用于可見光通信的方法和裝置制造方法
【專利摘要】一種用于可見光通信的方法和裝置被公開。該方法包括選擇光強度頻率的第一序列和第二序列以便分別表示用于嵌入數(shù)據(jù)的第一符號和第二符號。該方法包括進一步發(fā)送光信號。所述光信號包括光信號的光強度在其中根據(jù)所選的光強度頻率的序列被順序地控制的時間周期。從而生成可以嵌入數(shù)據(jù)的跳頻光信號。光信號可以通過包括光發(fā)射器的裝置被生成和發(fā)送。
【專利說明】用于可見光通信的方法和裝置

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及可見光通信的領(lǐng)域，并且針對用于通過可見光通信發(fā)送數(shù)據(jù)的改進的方法和裝置。

【背景技術(shù)】
[0002]可見光通信(VLC)是利用光源(諸如LED)以便傳送各種類型的數(shù)據(jù)的發(fā)展中的無線通信技術(shù)。存在許多應(yīng)用，諸如智能照明控制、高速數(shù)據(jù)流式傳輸?shù)?。而且，針對VLC的IEEE 802.15.7標準已被發(fā)行，并且未來的增強功能很可能即將到來。
[0003]對于其它無線通信技術(shù)而言，用于VLC的通信信道被暴露于各種干擾。存在如何處理這樣的干擾的各種技術(shù)。作為例子，WO 2009010909針對一種用于采用來自燈的可見光以便將數(shù)據(jù)發(fā)送到接收器的方法。該文檔公開了:信號的雙相調(diào)制可以被利用以便防止來自環(huán)境光照中的低頻分量的干擾。盡管這個和其它文檔為在那些文檔中所處理的問題提供了可操作的解決方案，但是仍然存在對已知VLC技術(shù)的改進的需要。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本發(fā)明的目標是克服這個問題，并且提供相對于已知VLC技術(shù)被改進的VLC方法。
[0005]根據(jù)本發(fā)明的第一方面，這個和其它目標通過用于可見光通信的方法被實現(xiàn)，所述方法包括:選擇光強度頻率的第一序列以便表示用于嵌入數(shù)據(jù)的第一符號，并且選擇光強度頻率的不同于第一序列的第二序列以便表示用于嵌入數(shù)據(jù)的第二符號；以及發(fā)送光信號，所述光信號包括光信號的光強度在其中根據(jù)頻率的第一序列被順序地控制的第一時間周期，并且包括光信號的光強度在其中根據(jù)頻率的第二序列被順序地控制的第二時間周期，從而生成跳頻光信號。
[0006]因此，光信號由多個后續(xù)時間周期組成。在一個這樣的時間周期期間，光信號被順序地控制使得它根據(jù)所選的光強度頻率的序列中的一個序列，隨著頻率而在不同的強度之間變化。順序地意指時間周期中的強度頻率根據(jù)在所對應(yīng)的所選序列中的頻率的次序而變化。
[0007]光信號包括至少兩個時間周期，其中光信號根據(jù)光強度頻率的不同序列被順序地控制。
[0008]跳頻信號表示形成數(shù)據(jù)的符號的序列。第一符號可以對應(yīng)于比特O并且第二符號可以對應(yīng)于比特1，其中用于傳輸?shù)臄?shù)據(jù)由I和O的比特組成。
[0009]跳頻方案可能是預(yù)定的，即發(fā)送器和接收器能夠被配置使得光強度頻率的第一序列和第二序列被一次性確定并且其后保持不變。替換地，跳頻方案可能是靈活的，即光強度頻率的第一序列和/或第二序列隨著時間的推移而被重新選擇。關(guān)于用于特定數(shù)據(jù)分組的跳頻方案的信息能夠在數(shù)據(jù)分組的報頭中被發(fā)送到接收器。光信號的包括報頭的部分能夠根據(jù)VLC信號的已知調(diào)制被調(diào)制。
[0010]因此，根據(jù)第一方面，本發(fā)明提供了針對用于通過VLC發(fā)送數(shù)據(jù)的光信號的強度頻率調(diào)制。所述方法相對于已知技術(shù)提供了防范周圍干擾的改進的魯棒性。干擾強度頻率可以包括基本強度頻率，和/或包括強度頻率的多個諧波。干擾是周期性的，即由固定的強度頻率構(gòu)成，或是靈活的，即由隨著時間的推移而變化的強度頻率構(gòu)成。
