front-end는 송수신기 각각 쇼트키 다이오드 서브하모닉 믹서, 주파수 3배기, 혼안테나로 구성하였다. 송신기 및 수신기에 사용된 서브하모닉 믹서의 LO 주파수는 각각 150GHz, 156GHz이다. 변조방식은 ASK(Amplitude Shift Keying)이며, 수신기에서는 헤테로다인 방식의 Envelope 검출 방식을 사용하였다. 서브하모닉 믹서의 변환 손실은 9.8dB, 시스템 손실은 1.2dB로 측정되었다. HD-SDI 형식을 갖는 1.5Gbit/s 비디오 신호를 송신기 출력 $20{\mu}W$에서 광학 렌즈 없이 40cm까지, 광학 렌즈를 포함하여 4.2m까지 HDTV로 전송하였다.
In this paper presents the portable wireless ECG data detection and diagnosis system based on discreet wavelet transform. An algorithm based on wavelet transform suitable for real time implementation has been developed in order to detect ECG characteristics. In particular, QRS complex, S and T waves may be distinguished form noise, baseline drift or artifacts. Proposed telemetry system that a transmitting media using radio frequency(RF) for the middle range measurement of the physiological signals and receiving media using optical for electromagnetic interference problem. A standard hi-directional serial communication interface between the telemetry system and a personal computer or laptop, allows read-time controlling, diagnosing and monitoring of system. A portable telemetry system within a size. of 65${\times}$125${\times}$45mm consists of three parts: a digital signal processing part for physiological signal detect or diagnose, RF transmitter for data transfer and a optical receiver for command receive. Advantages of proposed telemetry system is wireless middle range(50m) FM transmission, reduce electromagnetic interference to a minimum. which enables a comfortable diagnosis system at home.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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