가시광통신 시스템에서 에너지 효율을 위한 광전력 최적 제어 방법 및 시스템

전력소모 최소화 조건 기반 디밍 제어로 에너지 효율을 높인 가시광통신

본 기술은 제어부가 수신 광전력과 조도 요구치를 만족하면서 전력소모를 최소화하는 조건을 계산하고, 그 조건에 따라 정보를 신호화해 LED 광원을 디밍하는 가시광통신 시스템 및 방법입니다. 수신기는 디밍된 빛을 감지해 신호를 수신하고 정보로 복원합니다.

주파수 자원이 한정되면서 LED 점멸로 정보를 보내는 가시광통신이 대체 통신 수단으로 주목받았지만, 기존 연구는 신호 전달 최적화에 집중되어 있었습니다. 조명 조도를 유지하면서 통신까지 수행할 때 광원이 소비하는 에너지를 최적화하는 방법은 거의 다뤄지지 않은 한계가 존재했습니다.

본 기술은 인공광에 의한 가우시안 산탄 잡음, 신호간격과 심볼기간의 비, 최소 평균 광전력 및 최소 수신 조도 요구치를 반영한 수식으로 전력소모 최소화 조건을 구하고, OOK와 PWM을 결합해 디밍을 조절합니다. 광원을 초당 50회 이상 점멸시켜 사용자가 깜빡임을 느끼지 않는 상태로 조명과 통신을 동시에 유지합니다. 사무실·실내 LED 조명 겸용 통신망과 실내 측위 인프라에 적용될 수 있어 조명 밝기 기준을 지키면서도 통신 전력 비용을 줄일 수 있습니다.

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Key Features:

• 제어부가 수학식에 따라 전력소모 최소화 조건을 계산하고 계산된 조건을 만족하는 값을 설정하는 단계
• 제어부가 전송할 정보를 설정된 조건에 따라 신호화하고 광원을 해당 신호에 따라 디밍하는 단계
• 수신기가 디밍된 광원의 빛을 감지해 신호를 수신하고 수신 신호를 정보화하는 단계
• OOK(On/Off Keying)와 PWM(Pulse Width Modulation)을 이용해 디밍을 조절하고 광원이 초당 50회 이상 점멸하도록 제어하는 디밍 제어부

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