실내용 무선 광 통신을 위한 수신단의 위치 탐색 및 자동 링크 정렬 시스템

Abstract

실내용 휴대용 기기에 대한 데이터 수요량이 지속적으로 늘어남에 따라 기존의 RF(Radio Frequency)기반 무선 통신 수단의 한정된 전송속도를 극복 할 새로운 통신 수단으로 무선 광 통신이 주목을 받고 있다. 빠른 통신 속도를 장점으로 가지는 무선 광통신의 배치 방법 중 하나인 직접적 LOS(Line of Sight)링크 배치 방법은 수신단의 위치를 탐색하고 자동 링크 정렬을 해야 하는 문제를 안고 있다. 이 논문에서는 저렴한 Retro-반사지를 사용하며 탐색 및 자동 정렬 용 추가 장비의 사용없이 수신단의 위치를 탐색하고 자동 정렬하는 시스템을 제안하고 실험하였다. 제한된 크기의 Micro Electro-Mechanical System(MEMS) 거울에서 잘린 빔을 회절 현상을 고려하여 분석하고 시뮬레이션을 통해 정해진 크기의 MEMS 거울이 존재 할 때 링크 손실을 최소화 하는 최적의 렌즈 초점거리를 얻을 수 있었다. 제안하는 시스템은 일련의 자동 링크 정렬 방법이 끝난 후에 그 링크의 연결 정도를 확인 할 수 없다. 따라서 잘 알려진‘극 값 찾기’제어를 시스템에 도입하고 구현함으로써 자동 링크 정렬 후 단일 축에 대하여 항상 최선의 링크 정렬이 됨을 실험을 통해 증명하였다. 자동 정렬된 광 링크를 통해 7m 거리에서 2.5Gbps NRG 신호를 전송 실험하여 전송전의 경우 BER $10^{-12}$에서 수신감도 -31.92dBm, 7m 자유공간 전송 후 같은 BER에서 수신감도 -31.87dBm으로 성능에 거의 차이가 없음을 보였다.