• 한국통신학회논문지
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• 제36권10B호
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• pp.1240-1245
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• 2011

본 논문에서는 실내 환경에서 LED(Light Emitting Diode)를 이용한 가시광 통신(VLC : Visible Light Communication) 채널의 특성을 모델링 및 분석하였다. LED에서 방사된 광 입자(Photon)의 일부는 직접(LOS : Line Of Sight) 또는 반사(NLOS : None Line Of Sight)의 경로를 거쳐서 PD(PhotoDiode)에 도달하며, 이것은 수신 부에서 시간 지연(delay profile)과 감쇠(attenuation)를 가진 다중 수신 신호 특성을 나타낸다. 가로, 세로, 높이의 크기가 20*8*2.3m로 가정된 실내 환경에서 2개의 LED와 3개의 PD를 사용하여, 각 PD에서 직접파, 반사파에 의한 채널 특성을 컴퓨터 모의실험하고 분석하였다. 채널 모델별 특성은 BPSK 기반의 통신 모의실험을 통하여 그 유용성을 입증하였다.

• 한국정보통신학회:학술대회논문집
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• 한국정보통신학회 2021년도 추계학술대회
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• pp.469-471
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• 2021

무선 통신 기술이 방대한 양의 데이터를 빠른 속도로 높은 정확도와 안전성을 보장하여 전송하는 방식에 초점을 맞추어 발전하면서 기존의 무선 주파수(RF, Radio Frequency)를 이용한 무선 통신 기술의 대안으로 가시광 통신(VLC, Visible Light Communication) 기술의 연구개발이 가속화되었다. RF 무선 통신의 전파 스펙트럼이 더욱 혼잡해지고, 대역폭에 대한 수요가 지속적으로 증가함에 따라 규제되지 않은 대역폭을 사용할 수 있는 VLC가 해결책으로 제시되고 있다. 하지만, VLC 채널은 LOS(Line of Sight) 전파 특성으로 중간자 공격(MITM, Man-In-The-Middle)에 취약하고 도청과 재밍 공격에 쉽게 노출될 수 있다는 문제점이 있다. 이러한 VLC 채널에 대한 공격은 통신 링크 및 데이터의 기밀성, 무결성 및 가용성을 훼손하고, 데이터 재전송률이 높아져 스루풋이 감소하고 전력 소모량이 증가하여 데이터 전송 효율성이 낮아지는 문제점이 있다. 본 연구에서는 취약한 VLC 채널을 모델링하여 악의적인 재머에 의한 공격 영향과 통신 취약성을 분석한다.

• 한국통신학회논문지
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• 제36권10B호
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• pp.1233-1239
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• 2011

가시광통신 융합기술은 통신 및 조명 환경 변화에 부응한 기술로서, LED 조명의 역할과 동시에 통신을 할 수 있다. 하지만 이제 막 탄생한 기술인만큼 해결하여야 할 과제가 많은데 사용자와 수신기사이의 효율적인 검출이 그 중 하나이다. 따라서 본 논문은 사용자와 가시광통신 송신기 사이의 효과적인 신호 검출을 위한 센싱 방법을 제안하고 이에 따른 분석 및 모의실험 결과를 나타낸다. 가시광통신 사용자의 신호는 OFDM 기반의 시스템을 가정하였으며 사용자와 가시광통신 송신기 사이의 무선 채널은 실내 가시광통신 채널로 모델링 하였다. 에너지 검출법을 위한 임계값은 각 채널의 SNR (signal to noise ratio)에 따라 다르게 적용되었으며, 각 채널의 잡음신호의 평균값으로 가정하였다. 모의실험 결과를 통해 본 논문에서 제안한 기법이 가시광통신시스템에서의 신호 센싱에 있어서 효과적인 것을 확인할 수 있다.