[0011]VLC的主要障礙之一是干擾的存在，其歸因于兩個原因。首先，存在潛在地可能為干擾源的許多光源，諸如燈、計算機以及膝上型電腦屏幕或TV。這些干擾的強度能夠比在VLC中利用的光信號高得多，諸如高一個數(shù)量級。其次，與諸如無線電通信這樣的其它通信媒體相比，在可見光譜中沒有規(guī)則。換句話說，出于通信的目的，VLC能夠采用可見光譜的任何部分。因為目前沒有預(yù)見用于VLC頻譜的規(guī)則，因此讓不同的通信裝置采用非重疊信號帶寬或經(jīng)由多個接入方案來共享共同帶寬的常見方法是不適用的。
[0012]因為根據(jù)本方法的光信號的光強度頻率根據(jù)不同頻率的序列順序地變化，所以光信號相對于周圍的干擾變得明顯。因此，數(shù)據(jù)即便在干擾存在的情況下也能夠被發(fā)送。通過利用不同的強度頻率的序列，即使強度頻率中一些與周圍的干擾源的強度頻率一致，數(shù)據(jù)也可以被發(fā)送，因為在時間周期期間發(fā)送的光信號的與特定符號相對應(yīng)的至少一部分很可能被發(fā)送到被布置成接收光信號的接收器。通過在該時間周期期間發(fā)送的光信號的已接收部分，當已接收部分唯一地識別符號時，所對應(yīng)的符號能夠被提取。
[0013]而且，根據(jù)本方法的VLC可以利用與用于干擾源的強度頻率的相同帶寬中的頻率。從而，可行的強度頻率的范圍相對于已知技術(shù)被加寬，在所述已知技術(shù)中，相同帶寬中的頻率被避免以便避免所對應(yīng)的干擾。
[0014]頻率的第二序列可以與頻率的第一序列包括相同的頻率，但是與頻率的第一序列以不同的次序布置。這個特征的優(yōu)點是必須由布置成接收光信號的接收器檢測的光強度頻率的數(shù)目是有限的。因此，這個特征改進了光信號的檢測的容易性。
[0015]特別地，頻率的第二序列可以相對于頻率的第一序列以相反次序被布置。這個特征的優(yōu)點是光強度頻率的第一序列和第二序列彼此不同，這使得接收器更易于區(qū)分它們。因此，這個特征進一步改進了光信號的容易檢測。
[0016]光信號的光強度可以通過在第一強度和第二強度之間轉(zhuǎn)換光強度被控制。特別地，時間周期的頻率周期可以具有50%的占空比。占空比意指光信號具有較高強度的時間與光信號的總時間的比。在一些發(fā)送器配置中，這是方便的方法。
[0017]強度的較低者可以是零。因此，光信號由具有變化的開關(guān)強度頻率的開關(guān)序列組成。
[0018]光信號可以等于脈沖寬度調(diào)制信號，所述脈沖寬度調(diào)制信號被用于控制到布置用于發(fā)送光信號的發(fā)送器的功率。
[0019]所述方法可以進一步包括:選擇基準頻率；以及通過將基準頻率除以多個相互不同的除數(shù)來生成一組候選光強度頻率，其中每個商定義候選光強度頻率。光強度頻率的第一序列和第二序列選自該組候選光強度頻率。
[0020]這個方法的優(yōu)點是它提供光強度頻率的有效生成。尤其，該方法比使用頻率合成器更有效。
[0021]除數(shù)可以被選擇為素數(shù)。因此，在光信號中利用的光強度頻率不是彼此的倍數(shù)。從而避免了第一選擇的光強度頻率被檢測為是第一選擇的光強度頻率的倍數(shù)的第二選擇的光強度頻率。進一步地，避免了一個以上的所選頻率受到干擾頻率或其多個諧波的干擾。
[0022]基準頻率可以是針對在布置成發(fā)送光信號的發(fā)送器中的時鐘的時鐘頻率。
[0023]所述方法可以進一步包括:測量包括周圍光中的光強度頻率的頻譜；以及通過選擇不等于所述頻譜的頻率或不等于所述頻譜的頻率的倍數(shù)的光強度頻率來生成一組候選光強度頻率，其中每個選擇的頻率定義候選光強度頻率。光強度頻率的第一序列和第二序列選自該組候選光強度頻率。
[0024]通過測量周圍光強度頻率，能夠選擇用于光信號的光強度頻率，使得該信號不暴露于來自周圍光的干擾。
