專利名稱：針對(duì)編碼光傳輸?shù)恼{(diào)制的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種編碼光系統(tǒng)。特別地，它涉及用于驅(qū)動(dòng)在編碼光系統(tǒng)中被布置成發(fā)射編碼光的至少一個(gè)光源以及用于將該編碼光解碼成信息序列的方法和設(shè)備。
背景技術(shù)：
現(xiàn)今，光源被應(yīng)用在由許多光源構(gòu)成的照明系統(tǒng)中。由于固態(tài)照明的引進(jìn)，這些光源的若干參數(shù)在光源的系統(tǒng)中可以被改變和控制。這樣的參數(shù)包括光強(qiáng)度、光色、光色溫乃至光方向。通過改變和控制不同光源的這些參數(shù)，使所述系統(tǒng)的光設(shè)計(jì)者或用戶能生成照明場(chǎng)景。這些過程經(jīng)常被稱為場(chǎng)景設(shè)置，并且由于眾多光源和參數(shù)要被控制，這些過程典型地是相當(dāng)復(fù)雜的過程。典型地，對(duì)于每個(gè)光源需要一個(gè)控制器或控制信道。這使得控制十個(gè)以上的光源的系統(tǒng)是困難的。為了使能對(duì)光源的更加直觀且更加簡單的控制以及創(chuàng)建場(chǎng)景，在照明器的光輸出中嵌入諸如不可見的標(biāo)識(shí)符這樣的信息序列先前已經(jīng)被提出。標(biāo)識(shí)符的這種嵌入可以是基于照明器的可見光(VL)的獨(dú)特的調(diào)制的或是通過在照明器中放置額外的紅外(IR)光源并且獨(dú)特地調(diào)制這種IR光。曼切斯特碼通常被使用為調(diào)制所述編碼光的手段。在所述光中嵌入標(biāo)識(shí)符將被稱為編碼光(CL)。利用CL的通信將被稱為可見光通信(VLC)。為了 CL的傳輸，發(fā)光二極管(LED)多半被考慮，其允許合理的高調(diào)制頻率和帶寬。這繼而可能導(dǎo)致控制系統(tǒng)的快速響應(yīng)。然而，所述標(biāo)識(shí)符也可以被嵌入在其它光源的光中，所述其它光源諸如白熾燈、鹵素?zé)?、熒光燈以及高?qiáng)度放電(HID)燈。這些光源標(biāo)識(shí)符(也被稱為碼)允許對(duì)單獨(dú)的本地照射貢獻(xiàn)的識(shí)別和強(qiáng)度估計(jì)。這可以被應(yīng)用在光控制應(yīng)用(諸如試運(yùn)行、光源選擇和交互式場(chǎng)景設(shè)置)中。這些應(yīng)用在例如房屋、辦公室、商店和醫(yī)院里有用。這些光源標(biāo)識(shí)符因此使能光系統(tǒng)的簡單且直觀的控制操作，其否則可能是非常復(fù)雜的。

發(fā)明內(nèi)容
鑒于此，合意的是，在光源的光輸出中嵌入編碼信息(例如，分組)對(duì)于對(duì)光源的照射功能感興趣的用戶是不可見的。換言之，可能合意的是，所述光的編碼沒有導(dǎo)致可見的閃爍。這些需求暗示調(diào)制碼的頻譜不應(yīng)該包含低的頻率。因?yàn)檫B接到平常的電力網(wǎng)的光源通常產(chǎn)生強(qiáng)干擾(例如，在DC 50Hz或IOOHz上)，通過在接收器處的適當(dāng)濾波來抑制該干擾可能是有利的。為了使通過這種濾波后不讓所述想要的信號(hào)降級(jí)太多，如果所述想要的信號(hào)在頻譜的存在干擾的那些位置是沒有的，則這是有利的。這種考慮也暗示，調(diào)制碼的頻譜不應(yīng)該包含低的頻率。調(diào)制碼的頻譜不包含高的頻率也可能是合意的，原因是在針對(duì)LED光源的廉價(jià)的驅(qū)動(dòng)器中的電路對(duì)于這種高頻率可能難以實(shí)現(xiàn)。在接收器側(cè)能夠檢測(cè)包括在VLC中的數(shù)字信息，甚至在存在來自其它光源(像例如太陽、熒光燈泡或燈管、白熾燈等等)的干擾的情況下能夠檢測(cè)數(shù)字信息，也是合意的。因此，經(jīng)調(diào)制的信號(hào)的頻譜在所述頻譜的、其中存在這種干擾的頻率位置上不包含任何貢獻(xiàn)可能是合意的。