• 한국통신학회논문지
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• 제38C권8호
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• pp.706-712
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• 2013

본 논문에서는 간접 조명 환경에서 가시광(VLC : Visible Light Communication) 통신을 위한 채널 특성을 모델링하였다. 간접 조명은 직사 조도가 없이 모든 광속이 천정 및 벽을 반사한 후에 실내 바닥 면에 고르게 도달하는 방식이며, 광원에서 출발한 광 입자(Photon)는 간접경로(NLOS : None Line of Sight)를 통하여 수신부(PD, Photodiode)에 도달한다. 실내 간접 조명 환경으로서 가로(6m), 세로(4m), 높이(2.2m) 크기의 방(room)을 가정하였으며, 4개의 LED(Light Emitting Diode) 간접 조명을 2m 높이에 위치하여 벽과 천정을 향하여 빛을 비추도록 하였다. 바닥으로부터 50cm 위에 위치한 PD에서 수신 전력의 크기와 지연 수신된 신호를 통하여 채널 특성을 추출하였다. 도출된 채널은 BPSK 기반 통신 시뮬레이션을 통해서 그 유효성을 입증하였다.

• 한국위성정보통신학회논문지
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• 제10권2호
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• pp.46-53
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• 2015

Visible Light Communication (VLC)은 Light Emitting Diode (LED)를 사용하여 조명의 역할과 통신의 기능을 동시에 구현할 수 있는 효과적인 방법이다. VLC는 통신 가능 영역인 Field Of View (FOV)를 가져 높은 보안성을 가지고, 가시광을 이용해 고속의 데이터 전송이 가능하다. VLC 시스템에서 RGB 채널에 데이터를 분할하여 전송하는 방법은, RGB 채널에 동일한 데이터를 전송하는 방법에 비해 빠른 데이터 전송 속도를 가지고 있으나, 가시광의 산란 및 반사로 인한 데이터의 burst 에러가 발생할 시 복원이 불가능하여 BER 성능의 열화가 발생한다는 단점이 존재한다. 이러한 문제를 해결하기 위해 VLC에서 빠른 데이터 전송률을 가지면서 BER 성능 향상을 만족하는 2-step 인터리빙 기법을 제안한다. 제안 시스템의 Cyclic 인터리빙과 convolutional 인터리빙을 통해 RGB 채널의 성능 평준화 및 데이터 에러율의 감소로 전체 시스템의 BER 성능이 향상됨을 확인 할 수 있다.

• 한국ITS학회 논문지
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• 제18권1호
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• pp.83-90
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• 2019

LED조명의 강점을 토대로 LED조명이 보급되고 있으며, 다양한 정부정책이 시행되고 있다. 조명을 활용한 무선통신 기술인 VLC 연구가 활발히 이루어지고 있으며, 많은 연구를 통해서 고속 데이터 전송기와 같은 일반적인 LED 광원을 사용할 수 있다는 것이 증명되었다. 그러나 여전히 주요 문제 중 하나로 라디오 방송의 잡음과 유사한 빛의 간섭문제가 있다. 이에 본 논문에서는 스펙트럼 분리형 VLC 채널을 위한 광 필터를 사용하여 주변 조명의 간섭을 제거하기 위한 모델을 제안하였다. 제안한 모델의 검증을 위하여 다양한 고휘도 RGB LED 모듈을 활용하여 비교분석을 진행하였으며, 추가로 실생활에 적용되어 활용 중인 고휘도 LED 조명을 활용한 실험을 통한 적용성을 검증하였다.

• 한국인터넷방송통신학회논문지
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• 제20권5호
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• pp.39-43
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• 2020