[0025]所述方法可以進一步包括:選擇基準頻率；通過將基準頻率除以多個相互不同的除數(shù)來生成第一組候選光強度頻率，其中每個商定義第一組候選光強度頻率中的候選光強度頻率；測量包括周圍光中的光強度頻率的頻譜；通過選擇不等于所述頻譜的頻率或不等于所述頻譜的頻率的倍數(shù)的光強度頻率來生成第二組候選光強度頻率，其中每個選擇的頻率定義第二組候選光強度頻率中的候選光強度頻率；以及通過選擇形成第一組候選光強度頻率與第二組候選光強度頻率之間的交集的光強度頻率來生成一組候選光強度頻率。光強度頻率的第一序列和第二序列選自該組候選光強度頻率。
[0026]這個方法組合了上面所提到的優(yōu)點:提供了光強度頻率的有效生成，并且能夠選擇用于光信號的光強度頻率使得所述信號不被暴露于來自周圍光的干擾。第一組候選光強度頻率和第二組候選光強度頻率的生成可以替換地被以相反次序或彼此并行地執(zhí)行。
[0027]光強度頻率的第一序列和/或第二序列中的光強度頻率可以是互素的。通過這個方法，光信號中利用的光強度頻率不是彼此的倍數(shù)。從而避免了第一選擇的光強度頻率被檢測為是第一選擇的光強度頻率的倍數(shù)的第二選擇的光強度頻率。進一步地，避免了一個以上的所選的頻率受到干擾頻率或其多個諧波的干擾。
[0028]第一序列和第二序列中的光強度頻率可以大約是100 Hz到幾MHz。
[0029]在一些實施例中，如果光強度頻率位于100 Hz至50 000 Hz的范圍內(nèi)則是有利的。大多數(shù)已知的VLC方法對于VLC信號集中于高于100 kHz的頻譜，諸如IEEE 802.15.7標準，以便不受到通常位于幾十kHz以下的干擾頻率強度的干擾。大約高于100 kHz的頻率需要特別設(shè)計的光源和驅(qū)動器構(gòu)件，其是高成本構(gòu)件。通過用于VLC的本方法，有可能同樣使用與干擾頻率在相同范圍中的頻率。
[0030]這個特征提供了 VLC的較低成本的實施?？梢宰⒁獾?，為了使得光發(fā)射器能夠在高于100 kHz或甚至在幾MHz下產(chǎn)生光信號，光發(fā)射器的驅(qū)動器需要被特別設(shè)計。進一步地，通常需要采用更強大且昂貴的模擬與數(shù)字構(gòu)件。而且，必須采取附加的謹慎手段以避免電磁兼容(EMC)問題。因為這些原因，光發(fā)射器的成本將顯著地增加。然而，如果光發(fā)射器被以較低頻率驅(qū)動，如根據(jù)本方法可能的，則特別設(shè)計的光發(fā)射器和昂貴的構(gòu)件通常是不需要的。例如，在較低頻率下變化光輸出的能力(例如通過能夠被利用的現(xiàn)有脈沖寬度調(diào)制調(diào)光信號)可能已經(jīng)是可用的。在較低頻率下，對EMC問題的要求也不太嚴格，從而進一步降低實施成本。
[0031]根據(jù)本發(fā)明的第二方面，通過用于可見光通信的光發(fā)送器裝置實現(xiàn)了上面提到的和其它目標，所述裝置包括:頻率序列選擇器，用于選擇光強度頻率的第一序列以便表示用于嵌入數(shù)據(jù)的第一符號，并且用于選擇光強度頻率的不同于第一序列的第二序列，以便表示用于嵌入數(shù)據(jù)的第二符號；以及光發(fā)射器，被布置用于發(fā)射光信號，所述光信號包括光信號的光強度在其中根據(jù)頻率的第一序列被順序地控制的第一時間周期，并且包括光信號的光強度在其中根據(jù)頻率的第二序列被順序地控制的第二時間周期，從而生成跳頻光信號。
[0032]光發(fā)射器可以選自以下各項的組:發(fā)光二極管(LED)、白熾燈、熒光燈、激光光源，或其組合。其它適合的光發(fā)射器或其組合當然也是可行的。
[0033]上面公開的第一方面的特征同樣適用于該第二方面。
[0034]應(yīng)注意，本發(fā)明涉及在權(quán)利要求中所記載的特征的所有可能的組合。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0035]現(xiàn)將參考示出了本發(fā)明的實施例的附圖，更詳細地描述本發(fā)明的這個和其它方面。
[0036]圖1圖示了光發(fā)送器裝置。
[0037]圖2圖示了用于可見光通信的方法。
[0038]圖3圖示了光信號的時間周期。
[0039]圖4圖示了包括如圖3中所圖示的時間周期的光信號。
[0040]圖5-7圖示了根據(jù)本發(fā)明的不同實施例的用于生成一組候選光強度頻率的方法。