本發(fā)明的目標(biāo)是克服這些問題并且提供解決或至少減輕上述問題的方法、設(shè)備和系統(tǒng)概念；例如通過提供允許比現(xiàn)有技術(shù)更好的頻譜限制(特別是針對(duì)低的頻率)的、同時(shí)具有可比較的復(fù)雜性的方法、設(shè)備和系統(tǒng)概念。通常，以上目標(biāo)通過根據(jù)所附的獨(dú)立權(quán)利要求的方法和設(shè)備來實(shí)現(xiàn)。根據(jù)第一方面，以上目標(biāo)通過光驅(qū)動(dòng)器實(shí)現(xiàn)，所述光驅(qū)動(dòng)器用于基于控制信號(hào)驅(qū)動(dòng)被布置成發(fā)射編碼光的至少一個(gè)光源，所述光驅(qū)動(dòng)器包括:接收器，其被布置成接收源
符號(hào)Uk的序列I1-1n,.....1%.Ufc卜所述序列代表信息源的信息序列；處理單元，其被
布置成根據(jù)源符號(hào)的所述序列來確定信道符號(hào)Zk的序列z-1 一 . 狄|,該序列形成控制信號(hào)；發(fā)送器，其被布置成為至少一個(gè)光源提供控制信號(hào)，由此驅(qū)動(dòng)所述至少一個(gè)
光源；其中處理單元被布置成通過將在時(shí)間k上的每個(gè)源符號(hào)Uk映射成復(fù)合信道符號(hào)
Zk = ViLU Zial來確定信道符號(hào)Z的序列，所述復(fù)合信道符號(hào)包括至少一個(gè)第一信道符號(hào)
Zkl.(其中的一個(gè)與Ufc是相同的)，以及從集合M選擇的至少一個(gè)第二信道符號(hào)Zu,其中
Zu是源符號(hào)Uk和至少一個(gè)未來的和/或過去的源符號(hào)Ui (i古k)的函數(shù)，所述映射導(dǎo)
致在信道符號(hào)的序列z的頻率零處的功率譜密度等于零，并且其中控制信號(hào)由此使沒有可見的閃爍能存在于由所述至少一個(gè)光源發(fā)射的編碼光中。所述被提出的映射允許比例如曼切斯特脈沖更好的頻譜限制(特別是針對(duì)低的頻率)，同時(shí)具有可比較的 復(fù)雜性。符號(hào)Zk,2可能是L項(xiàng)Uw.1 T Uk.1 (對(duì)于1= I，...L)的有正負(fù)之分的加權(quán)平均，導(dǎo)致信道符號(hào)的序列z的功率譜密度按丨f!Tfn衰減，其中f表示以Hz為單位的頻率以及其中
T表示用于傳輸U(kuò)k的、以秒為單位的時(shí)間。曼切斯特編碼的頻譜對(duì)于f接近零按f2衰減。因此，所提出的編碼方案比曼切斯特編碼衰減的快。根據(jù)第二方面，以上目標(biāo)通過照明器實(shí)現(xiàn)，所述照明器包括至少一個(gè)光源、調(diào)制裝置和根據(jù)以上的光驅(qū)動(dòng)器，所述調(diào)制裝置被布置成根據(jù)由光驅(qū)動(dòng)器提供的控制信號(hào)調(diào)制將由所述至少一個(gè)光源發(fā)射的編碼光。根據(jù)第三方面，以上目標(biāo)通過用于基于控制信號(hào)驅(qū)動(dòng)被布置成發(fā)射編碼光的
至少一個(gè)光源的方法來實(shí)現(xiàn)，所述方法包括接收源符號(hào)Uk的序列w 一 Iu,.….uk.,...UkI
，所述序列代表信息源的信息序列；根據(jù)源符號(hào)的所述序列來確定信道符號(hào)Zk的序列z,[ ..., .….餌];為至少一個(gè)光源提供控制信號(hào)，由此驅(qū)動(dòng)所述至少一個(gè)光源；其中
通過將在時(shí)間k上的每個(gè)源符號(hào)Uk映射成復(fù)合信道符號(hào)Zfc = (Zu, 2u丨來確定信道符號(hào)z的序列，所述復(fù)合信道符號(hào)包括至少一個(gè)第一信道符號(hào)ZkjX其中的一個(gè)與Ilk是相同的)，以及包括從集合M選擇的至少一個(gè)第二信道符號(hào)ZjiJ,其中Zu是源符號(hào)Ujc和至少一個(gè)未