본 논문은 스마트 빌딩을 위한 가시광 통신 시스템 (VLC, Visible Light Communication)에서 통신의 안정성 및 데이터의 신뢰성을 향상시키는 다중 채널 간섭 제거 알고리즘에 대해 연구하였다. 가시광 통신 시스템은 LED (Light Emitting Diode)를 통해 방사되는 가시광을 이용한 차세대 통신 시스템으로 스마트 빌딩을 위한 유비쿼터스 네트워크 서비스 환경에서 에너지 절감 효과를 가져 올 수 있다. 또한 기존 인프라를 활용하여 고출력 전송이 가능하며 유지 보수비용을 절감할 수 있다. 실내에서 다수의 사용자가 통신을 할 경우, 채널 간섭으로 인해 성능의 열화가 발생하게 된다. 간섭 제거를 위해 먼저 MMSE (Minimum Mean Square Error) 기법을 통해 간섭을 제거한 후, 순차 연속 간섭 제거(SIC, Successive Interference Cancellation) 알고리즘을 이용하여 추가적으로 주변의 영향력이 큰 간섭원을 제거하여 성능을 향상시켰다. 채널 모델로서 실내 가시광 통신 모델을 적용 하였고, 비트 오류율 (BER, Bit Error Rate)을 평가하여 성능을 검증하였다. 모의실험을 통해 제안된 시스템의 성능을 검증하였고 기존의 시스템보다 향상된 결과가 나타냈다. 제안한 시스템 모델은 가시광 통신뿐만 아니라 일반적인 통신 시스템에서도 신호의 품질을 향상시킬 수 있도록 다양하게 적용이 가능하다.

• 전기전자학회논문지
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• 제22권3호
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• pp.742-746
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• 2018

본 연구에서는 온-오프 키잉 변조/복조를 기반으로 데이터의 전송속도를 30MHz 클럭 송신/수신할 수 있는 가시광 통신 시스템을 구현하였다. 구현된 시스템의 데이터 속도는 발광 다이오드/포토 다이오드 드라이버로 구성된 VLC 채널과 송/수신 플랫폼의 VLC 신호의 전송 및 수신에 대한 기능 시험을 통해 확인할 수 있었다. 그러나, VLC 송/수신 통합모듈에 대한 실험에서는 최대 전송속도가 15MHz로 측정되었다. 따라서, 본 연구에서는 실제 조명으로 사용할 수 있는 출력 15W 이상의 LED 모듈을 이용하여 가시광통신 시스템을 구현할 때 근본적으로 발생할 수 있는 문제점에 대해서 기술하고 개선 방안을 제안한다.

• 전자공학회논문지
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• 제49권10호
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• pp.11-17
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• 2012

가시광 무선 통신 (Visible Light Communication; VLC) 시스템은 조명 장치와 무선 통신의 역할을 동시에 수행하는 특징을 가진다. 하지만 조명 장치로서의 전력 소비와 통신 시스템으로서의 통신 채널 품질이 서로 상충관계에 있어서 가시광 무선 통신 시스템 설계에 문제가 발생한다. 이에 본 논문에서는 다목적 최적화 기법을 이용하여 전력 소비 최소화와 통신 채널 품질 최대화를 위한 최적화 연구를 수행하였다. 이를 위해 전력 소비와 수신 세기 그리고 SNR에 대한 목적함수 설정과 전력 소비 및 통신 채널 품질에 영향을 줄 수 있는 변수들을 범위 구간을 설정한 제약 조건을 제시하였다. 그 결과 전력 소비 최소화와 통신 채널 품질 최대화를 동시에 만족시킬 수 있는 최적화 해를 산출할 수 있었다.

• 한국전자통신학회논문지
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• 제16권2호
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• pp.219-226
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• 2021

LED-to-LED VLC(: Visible Light Communications) 기술은 기존의 VLC 기술과 달리 송신부와 수신부를 모두 LED로 사용한 기술이다. 본 논문에서는 Micro LED를 송신부로 사용한 Micro LED-to-LED VLC 기술을 연구하였다. Red, Yellow, Green, Blue, White 색상의 송/수신부 LED에 따라 통신 시스템의 상승 시간과 신호 대 잡음비를 측정하여 채널 용량을 비교하였다. 본 실험 결과에 따르면, 송신부 Micro LED가 Blue이고 수신부 LED가 Green일 때에 통신 시스템 중에서 가장 좋은 결과인 125 kbps의 채널 용량을 갖는 것을 확인하였다. 또한, OFDM(: Orthogonal Frequency Division Multiplexing) 신호를 사용하여 비트 에러율을 확인한 결과, 250 kbps까지는 통신이 가능함을 실험적으로 확인하였다.