[0041]所述圖適用于說明性目的，并且因此，被提供來說明本發(fā)明的實施例的一般性概念。同樣的附圖標記貫穿全文指代同樣的元素。

【具體實施方式】
[0042]現(xiàn)將在下文中參考附圖更充分地描述本發(fā)明，在附圖中本發(fā)明的當前優(yōu)選實施例被示出。然而，本發(fā)明可以以許多不同的形式體現(xiàn)，并且不應(yīng)被解釋為限于本文中所闡述的實施例；相反地，這些實施例出于徹底性和完整性被提供，并且充分地將本發(fā)明的范圍傳達給技術(shù)人員。
[0043]在圖1中圖示出光發(fā)送器裝置I。光發(fā)送器裝置I包括頻率序列選擇器11、光發(fā)射器12、控制器13、候選光強度頻率發(fā)生器15以及可選的傳感器16。
[0044]光發(fā)送器裝置I被布置用于可見光通信，即通過光信號發(fā)送數(shù)據(jù)。頻率序列選擇器11被布置用于選擇頻率的序列。頻率的序列意指被以特定次序布置的多個頻率。頻率序列選擇器11可能是硬件，諸如處理器，或軟件實施的方法。所選序列表示用于嵌入數(shù)據(jù)的符號。
[0045]光發(fā)射器12被布置用于發(fā)射光，所述光形成用于嵌入數(shù)據(jù)的光信號。光發(fā)射器12例如可能是LED、白熾燈、熒光燈、激光光源，或任何其它適合的光源。光源的組合也是可行的。
[0046]控制器13被布置成根據(jù)所選的頻率的序列并且在光信號的時間周期期間順序地控制光信號的光強度，從而生成跳頻光信號?？刂破?3可能是硬件(諸如處理器)，或軟件實施的方法。
[0047]候選光強度頻率發(fā)生器15被布置成生成候選光強度頻率，頻率的序列可以選自所述候選光強度頻率。候選光強度頻率發(fā)生器15可能是硬件(諸如處理器)，或軟件實施的方法。候選光強度頻率發(fā)生器15的功能將在下面詳細地公開。
[0048]傳感器16被布置成測量頻譜，所述頻譜包括存在于光發(fā)送器裝置I周圍的區(qū)域中的光強度頻率。傳感器16能夠被集成在光發(fā)送器裝置I中，或者能夠替換地被布置成與光發(fā)送器裝置I連接的單獨硬件。傳感器16例如可能是光電傳感器(諸如光電二極管)，連同相關(guān)聯(lián)的傳感器信號處理電路。
[0049]光發(fā)送器裝置可以進一步包括存儲器(未示出)，用于存儲各種數(shù)據(jù)，諸如生成的候選光強度頻率、所選擇的序列、先前發(fā)送器光信號、預(yù)定跳頻方案等。
[0050]頻率序列選擇器11、控制器13以及候選光強度頻率發(fā)生器15能夠被集成在單個構(gòu)件中，如由該圖所指示的。構(gòu)件的各種配置是可行的，如由技術(shù)人員所理解的。
[0051]現(xiàn)將參考圖2-4描述光信號通過其被實現(xiàn)的方法。
[0052]該方法包括選擇201光強度頻率的第一序列F1和光強度頻率的第二序列F2。第一序列F1由強度頻率f\、f2、f3以及f4構(gòu)成，并且該強度頻率f\、f2、f3以及f4以該次序布置。第二序列F2可以由強度頻率f4、f3、f2以及構(gòu)成，并且該強度頻率f4、f3、f2以及以該次序布置。第一序列F1表示用于嵌入數(shù)據(jù)的第一符號“比特0”，而第二序列F2表示用于嵌入數(shù)據(jù)的第二符號“比特I”。第一序列F1和第二序列F2是不同的，但是可以像在這個實施例中那樣，由以不同的次序所布置的相同頻率組成。
[0053]可以選擇序列中的頻率，使得它們優(yōu)選地在單個序列內(nèi)和對于所有序列中的所有頻率來說是彼此互素的。從而，至少降低了遭受單個干擾頻率的多個諧波的風(fēng)險。例如，如果被選擇為第一序列F1中的頻率，則多倍的強度頻率(諸如ZXf1JXf1或4Xf\)將不會被選擇為第一序列F1或第二序列F2中的強度頻率。
[0054]該方法進一步包括發(fā)送202光信號。光信號由光強度在其中被控制的時間周期組成。在圖3中圖示出時間周期。第一時間周期T1表示第一符號“比特O”并且第二時間周期!^表示第二符號“比特I”。