來的和/或過去的源符號(hào)Ui (i古k)的函數(shù)，所述映射導(dǎo)致在信道符號(hào)的序列z的頻率零處的功率譜密度等于零，并且其中控制信號(hào)由此使沒有可見的閃爍能存在于由所述至少一個(gè)光源發(fā)射的編碼光中。根據(jù)第四方面，以上目標(biāo)通過信息解碼器來實(shí)現(xiàn)，所述信息解碼器用于從接收自光檢測(cè)器的信號(hào)解碼信息序列，所述信號(hào)指示從由根據(jù)以上的光驅(qū)動(dòng)器驅(qū)動(dòng)的至少一個(gè)光源發(fā)射的編碼光，所述信息解碼器包括:接收器，其被布置成從光檢測(cè)器接收信號(hào)，所述信
號(hào)指示信道符號(hào)2|.= 1 ,).U的序列I — Iz1.........ZkJ ;處理單元，其被布置成根據(jù)所
述信號(hào)確定經(jīng)解碼的源符號(hào)Gk的序列 = [ “ ,,, ι%, κ],所述序列形成經(jīng)解
碼的信息序列；其中所述處理單元被布置成確定經(jīng)解碼的源符號(hào)0的序列，經(jīng)解碼的源
符號(hào)Gk憑此根據(jù)在Zkj和至少所述信道符號(hào)Zk.2與一個(gè)未來的和/或過去的信道符號(hào)Zi(i ^ k)的加權(quán)平均之間的差被確定。所述處理單元可能包括硬判決解碼器。所述硬判決解碼器可以被布置成依照所述差的正負(fù)號(hào)來確定經(jīng)解碼的源符號(hào) 的序列。這樣的解碼器可能允許快速且精確的解碼。根據(jù)第五方面，以上目標(biāo)通過用于從接收自光檢測(cè)器的信號(hào)解碼信息序列的信息解碼器來實(shí)現(xiàn)，所述信號(hào)指示從由根據(jù)以上的光驅(qū)動(dòng)器驅(qū)動(dòng)的至少一個(gè)光源發(fā)射的編碼光，所述信息解碼器包括:接收器，其被布置成從光檢測(cè)器接收信號(hào)，所述信號(hào)指示信道符號(hào)Zk = (Zk,u ZuI的序列I — Iz1,......., ];處理單元,其被布置成根據(jù)所述信號(hào)確定經(jīng)
解碼的源符號(hào)Ok的序列 = Iu1,....Uk],所述序列形成經(jīng)解碼的信息序
列；其中所述 處理單元被布置成確定經(jīng)解碼的源符號(hào)ii的序列，所述經(jīng)解碼的源符號(hào)uk
憑此通過采用ZlJ以及半符號(hào)Zi,2,L和Zi丄R (對(duì)于I的值在k的附近)的線性組合被確定，
其中Zk, 2,1.是ζια的第一半以及ziaj 是.]的第二半。所述處理單元可能被布置成通過使用具有系數(shù)的集合的匹配濾波器來確定經(jīng)解碼的源符號(hào)Ci的序列，所述系數(shù)的集合依據(jù)半符號(hào)包括序列0,.1,1]。根據(jù)實(shí)施例，
所述匹配濾波器依據(jù)半符號(hào)具有2N十4個(gè)系數(shù)，以序列[-.U1O]開始,后面是在
和[-K-1 ]之間交替的N對(duì)系數(shù)，直到等于[(-1 )、+.+' _.i )κ 1 ]的第N對(duì)，并以序列結(jié)束。應(yīng)當(dāng)指出，本發(fā)明涉及權(quán)利要求中列舉的特征的所有可能的組合。同樣地，第一方面的優(yōu)勢(shì)適用于第二方面、第三方面、第四方面和第五方面，并且反之亦然。


現(xiàn)在將參考附圖更詳細(xì)地描述本發(fā)明的以上和其它方面，所述附圖示出本發(fā)明的實(shí)施例。圖1圖 示了根據(jù)實(shí)施例的照明系統(tǒng)；
圖2圖示了根據(jù)實(shí)施例的光源；
圖3圖示了根據(jù)實(shí)施例的信息解碼器； 圖4a_4c圖示了根據(jù)實(shí)施例的移位寄存器編碼器； 圖5圖示了根據(jù)實(shí)施例的移位寄存器解碼器； 圖6a_e圖示了根據(jù)實(shí)施例的、針對(duì)源符號(hào)和信道符號(hào)的脈沖序列； 圖7a_7g圖示了根據(jù)實(shí)施例的信道符號(hào)的序列的頻譜表示； 圖8a_8b是根據(jù)實(shí)施例的流程圖。
具體實(shí)施方式
以下的實(shí)施例通過例子被提供，使得該公開將是徹底的和完全的，并且將充分地把本發(fā)明的范圍傳達(dá)給本領(lǐng)域的技術(shù)人員。相同的數(shù)字貫穿本文指代相同的單元。
