解码低速率可见光通信信号的方法及设备技术

本发明专利技术描述与检测低速率可见光通信VLC信号及恢复通过所述VLC信号传达的信息相关的方法及设备。各种方法及设备较适用于其中装置(例如，智能手机)包含使用滚动快门的相机的实施例。所述滚动快门便于所接收低速率时变VLC信号的不同时间快照的收集，其中帧的图像传感器中的不同像素行对应于不同时间快照。在一些实施例中，解调用于从可传达的多个可能替代频调之中恢复并识别在一帧中传达的单一频调，每一不同频调对应于信息位的不同集合。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】【专利说明】解码低速率可见光通信信号的方法及设备夺叉参考本专利申请案请求2013年3月14日申请且颁予本受让人的Jovicic等人的标题为‘‘Method and Apparatus of Decoding Low-Rate Visible Light Communicat1nSignals”的美国专利申请案第13/802，733号的优先权。
各种实施例是针对可见光通信，并且更具体地说，涉及使用包含相机的装置恢复及解码低速率VLC信号。
技术介绍
能够产生白光的发光二极管(LED)预计将来成为商业及住宅领域中的主要照明源。LED照明系统提供针对大范围应用传达可见光通信(VLC)信令的机会。在许多应用中，存在或预期将存在对于解码低速率可见光通信消息的需求。预想的使用情况包含(例如)室内定位、建筑物/网络存取的安全性、扩增显示器、、移动装置配对等。可建构特殊专用VLC接收器装置来检测并解码VLC信号。令人遗憾的是，使用特殊专用VLC接收器装置可能很昂贵，并且特殊VLC接收器装置可并未广泛分布在一般人群中。将有利的是开发新的方法及设备以使得通常可用的装置或稍微修改的通常可用的装置(例如，智能手机)可用于恢复低速率VLC通信消息及/或通过VLC信号传达的其它信息。
技术实现思路
各种实施例是针对与检测低速率可见光通信(VLC)信号及恢复通过VLC信号传达的信息相关的方法及设备。在一些实施例中，通过配备有相机的装置(例如，智能手机)执行所述VLC信号的检测。在至少一些此类实施例中，在相机充当VLC接收器的情况下，在接收器处不需要额外光电检测硬件。各种示范性方法及设备较适用于装置(例如，智能手机)包含使用滚动快门的相机的实施例。所述滚动快门便于所接收低速率时变VLC信号的不同时间快照的收集，其中帧的图像传感器中的不同像素行对应于不同时间快照。在一些实施例中，解调用于从可传达的多个可能替代频调(例如，频率)之中恢复并识别在帧中传达的单一频调(例如，频率)，每一不同频调对应于信息位的不同集合。在一些其它实施例中，适时地从光脉冲的位置解调信息位。在一些此类实施例中，脉冲位置调制(PPM)用于传递信息位。根据一些实施例的一种使用包含相机的装置从可见光通信(VLC)信号接收并恢复信息的示范性方法包含:将对应于图像传感器的第一区域的每一行像素值中的像素值求和来产生像素值总和的第一阵列，所述像素值总和中的至少一些表示从所述VLC光信号的不同部分恢复的能量，所述不同部分在不同时间并以不同强度输出；及对像素值总和的第一阵列执行第一解调操作来恢复通过VLC信号传达的信息。根据一些实施例的一种包含相机的示范性装置，其从可见光通信(VLC)信号接收并恢复信息，其包含:图像传感器；至少一个处理器，其耦合到所述图像传感器，所述处理器经配置以:将对应于图像传感器的第一区域的每一行像素值中的像素值求和来产生像素值总和的第一阵列，所述像素值总和中的至少一些表示从所述VLC光信号的不同部分恢复的能量，所述不同部分在不同时间并以不同强度输出；及对像素值总和的第一阵列执行第一解调操作来恢复通过VLC信号传达的信息。包含相机的所述示范性装置进一步包含耦合到所述至少一个处理器的存储器。尽管已经在以上
技术实现思路