[0055]在表示“比特O”的時間周期T1中的光的強度通過在第一強度I1與不同于第一強度的第二強度I2之間轉(zhuǎn)換強度而被控制。強度控制根據(jù)光強度頻率的第一序列F1被順序地執(zhí)行，如由周期長度Ι/fi所指示的那樣，其中i=l，2，3，4。在這個實施例中，光強度在兩個強度級之間轉(zhuǎn)換。在其它實施例中，光強度可以在兩個以上的強度之間轉(zhuǎn)換或者控制，然而仍然隨著特定頻率以周期性方式進行。
[0056]在這個實施例中，強度I1是零。因此，光信號在開狀態(tài)與關(guān)狀態(tài)之間轉(zhuǎn)換。然而，在兩個非零強度之間轉(zhuǎn)換光信號也是可行的。
[0057]替換地，光信號能夠通過根據(jù)例如正弦函數(shù)變化強度而被控制，光信號能夠被控制成在數(shù)個強度之間變化，或者這些變化的組合能夠被利用。
[0058]根據(jù)光強度頻率的序列順序地控制意指根據(jù)在時間周期的第一部分內(nèi)的序列中的第一強度頻率、根據(jù)在時間周期的后續(xù)第二周期內(nèi)的序列中的第二頻率等來控制強度，使得光信號在該時間周期期間的光強度頻率根據(jù)該序列中的光強度頻率而變化，并且根據(jù)光強度頻率在該序列中的次序而變化。
[0059]光信號在第二時間周期T2期間的光強度以與用于第一時間周期T1的相同的方式控制。在第二時間周期T2中光信號強度在其之間轉(zhuǎn)換的強度不必與用于第一時間周期T1的相同。第二時間周期T2還能夠具有與第一時間周期T1不同的長度。
[0060]在每個時間周期部分(其中光強度根據(jù)光強度頻率的序列中的一個序列的強度頻率被控制)內(nèi)的周期數(shù)目能夠在不同的部分、不同的時間周期以及不同的實施例之間不同。周期的數(shù)目例如能夠根據(jù)標準被預(yù)先確定，或者是靈活的使得它可以取決于實施例而被變更。
[0061]在這個實施例中，第二序列F2的頻率與第一序列F1中的頻率相同。因為頻率的數(shù)目是有限的，所以這個方法使得被布置成接收光信號的接收器更易于檢測光信號中的頻率。它能夠被預(yù)先確定并且被預(yù)配置在接收器中，使得第二序列F2應(yīng)該在第一序列F1的基礎(chǔ)上例如由相同的頻率但是以相反次序或者替換地以另一種排列被組成。因此，僅有關(guān)頻率的第一序列的信息需要為接收器所知，從而降低需要被發(fā)送到接收器或者在接收器中配置的數(shù)據(jù)量。
[0062]進一步地，第二序列F2的頻率可以相對于第一序列F1被以相反次序布置。這個布置使得第一序列F1和第二序列F2彼此不同。從而，對于接收器來說更易于將它們彼此區(qū)分開。
[0063]在圖4中圖示出包括分別表示第一符號(“比特O”)和第二符號(“比特I”)的時間周期T1和T2的光信號。這是用于理解方法的說明性圖。實際上，光信號包括用于嵌入數(shù)據(jù)的數(shù)量大得多的連續(xù)符號的組合。數(shù)據(jù)(其由序列中的符號的組合表示)因此可以被發(fā)送。
[0064]在一個實施例中，頻率的第一序列F1和第二序列F2像圖5中所圖示的那樣被選擇。根據(jù)上文的方法然后進一步包括選擇501基準頻率f；ef，以及生成502 —組候選光強度頻率F_d。
[0065]基準頻率fMf在這個實施例中被選擇為時鐘(未圖示)的時鐘頻率，所述時鐘被布置在光發(fā)送器裝置I中。時鐘根據(jù)慣例被布置在諸如發(fā)送器、收發(fā)器、處理器等這樣的各種構(gòu)件中。這種時鐘常常在高頻率(諸如大約MHz)下運行。在這個實施例中，基準頻率被選擇為I MHz。
[0066]通過將fMf除以除數(shù)，生成該組候選光強度頻率F_d。除數(shù)是整數(shù)值。每個形成的商定義候選光強度頻率。同時，候選光強度頻率形成該組候選頻率F_d。從該組光強度候選頻率Fcand選擇光強度頻率的第一序列F1和第二序列F2。因此，在光強度頻率的第一序列F1和第二序列F2的選擇201之前，執(zhí)行該組候選光強度頻率Feand的生成502。