圖1圖示了包括至少一個(gè)光源的照明系統(tǒng)1，所述光源由參考標(biāo)號(hào)2示意性地表示。所述至少一個(gè)光源2可能是照明器和/或是照明控制系統(tǒng)的一部分，因此所述照明系統(tǒng)I可能被表示為編碼照明系統(tǒng)。照明器可能包括至少一個(gè)光源2。術(shù)語“光源”指被用于出于照射房間內(nèi)的對(duì)象的目的而在房間內(nèi)提供光的設(shè)備。在該上下文中，房間典型地是公寓房間、辦公室房間、體育館大廳、公共場(chǎng)所里的房間或戶外環(huán)境的一部分(諸如街道的一部分)。每個(gè)光源2能夠發(fā)射編碼光，如由箭頭6示意性地圖示的。所發(fā)射的光因此包括經(jīng)調(diào)制的部分，所述經(jīng)調(diào)制的部分與包括信息序列的編碼光相關(guān)聯(lián)。所發(fā)射的光也可能包括未經(jīng)調(diào)制的部分，所述未經(jīng)調(diào)制的部分與照射貢獻(xiàn)相關(guān)聯(lián)。每個(gè)光源2可能與許多照明設(shè)置相關(guān)聯(lián)，尤其與所述光源的照射貢獻(xiàn)有關(guān)，所述照明設(shè)置諸如顏色、色溫和所發(fā)射的光的強(qiáng)度。通常，所述光源的照射貢獻(xiàn)可能被定義為由光源2發(fā)射的光的時(shí)間平均(time-averaged)輸出。光源2將參考圖2被進(jìn)一步描述。
如上面指出的，所述至少一個(gè)光源2經(jīng)由所述可見光6發(fā)射信息序列。在所述信息序列經(jīng)由所述可見光6被發(fā)射之前，它被映射成信道符號(hào)的序列來形成經(jīng)調(diào)制的信號(hào)。這種調(diào)制信號(hào)然后可能充當(dāng)控制信號(hào)來驅(qū)動(dòng)所述至少一個(gè)光源。所述控制信號(hào)可能由此確定脈沖序列(pulse train)，所述脈沖序列在發(fā)射光(在“開(ON)”狀態(tài))和不發(fā)射光(在“關(guān)(OFF)”狀態(tài))之間切換所述至少一個(gè)光源2。
所述照明系統(tǒng)I還包括被稱為信息解碼器4的裝置。所述信息解碼器4被布置成從由所述至少一個(gè)光源2發(fā)射的編碼光來解碼信息序列。所述信息解碼器4將參考圖3被進(jìn)一步描述。
所述照明系統(tǒng)I可能還包括其它設(shè)備10，所述其它設(shè)備10被布置成控制所述至少一個(gè)光源2和/或向所述至少一個(gè)光源2提供信息。
圖2依據(jù)許多功能塊示意性地圖示了光源2。所述光源2包括用于發(fā)射編碼光的發(fā)射器14。所述發(fā)射器14可能包括一個(gè)或多個(gè)LED，但是它也很可能包括一個(gè)或多個(gè)FL或HID源等等。通常，編碼方案可能利用多個(gè)光源。例如，3電平編碼方案可能具有兩個(gè)LED，所述兩個(gè)LED將映射(OFF, OFF)使用于電平“_A”、將(ON，OFF)使用于電平“O”、以及將(0Ν，0Ν)使用于電平“+A”。電平如何被確定在下面被公開。所述發(fā)射器由光驅(qū)動(dòng)器18控制。所述光驅(qū)動(dòng)器18可能包括處理單元16 (諸如中央處理單元(CPU))或是處理單元16的一部分。同樣地，所述光驅(qū)動(dòng)器18包括接收器20和發(fā)送器24。所述接收器20可能被布置成接收設(shè)置、控制信息、碼參數(shù)等。所述接收器20可能是被配置來接收編碼光的接收器。所述接收器20可能包括用于接收紅外光的紅外接口。替換地，所述接收器20可能是用于接收無線地傳送的信息的無線電接收器。再替換地，所述接收器20可能包括用于接收通過電線傳送的信息的連接器。所述電線可能是電力線電纜。所述電線可能是計(jì)算機(jī)電纜。與設(shè)置、控制信息、碼參數(shù)等有關(guān)的信息可以被存儲(chǔ)在存儲(chǔ)器22中。所述光驅(qū)動(dòng)器18可能經(jīng)由所述接收器20接收與要由所述光源2借助于編碼光傳送的信息序列有關(guān)的信息。