LED 조명 기반의 무선 가시광 LAN 통신을 위한 MAC 프로토콜 설계

Abstract

본 논문에서는 LED 조명 기반의 우선 LAN 통신을 위한 MAC 프로토콜을 설계하였다. 본 논문에서 제안하는 MAC 프로토콜은 LED 조명과 단말기의 송수신 방향을 자동으로 최적화할 수 있는 특정이 있다. 또한, 방송메시지 송신 및 단말기 등록을 위한 초기통신 시간이 주기적으로 할당되어 있는 특징이 있다. 데이터 통신방식으로는 carrier의 센싱 및 충돌감지가 어려운 LED 가시광의 특징을 감안하여 기존의 무선 LAN 통신에서 사용되는 CSMA/CA(carrier sense multiple access with collision avoidance) 기반이 아닌 polling 기법을 사용하였으며, MAC 프레임 형식으로는 기존의 무선 LAN에 통신용 프레임을 수정하여 우선 가시광 LAN 통신에 적합한 MAC 프레임을 제안하였다. 이렇게 제안하는 MAC 프로토콜의 성능수치를 구하였으며, 무선 가시광 PHY 통신단의 데이터 전송속도를 100 Mbps로 가정하였을 때에 여러 가지 오버헤드를 제외하고 순수하게 데이터를 보낼 수 있는 데이터 전송량은 94.386 Mbps에 달하였다. In this paper, we propose a MAC protocol for visible light wireless LAN using LED light. The proposed MAC protocol has a function of automatic direction optimization for LED transceiver. There is periodical time slot for broadcasting and registration in the proposed MAC protocol. We used polling method for data transfer in the protocol since visible light is hard to detect carrier and collision by other mobile stations; thus we cannot use CSMA/CD method in visible light LAN. We also amended the MAC frame of IEEE 802.11 to propose a revised version for visible light wireless LAN using LED light. We investigate the performance of the proposed MAC protocol. When the bit rate of physical layer is 100 Mb/s, the net data throughput using the proposed MAC protocol is estimated to 94.386 Mb/s.