발광다이오드 소자를 이용한 무선 통신 시스템 기반의 송신신호 세기 식별을 이용한 송수신 거리 추정 기법
Travel Distance Estimation Method based on TSSI(Transmitted Signal Strength Indication) in Wireless Communication using LED
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초록
발광다이오드(LED)의 휘도변조를 사용하는 가시광 통신 시스템은 주파수 스팩트럼의 부족을 극복하기 위한 새로운 통신 매체이자 LED 광원 소자로도 사용된다. 본 논문에서는 LED를 이용한 가시광 무선 통신 시스템에서 전송신호세기(TSSI: Transmitted Signal Strength Indicator)를 이용한 송수신기 사이의 거리를 추정하는 기법을 제안한다. 기존의 거리 추정 기법인 빛의 도달 시간TOA(Time of arrival) 또는 빛의 도달 세기RSS(Received signal strength)를 가시광 무선 통신 시스템VLC(Visibl light comunication)에 적용하는데 한계점을 지적하고, 이를 해결하기 위해 본 논문에서 제안되는 기법은 Shit-correlation 기법을 통해 수신측에서 적정 송신 세기를 송신측에 요구하고, 송신측에서 이를 송수신 사이의 거리 값으로 유도하는 방법이다. 이를 위해 송수신기의 동기화를 위해 사용되는 Preamble 신호 등의 PN코드를 통해 특정 문턱값과 송수신 거리와의 천이 상관관계를 이용하여 거리를 측정하고 실험을 통해 가능성을 확인한 결과, 최대 측정 오차 범위가 7%로 확인되었다. 따라서 본 논문에서 제안된 TSSI 기법은 기존의 가시광 무선 통신 시스템에서 사용되던 송수신 거리 추정 기법들의 문제점을 해결한 것으로 판단된다.
Abstract
Visible light communications (VLC) using the intensity modulation of Light-emitting diodes(LEDs) provides a new communication medium to overcome the shortage of radio spectrum, and allows reuse of LED lighting infrastructures. This paper proposes an TSSI(Transmitted Signal Strength Indication) scheme to estimate the travel distance between a transmitter and a receiver in visible light communication using LED. The traditional method, such as TOA(Time of Arrival) or RSSI(Received Signal Strength Indicator), have been seen limited use in the VLC system. Proposed method started to solve this problem. This scheme use transmitted signal strength when the result value of shift-correlation be satisfied to be threshold by PN code such as preamble signal for synchronization. In this paper, we confirmed performance of proposed TSSI scheme which it satisfied maximum measurement error range of 7% compare with travel distance. This result solves problems of exiting schemes for estimation of travel distance in the VLC system and we are confident that proposed scheme would bring benefit to various application service.
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