通過例如利用所述處理單元16，所述光驅(qū)動(dòng)器18可以改變對(duì)所述編碼光的編碼，使得由所述發(fā)射器14發(fā)射的編碼光包括所述信息序列(的編碼的版本)。為了實(shí)現(xiàn)這樣的傳輸，所述光驅(qū)動(dòng)器18可能被布置成執(zhí)行許多功能性。例如，所述接收器20被布置成接收源符號(hào)Uk的序列U = [U1,…，Ub ,…UK],其代表信息源的信息序列。所述處理單元16被布置成根據(jù)源符號(hào)的序列確定信道符號(hào)Zk的序列e-私，....^....“j,其形成控制信號(hào)。所述發(fā)送器24被布置成向所述光源2提供所述控制信號(hào)并且由此驅(qū)動(dòng)所述光源2。這些功能性下面將 參考圖8a的流程圖被更詳細(xì)地描述。替換地，所述光源2不包括光驅(qū)動(dòng)器。所述光驅(qū)動(dòng)器18然后可能是所述照明系統(tǒng)I的一部分。所述信息解碼器4可能被布置成檢測(cè)和接收光(諸如所述編碼光)，所述光包括由所述至少一個(gè)光源2發(fā)射的信息序列以及由在所述照明系統(tǒng)I的外面的光源(未示出)發(fā)射的光。所述接收器4被布置成根據(jù)所檢測(cè)和接收的光來確定由所述至少一個(gè)光源2傳送的信息序列。針對(duì)根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例的信息解碼器4的功能方塊圖在圖3中被給出。所述信息解碼器4包括接收器34，其被布置成從光檢測(cè)器32接收信號(hào)，所述信號(hào)指示信道符號(hào): = 序列Z++++++{Ζι.....zk,..../.κ] ο所述信息解碼器4還包括處理單元26,其被布置成根據(jù)所述信號(hào)確定經(jīng)解碼的源符號(hào)Cik的序列 ; [ , ilk, κ|,所述序列形成經(jīng)解碼的信息序列。為了實(shí)現(xiàn)該確定，所述信息解碼器4可能被布置成執(zhí)行許多功能性。這些功能性在下面將參考圖8b的流程圖被描述。所述信息解碼器4可能還包括存儲(chǔ)器28和發(fā)送器30。所述存儲(chǔ)器28可以存儲(chǔ)與估計(jì)信息序列的功能性有關(guān)的指令。所述發(fā)送器30可以被利用來將信息傳遞給所述照明系統(tǒng)I中的至少一個(gè)光源2。如上面指出的，在所述信息序列經(jīng)由所述可見光6被發(fā)射前，其被映射成信道符號(hào)的序列來形成經(jīng)調(diào)制的信號(hào)。所述映射牽涉到確定調(diào)制方案，信道符號(hào)的序列將用所述調(diào)制方案被調(diào)制。曼切斯特碼(或雙相(b1-phase)碼)通常被用作調(diào)制所述編碼光的手段。在曼切斯特編碼中，每個(gè)輸入比特(也被稱作用戶比特)被映射成一對(duì)信道符號(hào)，其中在每對(duì)中的所述信道符號(hào)具有不同的正負(fù)號(hào)(sign)。具體地，“I”被映射成對(duì)丨+1,-1丨,而“O”被映射成對(duì)丨-1,+ U (或反之亦然)。明顯地，所述曼切斯特碼是無直流(DC-free)的，因?yàn)槠骄鶄魉头仁橇?。圖7a在參考標(biāo)號(hào)52處圖示了針對(duì)使用曼切斯特碼的、具有每秒500用戶比特的通信速度的例子的被傳送波形的頻率表示(以功率譜密度PSD為單位)。然而，由于PSD的相對(duì)慢的衰減，可見的閃爍可能被引入所發(fā)射的光中。這個(gè)問題可以通過如下面公開的方法、設(shè)備和系統(tǒng)概念來克服，其提供從源符號(hào)U到信道符號(hào)z的映射，從而導(dǎo)致在信道符號(hào)的序列z的頻率零處的PSD等于零并且其中PSD具有比曼切斯特碼更快的衰減?？刂菩盘?hào)(即，基于所述光驅(qū)動(dòng)器18所生成的信道符號(hào)的序列并被使用來驅(qū)動(dòng)所述至少一個(gè)光源2的信號(hào))由此使得沒有可見的閃爍能存在于由所述至少一個(gè)光源2發(fā)射的編碼光中。用于提供這樣的映射以及解碼已經(jīng)用這樣的映射被調(diào)制的信息序列的手段將在下面被公開。簡言之，提供了映射的集合，其可能被視為對(duì)將比特轉(zhuǎn)換為波形的曼切斯特調(diào)制編碼規(guī)則的修改。