[0067]除數(shù)可以是素數(shù)。從而，除數(shù)以及因此商相對于彼此是互素的。因此，第一序列F1和第二序列F2中的光強度頻率變得彼此互素，這像上面所提到的那樣為發(fā)送器生成候選光強度頻率進行了簡化。
[0068]在由圖1所圖示的光發(fā)送器裝置I中，由候選光強度頻率發(fā)生器15生成該組候選光強度頻率F

c and °
[0069]在一個實施例中，光信號等于目前的脈沖寬度調(diào)制調(diào)光信號，即等于被用于控制到用于發(fā)送光信號的光發(fā)送器裝置的功率的脈沖寬度調(diào)制信號。在這個實施例中，光信號的強度頻率與PWM調(diào)光頻率相同。因此，PWM調(diào)光頻率根據(jù)跳頻光信號的頻率變化而變化。光信號序列的占空比被PWM調(diào)光級別規(guī)定。以這種方式，生成與PWM調(diào)光相容的光信號。
[0070]可以在考慮存在于VLC信道中的干擾頻率的同時選擇第一序列F1和第二序列F2的光強度頻率。因此，能夠避免這些干擾頻率，從而實現(xiàn)VLC的更為改進的魯棒性。將在下文中公開解釋這個方法的實施例。
[0071]在一個實施例中，光強度頻率的第一序列F1和第二序列F2像圖6中所圖示的那樣被選擇。根據(jù)圖2的方法進一步包括測量601頻譜Fspee以及生成602 —組候選光強度頻率F1 ,
* CtimI ο
[0072]該組候選光強度頻率F’eaiKj包括不等于所述頻譜Fspec的頻率或者不等于所述頻譜Fspec的頻率的倍數(shù)的光強度頻率。頻譜F_。包括VLC信道中的干擾頻率。干擾起源自周圍的干擾源，例如膝上型電腦、TV或另一 VLC信道。在頻譜Fspe。中，強度峰值61、61’、61’ ’每個對應(yīng)于存在于環(huán)境中的頻率。因此，光強度頻率選自由62和62’所表示的、強度很低的頻率區(qū)域。
[0073]頻譜Fspee能夠通過感測來自環(huán)境的光、并且應(yīng)用快速傅里葉變換(FFT)來獲得頻譜而被獲得。用于獲得存在于環(huán)境中的頻率的其它方法也是可行的。頻譜Fspe。不限于如圖6中所圖示的可見光譜，而是能夠替代地由例如數(shù)據(jù)的表來表示。
[0074]從該組候選光強度頻率選擇光強度頻率的第一序列F1和第二序列F2。因此，光信號中的強度頻率不與任何存在的干擾頻率一致。
[0075]在由圖1所圖示的光發(fā)送器I中，頻譜Fspe?？梢员粋鞲衅?6測量，并且該組候選光強度頻率Feand由候選光強度頻率發(fā)生器15生成。
[0076]可以定期地執(zhí)行頻譜Fspee的測量601和該組候選光強度頻率Feand的生成602，或者取決于周圍的干擾源僅執(zhí)行一次。當周圍的干擾源被預(yù)期隨著時間的推移而變化時，可以選擇定期測量601，而對于其中干擾源被預(yù)期為固定的環(huán)境，執(zhí)行測量601—次可能是足夠的。
[0077]能夠通過將先前的用于選擇序列的實施例進行組合來選擇光強度頻率的第一序列F1和第二序列F2。在圖7中圖示了一個這樣的實施例。選擇基準頻率,如由701所表示的。生成第一組候選光強度頻率Fcandl，如由702所表示的。這根據(jù)先前公開的方式，即通過將基準頻率除以多個相互不同的除數(shù)，而被執(zhí)行。進一步地，測量頻譜Fft.，如由703所表示的。生成第二組候選光強度頻率Feand2，如由704所表示的。這根據(jù)先前公開的方式，即通過選擇不等于光強度譜F\p^.的頻率或者不等于光強度譜的頻率的倍數(shù)的光強度頻率，而被執(zhí)行。所選光強度頻率形成第二組候選光強度頻率FMnd2。
[0078]最后，通過選擇形成第一組候選光強度頻率F_dl與第二組候選光強度頻率F_d2
之間的交集的光強度頻率，來生成一組候選光強度頻率F\.atK3，所述光強度頻率即存在于第一組候選光強度頻率和第二組候選光強度頻率兩者中的光強度頻率。
[0079]從該組光強度頻率r\.aad選擇光強度頻率的第一序列F1和第二序列F2。
[0080]第一組候選光強度頻率的生成702和第二組候選光強度頻率的生成704可以被以由圖7所指示的之外的另一次序執(zhí)行。它們還能夠被彼此并行地或以相反次序執(zhí)行。
