2020•한국통신학회논문지Requires access
Implementation of Visual Light Communication Testbed Based on DCO-OFDM
Dong Soo Kang, Song Lee, Ji Su Kim, Kae Won Choi
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Abstract
가시광 통신(VLC: Visible Light Communications)는 넓은 스펙트럼을 가지는 가시광을 활용함으로서 기존 RF 통신과 비교하여 높은 전송속도를 달성할 수 있으며 주파수에 대한 규제를 적용받지 않는 차세대 통신기술이다. 본 논문에서는 DCO-OFDM 기반의 가시광 통신 테스트베드 구현에 대해 다룬다. OFDM은 멀티 캐리어를 활용한 통신 방식으로서 심볼 간 간섭(ISI)을 낮춰준다는 특징을 가져 이를 VLC 시스템에 적용함으로서 VLC의 고유한 문제인 반사로 인한 멀티패스의 간섭과 심볼 간 간섭을 완화할 수 있다. 하지만 OFDM은 최대 전력 대 평균 전력 비(PAPR)가 높으며 위상 잡음 및 주파수 오프셋에 취약하다는 단점이 있다. PAPR 문제는 서브캐리어의 수와 변조 차수를 조정하여 완화할 수 있으며, 광학을 이용한 OFDM 시스템에서는 DC 바이어싱과 결합한 선형 스케일링 기법을 사용함으로써 이를 추가적으로 완화시킬 수 있다. 본 논문에서는 OFDM을 VLC 시스템에 효율적으로 결합하기 위한 선형 스케일링 기법, 동기화 심볼을 이용한 시간 동기화 및 파일럿 심볼을 이용한 채널 추정등의 기술이 모두 구현된 OFDM 기반의 VLC 시스템 테스트베드 구축에 대해 다룬다. 테스트베드를 통해 DCO-OFDM 기반의 VLC 시스템이 가지는 특성과 실제 성능을 확인하였고, 변조 차수, 거리, 전력 이득의 변화가 비트 오류율(BER)에 미치는 영향을 실험 결과로 확인하여 채널 특성에 따라 효율적인 통신을 위해 변조 차수, 전력 이득을 조정할 수 있도록 하였다.