所提出的映射對(duì)于嵌入在光中的信息的傳輸是尤其有用的。良好的低頻特性確保沒有可見的閃爍，以及確保對(duì)低頻干擾的低敏感性。特別地，所提出的映射使得曼切斯特碼的“無直流(DC-free)”特性能被改進(jìn)，因此導(dǎo)致所發(fā)射的編碼光的更少的可見的閃爍(或甚至根本沒有可見的閃爍)，同時(shí)改進(jìn)了對(duì)由于PSD的快速衰減而在針對(duì)給定的(低的)比特率的信息解碼器上產(chǎn)生的50Hz和IOOHz干擾的抑制。用于可見光通信的調(diào)制系統(tǒng)的這些不同的方面將在下面被考慮。 根據(jù)第一個(gè)提出的映射，來自用戶比特U的串的每個(gè)用戶比特Uk ( llk € H <+ !丨)被
映射成兩個(gè)信道符號(hào)+ ,])的組，其中e !-1.CM I j,其中Z1J取決于當(dāng)前組的Uk和下一組的H U因此，針對(duì)Zl1的映射被定義為Zl1: Uk以及針對(duì)Zt2的映射被定義為Uk 2 = - (Ui+u-k, I )/2^0信道符號(hào)Z的序列然后由所述兩個(gè)信道符號(hào)(Zk,h 的對(duì)形成。使用第一個(gè)提出的映射的編碼相對(duì)于曼切斯特編碼的一個(gè)優(yōu)勢(shì)是所述功率譜(諸如功率譜密度)，其與所述信道序列的自相關(guān)函數(shù)的傅里葉變換相對(duì)應(yīng)。對(duì)于具有在平均水平Atl周圍的幅度A的幅度調(diào)制，所述信道符號(hào)序列z以幅度k0+k.z被傳送。針對(duì)曼切斯特編碼的功率譜然后等于pfT+S其中T是用戶比特時(shí)間。對(duì)于第一個(gè)提出的映射，
所述功率譜是f T sirl-fT/2j因此，第一個(gè)提出的映射的頻譜比曼切斯特編碼的頻譜在2/T的整數(shù)倍的頻率周圍被更強(qiáng)地抑制。特別地，對(duì)于頻率接近于零，所述曼切斯特功率譜是O (f2)，而針對(duì)第一個(gè)提出的映射的功率譜是O (f4)。換言之，對(duì)于f接近零，曼切斯特編碼的頻譜按f2衰減，而對(duì)于f接近零，使用第一個(gè)提出的映射的頻譜編碼按f4衰減。在圖7b的參考標(biāo)號(hào)54處的、針對(duì)第一個(gè)提出的映射的PSD各自地與在參考標(biāo)號(hào)56處的、針對(duì)相等的用戶比特率的曼切斯特(雙相(b1-phase))映射進(jìn)行比較。如該圖中能夠被看見的，第一個(gè)提出的映射比所述曼切斯特(雙相(b1-phase))映射在DC (零頻率)周圍具有顯著地更寬的間隙(gap)。如果在DC周圍的頻譜“洞”不得不被加寬，第一個(gè)提出的映射可能被擴(kuò)展成所提出的映射的第二個(gè)類別。根據(jù)使用第二個(gè)提出的映射的調(diào)制，一個(gè)源比特Uk e M+1}
被映射成包含N+1個(gè)符號(hào)的詞[ZkV... λ...'/-uS, ,其中前面的N個(gè)符號(hào)由Zk.P ; {-1)"Uk (對(duì)于J= 1.…，N)定義，以及其中由映射.Zm1)/2定義。
第二個(gè)提出的映射的效果是信號(hào)帶在頻率上向上移，因此釋放出低頻率。第二個(gè)提出的映射可以被視為一種矩形載波(square carrier )的相位調(diào)制,其中合并的符號(hào)用于“平滑”過渡以便保持所需的帶寬小。圖7c在參考標(biāo)號(hào)58處示出針對(duì)對(duì)于N=2的第二個(gè)提出的映射的PSD，其與在參考標(biāo)號(hào)60處的曼切斯特脈沖以及在參考標(biāo)號(hào)62處的被定義為Ι+Ι.-Ι,-Ι, +1|的映射進(jìn)行比較，所有的這些都針對(duì)每秒500比特的相同用戶比特率。圖7d在參考標(biāo)號(hào)64處示出針對(duì)對(duì)于N=4的第二個(gè)提出的映射的PSD，所有的這些都針對(duì)每秒500比特的相同用戶比特率并且再次與在參考標(biāo)號(hào)66處的曼切斯特脈沖以及在參考標(biāo)號(hào)68處的被定義為|十+If的映射進(jìn)行比較。

