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.
단일 모드 광섬유의 그룹 속도 분산과 자기 위상 변조에 의해 왜곡된 파장 분할 다중 신호의 효율적인 보상을 위한 새로운 광전송 링크 기술을 제안하였다. 제안된 전송 링크는 WDM 송신이나 수신단 근처에 광 위상 공액기(OPC; optical phase conjugator)가 위치하고 각 중계 구간의 SMF 길이와 RDPS(residual dispersion per span)가 인위적으로 분포하는 구조이다. 시스템 성능을 개선하여 유효 입사 전력 범위와 유효 전체 잉여 분산 (NRD; net residual dispersion)을 늘릴 수 있는 최적의 링크 구조는 OPC가 WDM 수신단에 가깝게 위치하고 후치 보상(postcompensation)에 의해 NRD를 결정하고 중계 구간이 증가할수록 SMF 길이와 RDPS를 점진적으로 감소시키는 링크라는 것을 확인하였다.
광증폭 중계방식의 10 Gb/s 광링크에서 신호의 광학적 신호대 잡음비 및 색분삭 보상에 따른 아이 마진 특성을 실험적으로 조사하였다. 실험 결과 시스템 적용을 위해서는 최소한 25dB 이상의 광학적 신호대 잡음비가 요구됨을 알 수 있었다. 그리고 단일모드 광섬유에서 발생하는 색분산을 보상하기 위해 송신기의 프리 처핑과 색분산 보상용 광섬유를 함께 사용하는 광링크에서 잉여 색분산이 0∼+935ps/nm인 경우 최적의 아이 열림과 수신감도를 얻을 수 있었다.
This paper presents an indoor prototype for wireless digital signal transmission using Visible Light Communications (VLC) in which high power Light Emitting Diode (LED) is used. Using low cost and off-the-shelf components, the transmitter module is constructed using an AVR Atmega128 microcontroller and commercial white beam LEDs. Modulating the light intensity of the LED enables digital signals to be transmitted across the optical link. The receiver module employs a high speed PIN photodetector for optical signal detection and a recovery circuit for optical-electro signal conversion. By sending digitalized data via VLC technology, many applications can be realized in the areas of consumer advertising, traffic safety information and disaster control.
Lane detection technology is one of the most important issues on car safety and self-driving capability of autonomous vehicle. This paper introduces an accurate lane detection scheme based on OCC(Optical Camera Communication) for moving vehicles. For lane detection of moving vehicles, the streetlights and the front camera of the vehicle were used for a transmitter and a receiver, respectively. Based on the angle information of multiple streetlights in a captured image, the distance from sidewalk can be calculated using non-linear regression analysis. Simulation results show that the proposed scheme shows robust performance of accurate lane detection.
기존 RF변조복조기의 한계를 극복하고, 고속 장거리 전송이 가능한 광변복조기를 설계 제작하였다. 인터페이스는 기존시스템과의 호환성을 위해 EIA RS-232C와 CCITT V.24를 채택하였고 디지털 코딩 방식으로는 Biphase코딩방식을 사용하였다. 또한 시스템의 자체 진단을 위한 Loopback Test기능을 부가하였다. 광 송수신기의 단파장대의 LD-APD를 사용하여 $10^-9$BER에서 -30dBm의 수신 감도를 갖도록 설계하였다. 구성된 시스템은 동기식의 경우 1200bps~57.6Kbps, 비동기식의 경우 DC~200Kbps 까지 임의의 속도로 데이타 전송이 가능하였다.
The visible-light communication (VLC) system is a promising candidate to fulfill the present and future demands for a high-speed, cost-effective, and larger-bandwidth communication system. VLC modulates the visible-light signals from solid-state LEDs to transmit data between transmitter and receiver, but the broadcasting and the line-of-sight propagation nature of visible-light signals make VLC a communication system with a limited operating range. We present a novel architecture to increase the operating range of VLC. In our proposed architecture, we guide the visible-light signals through the fiber and amplify the dissipated signals using visible-light fiber amplifiers (VLFAs), which are the most important and the novel devices needed for the proposed architecture of the VLC. Therefore, we design, analyze, and apply a VLFA to VLC, to overcome the inherent drawbacks of VLC. Numerical results show that under given constant conditions, the VLFA can amplify the signal up to 35.0 dB. We have analyzed the effects of fiber length, active ion concentration, pump power, and input signal power on the gain and the noise figure (NF).
본 논문에서는 가시 광통신 시스템에서 편광기를 사용하여 잡음광의 간섭을 소거하였다. 송신부에서는 전송데이터의 원 신호와 반전 신호를 사용하여 2개의 LED를 동시에 변조한 후 서로 직교하는 편광기를 통하여 출력광을 방사하고, 수신부에서는 직교하는 편광기를 통하여 수신된 2개의 신호를 차동 증폭함으로써 잡음광의 간섭을 소거하였다. 조명용 LED의 신호광에 비하여 형광등으로부터의 잡음광의 세기가 더 강한 환경에서 직교 편광기를 부착한 수신부를 사용하여 120 Hz 잡음 성분을 소거하였으며, 2개의 LED를 사용하여 원 신호와 반전 신호를 동시 전송함으로써 1개의 LED를 사용하는 경우에 비하여 조명 상태의 깜박거림을 약 1/8배로 감소하였다.
가시광 통신 시스템은 LED를 통해 방사되는 가시광을 이용한 차세대 통신 시스템으로, 유비쿼터스 네트워크 서비스 구축 시 에너지 절감 효과를 가져 올 수 있다. 또한 기존 인프라를 활용하여 고출력 전송이 가능하며 유지 보수 비용을 절감할 수 있다. 하지만 가시광 통신 시스템에서는 인접 송신기 간섭 신호의 영향으로 네트워크 경계에 위치한 수신기의 신호 검출 성능은 급격히 열화되고 전송 효율은 감소하게 된다. 본 논문에서는 가시광 통신 시스템에서 다수의 Tx가 인접해 있을 때 발생하는 송신기간 간섭 문제를 광 릴레이와 광 빔포밍 기법 적용을 통하여 효율적으로 간섭을 완화하고 그 성능을 평가한다. 제안하는 시스템의 결과로 사용하지 않는 기존 가시광 통신 시스템 대비 BER 측면과 채널 용량에서 모의실험을 통하여 향상된 성능을 보인다.
본 논문에서 제안한 텔레미트리 시스템은 생체신호를 중거리로 전송하기 위한 RF 송신기와 전자파 간섭의 영향이 없는 광을 매체로한 수신기이다. 텔레미트리 시스템은 of 65$\times$125$\times$45mm크기이며, RF 송신부, 광 수신부와 생체신호 처리를 위한 CMOS 칩으로 구성되어 있다. 제안된 텔레메트리 장점은 전자파에 노출을 최소화하면서 중거리(50m) 텔레메트리가 가능하여, 자유로운 상태에서의 모니터링이 가능하다. 관측 시스템은 실시간 처리를 위해 dual-processor구조로 설계했다. 본 연구에서는 1 채널 360Hz, 16 Bits의 심전도 데이터를 1.42초 간격으로 실시간 웨이브렛 변환할 수 있었다.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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