中论述了各种实施例，但应了解，未必所有实施例均包含相同特征，且上文所描述的特征中的一些并非是必要的，但在一些实施例中可能是理想的。在以下详细描述中论述众多额外特征、实施例及各种实施例的益处。【附图说明】图1包含根据示范性实施例的支持VLC通信的示范性通信系统。图2A为根据示范性实施例的一种操作包含相机的装置来从可见光通信(VLC)信号接收并恢复信息的示范性方法的流程图的第一部分。图2B为根据示范性实施例的一种操作包含相机的装置来从可见光通信(VLC)信号接收并恢复信息的示范性方法的流程图的第二部分。图2C为根据示范性实施例的一种操作包含相机的装置来从可见光通信(VLC)信号接收并恢复信息的示范性方法的流程图的第三部分。图3为根据各种示范性实施例的包含相机的示范性装置的图式。图4A为说明模块的组合件的第一部分的图式，所述组合件可用于并且在一些实施例中用于图3中所说明的包含相机的示范性装置中。图4B为说明模块的组合件的第二部分的图式，所述组合件可用于并且在一些实施例中用于图3中所说明的包含相机的示范性装置中。图4C为说明模块的组合件的第三部分的图式，所述组合件可用于并且在一些实施例中用于图3中所说明的包含相机的示范性装置中。图5A为根据各种示范性实施例的一种使用包含相机的装置来从可见光通信(VLC)信号接收并恢复信息的示范性方法的流程图的第一部分。图5B为根据各种示范性实施例的一种使用包含相机的装置来从可见光通信(VLC)信号接收并恢复信息的示范性方法的流程图的第二部分。图6A为说明模块的组合件的第一部分的图式，所述组合件可用于并且在一些实施例中用于图3中所说明的包含相机的示范性装置中。图6B为说明模块的组合件的第二部分的图式，所述组合件可用于并且在一些实施例中用于图3中所说明的包含相机的示范性装置中。图7包含说明根据示范性实施例的示范性图像传感器、其中VLC信号在第一帧时间期间可见的图像传感器的所识别区域及对应产生的像素值总和阵列的图式。图8说明了说明根据示范性实施例的示范性图像传感器、其中VLC信号在第二帧时间期间可见的图像传感器的所识别区域及对应产生的像素值总和阵列的图式。图9包含说明根据示范性实施例的VLC信令帧结构、对应于每一帧的示范性信令及频调与位模式查找表的图式。图10包含说明根据示范性实施例的示范性VLC信令帧结构、对应于每一帧的示范性信令及频调与位模式查找表的图式。图11包含说明帧的视场中的各行像素值的经恢复总和的示范性绘图及指示通过VLC信号在所述帧中传达的所识别频调(频率)的绘图。【具体实施方式】图1包含根据示范性实施例的支持VLC通信的示范性通信系统100。示范性通信系统100包含了包含相机的多个装置(包含相机I 114(例如，智能手机I)的装置I 102、…、包含相机N 124(例如，智能手机N)的装置N 104)、多个VLC存取点(VLC存取点1106、…、VLC存取点N 108)及多个无线基站(无线基站1110、…、无线基站N 112)。在一些实施例中，VLC存取点为发光二极管(LED)存取点。在一些实施例中，VLC存取点中的至少一些用来照射房间的区域及使用VLC信号传达信息。示范性通信系统100进一步包含多个电力线通信(PLC)网关装置，例如PLC网关105。PLC网关装置105通过电力线链路107耦合到VLC存取点N 108。装置1102及装置N 104为可通过系统100移动的移动通信装置。在不同时间，移动通信装置(102、…、104)可在系统中的不同位置处并且可在不同集合的VLC存取点及无线基站的范围中。装置1102 (例如，智能手机)包含通过总线146耦合在一起的相机114、处理器116、存储器118、无线电接口 120及网络接口模块122，所述各种元件(114、116、118、120、122)可在所述总线上互换数据及信息。装置N 104(例如，智能手机)包含通过总线147耦合在一起的相机124、处本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种使用包含相机的装置来从可见光通信VLC信号接收并恢复信息的方法，所述方法包括：将对应于图像传感器的第一区域的每一行像素值中的像素值求和来产生像素值总和的第一阵列，所述像素值总和中的至少一些表示从所述VLC光信号的不同部分恢复的能量，所述不同部分在不同时间并以不同强度输出；及对像素值总和的所述第一阵列执行第一解调操作来恢复通过所述VLC信号传达的信息。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】...

【专利技术属性】
技术研发人员：艾雷克桑达·乔维西克，托马斯·约瑟夫·理查德森，伊万·克丽梅克，
申请(专利权)人：高通股份有限公司，
类型：发明
国别省市：美国;US