然而，甚至比由第一個(gè)和第二個(gè)提出的映射所實(shí)現(xiàn)的抑制更強(qiáng)的抑制在某些應(yīng)用中可能被需要。第一個(gè)和第二個(gè)提出的映射可能被進(jìn)一步擴(kuò)展到第三個(gè)提出的映射的類別。第三個(gè)提出的映射的類別由整數(shù)L標(biāo)記，并且牽涉到將源符號(hào)Uk映射成3L-值的(3L-Valued)信道符號(hào)zk。作為結(jié)果的傳送信號(hào)(當(dāng)使用幅度調(diào)制時(shí))在低頻率處具有少的功率并且按(fT) 4L衰減，其中f是頻率以及T是比特時(shí)間。對(duì)應(yīng)的匹配濾波器門限接收器對(duì)低頻干擾具有類似的拒絕。對(duì)于L=l，第一個(gè)提出的映射被恢復(fù)。L=2的方案給出了在實(shí)用性和想要的低頻特性之間很好的平衡。特別地，根據(jù)第三個(gè)提出的映射的類別，每個(gè)信道符號(hào)Zk是對(duì)Zk,2),其中Zli = Uk并且其中中間符號(hào)Zt2將被選擇為
權(quán)利要求
1.一種用于基于控制信號(hào)驅(qū)動(dòng)被布置成發(fā)射編碼光的至少一個(gè)光源(2)的光驅(qū)動(dòng)器(18)，所述光驅(qū)動(dòng)器包括: 接收器(20)，其被布置成接收源符號(hào) Uk的序列Ii 二 [Ub…，Ufc, UfJ,該序列代表信息源的信息序列； 處理單元(16)，其被布置成根據(jù)源符號(hào)的所述序列來確定信道符號(hào)Zk的序列/ IZ h..., _/.k...../kl-該序列形成所述控制信號(hào)； 發(fā)送器(24)，其被布置成向所述至少一個(gè)光源提供所述控制信號(hào)，由此驅(qū)動(dòng)所述至少一個(gè)光源； 其中所述處理單元被布置成通過將在時(shí)間k上的每個(gè)源符號(hào)Ufc映射成復(fù)合信道符號(hào)Z5l = (Zy, Zu丨來確定信道符號(hào)z的序列，所述復(fù)合信道符號(hào)包括至少一個(gè)第一信道符號(hào)Zkj.和具有從集合M選擇的值的至少一個(gè)第二信道符號(hào)ZkJ ,所述第一信道符號(hào)中的一個(gè)與Uk是相同的，其中ZkJ的值是根據(jù)加權(quán)函數(shù)確定的，所述加權(quán)函數(shù)具有源符號(hào)Uk和至少一個(gè)未來的和/或過去的源符號(hào)Ui作為輸入?yún)?shù)，其中i Φ k，所述加權(quán)函數(shù)包括至少兩個(gè)非零加權(quán)因子，所述映射導(dǎo)致在信道符號(hào)的所述序列z的頻率零處的功率譜密度等于零，以及其中 所述控制信號(hào)由此使沒有可見的閃爍能存在于由所述至少一個(gè)光源發(fā)射的編碼光中。
2.根據(jù)權(quán)利要求1的 所述光驅(qū)動(dòng)器，其中在集合M中的元素的數(shù)量是奇數(shù)。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2的所述光驅(qū)動(dòng)器，其中所述集合M是關(guān)于零對(duì)稱的。
4.根據(jù)權(quán)利要求1到3中的任一項(xiàng)的所述光驅(qū)動(dòng)器，其中所述零元素被包括在所述集合M中。
5.根據(jù)權(quán)利要求1到4中的任一項(xiàng)的所述光驅(qū)動(dòng)器，其中Zk,2是L項(xiàng)對(duì)于1=I，…L的Uki ; ^ l的有正負(fù)之分的加權(quán)平均，導(dǎo)致信道符號(hào)的所述序列z的功率譜密度按ξΠψ1 >衰減，其中f表示以Hz為單位的頻率，以及其中T表示用于傳輸U(kuò)k的、以秒為單位的時(shí)間。
6.根據(jù)權(quán)利要求5的所述光驅(qū)動(dòng)器，其中針對(duì)所述L項(xiàng)的加權(quán)因子a1..,,I被確定使得
7.根據(jù)權(quán)利要求6的所述光驅(qū)動(dòng)器，其中所述加權(quán)因子au被進(jìn)一步被確定使得.5