[0081]以上的實施例公開了用于在VLC中嵌入數(shù)據(jù)的兩種符號。應(yīng)認識到，方法對利用兩個以上的符號的VLC技術(shù)同樣地適用，這通過上面所公開的實施例的直接擴展被實現(xiàn)，其中每個符號由光強度頻率的唯一序列表示。因此，本發(fā)明應(yīng)用的范圍不限于僅利用兩個符號的VLC技術(shù)。
[0082]光發(fā)送器裝置I能夠是VLC系統(tǒng)的一部分，所述VLC系統(tǒng)進一步包括接收器，其已在上面公開的實施例中的一些實施例中描述了。
[0083]存在接收器可以如何提取發(fā)送信號的數(shù)據(jù)的不同方法。作為第一個例子，跳頻信號可以具有固定的分配，即第一序列和第二序列被固定地確定以便表示用于嵌入數(shù)據(jù)的符號。對于這樣的固定跳頻分配，接收器能夠在承擔(dān)通信之前針對這些跳頻被預(yù)配置。作為第二個例子，跳頻信號可以是靈活的，即組成光信號的第一序列和/或第二序列可以在不同的傳輸期間被重新選擇。在這樣的靈活跳頻分配中，通信能夠基于預(yù)定義信令方法。例如，每個數(shù)據(jù)分組可以包含分組報頭。分組報頭通過為接收器所知的調(diào)制的固定方式(諸如二進制移相鍵控(BPSK))被調(diào)制。從而，分組報頭包含關(guān)于分組的其余部分如何被調(diào)制(SP，哪些強度頻率被選擇)的信息。
[0084]光發(fā)送器裝置I可以是光收發(fā)器裝置的一部分，所述光收發(fā)器裝置進一步包括被布置成從另一光發(fā)送器裝置接收光信號的接收器。光發(fā)射器和接收器可以是相同的構(gòu)件。兩個光收發(fā)器裝置可以被布置用于它們之間的VLC。光收發(fā)器裝置可以形成獨立的網(wǎng)絡(luò)，或者作為較大網(wǎng)絡(luò)的一部分。
[0085]總之，用于可見光通信的方法和裝置被公開。該方法包括選擇光強度頻率的第一序列和第二序列以便分別表示用于嵌入數(shù)據(jù)的第一符號和第二符號。該方法包括進一步發(fā)送光信號。所述光信號包括光信號的光強度在其中根據(jù)所選的光強度頻率的序列被順序地控制的時間周期。從而，其中可以嵌入數(shù)據(jù)的跳頻光信號被生成?？梢酝ㄟ^包括光發(fā)射器的裝置生成和發(fā)送光信號。
[0086]本領(lǐng)域的技術(shù)人員認識到，本發(fā)明絕不限于上面所描述的優(yōu)選實施例。相反，許多修改和改變在所附權(quán)利要求的范圍內(nèi)是可能的。例如，光強度頻率的序列能夠選自例如通過標準VLC協(xié)議所確定的預(yù)定的一組候選光強度頻率。變化的另一例子是利用兩個以上的、用于嵌入數(shù)據(jù)的符號來發(fā)送數(shù)據(jù)，這在本發(fā)明的范圍內(nèi)也是可行的。
[0087]附加地，從對附圖、公開內(nèi)容以及所附權(quán)利要求的研究中，對所公開的實施例的變化可以被技術(shù)人員在實踐所要求保護的發(fā)明時理解和實現(xiàn)。在權(quán)利要求中，單詞“包括”不排除其它元素或步驟，并且不定冠詞“一”或“一個”不排除多個。某些措施被記載在相互不同的從屬權(quán)利要求中的僅有事實不指示這些措施的組合不可以被用來獲利。
【權(quán)利要求】
1.一種用于可見光通信的方法，所述方法包括:-選擇(201)光強度頻率的第一序列(F1)以便表示用于嵌入數(shù)據(jù)的第一符號，并且選擇光強度頻率的不同于第一序列的第二序列(F2)以便表示用于嵌入數(shù)據(jù)的第二符號；以及-發(fā)送(202)光信號，所述光信號包括光信號的光強度在其中根據(jù)頻率的第一序列被順序地控制的第一時間周期(T1),并且包括光信號的光強度在其中根據(jù)頻率的第二序列被順序地控制的第二時間周期(T2),從而生成跳頻光信號。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其中頻率的第二序列與頻率的第一序列包括相同的頻率，并且其中頻率的第二序列與頻率的第一序列被以不同的次序布置。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的方法，其中頻率的第二序列相對于頻率的第一序列以相反次序被布置。