8.根據(jù)權(quán)利要求1到7中的任一項(xiàng)的所述光驅(qū)動(dòng)器，其中％2-…〖辦+叫;0/2。
9.根據(jù)權(quán)利要求1到8中的任一項(xiàng)的所述光驅(qū)動(dòng)器，其中Zkj是第一信道符號(hào)的序列
10.一種照明器，包括至少一個(gè)光源(2)、調(diào)制裝置和根據(jù)權(quán)利要求1-9中的任一項(xiàng)的光驅(qū)動(dòng)器(18 )，所述調(diào)制裝置被布置成根據(jù)由所述光驅(qū)動(dòng)器提供的控制信號(hào)來調(diào)制將被所述至少一個(gè)光源發(fā)射的編碼光。
11.一種用于基于控制信號(hào)驅(qū)動(dòng)被布置成發(fā)射編碼光的至少一個(gè)光源(2)的方法,所述方法包括: 接收(80)源符號(hào)Uk的序列
12.一種用于從接收自光檢測(cè)器(32)的信號(hào)解碼信息序列的信息解碼器(4)，所述信號(hào)指示從至少一個(gè)光源(2)發(fā)射的編碼光，所述光源(2)由根據(jù)權(quán)利要求1到9中的任一項(xiàng)的光驅(qū)動(dòng)器(18)驅(qū)動(dòng)，所述信息解碼器包括: 接收器(34)，其被布置成從光檢測(cè)器32接收信號(hào)，所述信號(hào)指示信道符號(hào)
13.根據(jù)權(quán)利要求12的所述信息解碼器，其中所述處理單元包括硬判決解碼器，并且其中所述硬判決解碼器被布置成按所述差的正負(fù)號(hào)來確定經(jīng)解碼的源符號(hào)〔丨的序列。
14.根據(jù)權(quán)利要求12或13的所述信息解碼器，其中} 根據(jù):
15.根據(jù)取決于權(quán)利要求6時(shí)的權(quán)利要求12或13的所述信息解碼器，其中Uk根據(jù)
16.一種用于從接收自光檢測(cè)器(32)的信號(hào)解碼信息序列的信息解碼器(4)，所述信號(hào)指示從至少一個(gè)光源(2)發(fā)射的編碼光，所述光源(2)由根據(jù)權(quán)利要求1到9中的任一項(xiàng)的光驅(qū)動(dòng)器(18)驅(qū)動(dòng)，所述信息解碼器包括: 接收器(34)，其被布置成從所述光檢測(cè)器接收所述信號(hào)，所述信號(hào)指示信道符號(hào)
17.根據(jù)權(quán)利要求16的所述信息解碼器，其中所述處理單元被布置成通過使用匹配濾波器確定經(jīng)解碼的源符號(hào)ft的序列，所述匹配濾波器具有系數(shù)的集合，所述系數(shù)的集合依據(jù)所述半符號(hào)包括序列[-1，0,1,1 ]。
18.根據(jù)權(quán)利要求16或17的所述信息解碼器，其中所述匹配濾波器依據(jù)所述半符號(hào)具有2Ν+4個(gè)系數(shù)，以序列[-1,0]開始，后面是在[1,1]和之間交替的N對(duì)系數(shù)，直到等于[1-1 (-1 d的第N對(duì)，以及以序列[O, (-1)N]結(jié)束。
全文摘要
編碼光已經(jīng)被提出來使能光源的高級(jí)控制以及使用光源傳送信息。驅(qū)動(dòng)所述光源的信道符號(hào)的序列根據(jù)源符號(hào)的序列被確定使得沒有可見的閃爍能存在于由所述光源發(fā)射的編碼光中。每個(gè)源符號(hào)被映射成復(fù)合信道符號(hào)，所述復(fù)合信道符號(hào)包括至少一個(gè)第一信道符號(hào)和至少一個(gè)第二信道符號(hào)，所述第一信道符號(hào)可能與當(dāng)前的源符號(hào)是相同的，所述第二信道符號(hào)可能是當(dāng)前的源符號(hào)和至少一個(gè)未來的和/或過去的源符號(hào)的函數(shù)。
文檔編號(hào)H05B37/02GK103155713SQ201180050687
公開日2013年6月12日 申請(qǐng)日期2011年10月19日 優(yōu)先權(quán)日2010年10月20日
發(fā)明者C.P.M.J.巴格根, H.T.G.彭寧德維里伊斯, R.里伊特曼 申請(qǐng)人:皇家飛利浦電子股份有限公司