4.根據(jù)權(quán)利要求1-3中任一項所述的方法，其中光強度通過對在第一強度(I1)與第二強度(I2)之間的光強度進行調(diào)制被控制。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的方法，其中第一強度和第二強度中的較低者是零。
6.根據(jù)權(quán)利要求4-5中任一項所述的方法，其中光信號等于脈沖寬度調(diào)制信號，所述脈沖寬度調(diào)制信號被用于控制到用于發(fā)送光信號的光發(fā)送器裝置的功率。
7.根據(jù)權(quán)利要求1-6中任一項所述的方法，進一步包括: -選擇(501)基準頻率(^ ;以及 -通過將基準頻率除以多個相互不同的除數(shù)來生成(502) —組候選光強度頻率(F。-)，其中每個商定義候選光強度頻率， 其中光強度頻率的第一序列和第二序列選自該組候選光強度頻率。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的方法，其中除數(shù)是素數(shù)。
9.根據(jù)權(quán)利要求7-8所述的方法，其中基準頻率是在用于發(fā)送光信號的光發(fā)送器中的時鐘的時鐘頻率。
10.根據(jù)權(quán)利要求1-6中任一項所述的方法，進一步包括: -測量(601)包括周圍光中的光強度頻率的頻譜(Fspee);以及-通過選擇不等于所述頻譜的頻率或者不等于所述頻譜的頻率的倍數(shù)的光強度頻率來生成(602)—組候選光強度頻率，其中每個所選的頻率定義候選光強度頻率， 其中光強度頻率的第一序列和第二序列選自該組候選光強度頻率。
11.根據(jù)權(quán)利要求1-6中任一項所述的方法，進一步包括: -選擇(701)基準頻率(riel.)； -通過將基準頻率除以多個相互不同的除數(shù)來生成(702)第一組候選光強度頻率(Fcandl),其中每個商定義第一組候選光強度頻率中的候選光強度頻率； -測量(703)包括周圍光中的光強度頻率的頻譜； -通過選擇不等于所述頻譜的頻率或者不等于所述頻譜的頻率的倍數(shù)的光強度頻率來生成(704)第二組候選光強度頻率(F_d2)，其中每個所選擇的頻率定義第二組候選光強度頻率中的候選光強度頻率；以及 -通過選擇形成第一組候選光強度頻率與第二組候選光強度頻率之間的交集的光強度頻率來生成(705) —組候選光強度頻率(r\.dlld )； 其中光強度頻率的第一序列和第二序列選自該組候選光強度頻率。
12.根據(jù)權(quán)利要求1-11中任一項所述的方法，其中光強度頻率的第一序列和第二序列中的至少一個序列中的光強度頻率是互素的。
13.根據(jù)權(quán)利要求1-12中任一項所述的方法，其中第一序列和第二序列中的光強度頻率位于100 Hz至50 000 Hz的范圍內(nèi)。
14.一種用于可見光通信的光發(fā)送器裝置(1)，所述裝置包括: -頻率序列選擇器(11)，用于選擇光強度頻率的第一序列(F1)以便表示用于嵌入數(shù)據(jù)的第一符號，并且用于選擇光強度頻率的不同于第一序列的第二序列(F2),以便表不用于嵌入數(shù)據(jù)的第二符號；以及 -光發(fā)射器(12)，被布置用于發(fā)射光信號，所述光信號包括光信號的光強度在其中根據(jù)頻率的第一序列被順序地控制的第一時間周期(T1),并且包括光信號的光強度在其中根據(jù)頻率的第二序列被順序地控制的第二時間周期(T2),從而生成跳頻光信號。
15.根據(jù)權(quán)利要求14所述的光發(fā)送器裝置，其中光發(fā)射器選自以下各項的組:發(fā)光二極管(LED)、白熾燈、熒光燈、激光光源，或其組合。
【文檔編號】H04B10/116GK104205677SQ201380019649
【公開日】2014年12月10日 申請日期:2013年3月28日 優(yōu)先權(quán)日:2012年4月13日
【發(fā)明者】楊宏銘, A.V.潘德哈里潘德 申請人:皇家飛利浦有限公司