使用用于编码光的空闲时段的信令制造技术

本发明专利技术涉及用于编码光系统的信息的编码和解码的信息编码器和解码器、信号以及方法。除其它之外，本发明专利技术的目的是提供一种用于在用于可见光通信的系统中传送和接收消息的方法，并且其中消息包括多个源符号，并且其中用于传送的方法包括：通过将消息的源符号映射到信道符号上而生成调制信号以用于调制光源的输出，其中消息被划分成连续信道符号的多个分组，并且其中在每一对相邻分组之间留出空闲时段，并且其中空闲时段的持续时间变化以用于向接收器信令信息，以及基于调制信号来调制光源的输出以便将消息传送至少预确定数目的次数。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及在用于可见光通信的系统中传送消息的方法，在用于可见光通信的系统中接收消息的方法，用于在用于可见光通信的系统中编码消息的信息编码器，用于在用于可见光通信的系统中解码消息的信息解码器，调制编码光信号，从通信网络可下载和/或存储在计算机可读和/或微处理器可执行介质上从而实现在用于可见光通信的系统中传送消息的方法的计算机程序产品，以及从通信网络可下载和/或存储在计算机可读和/或微处理器可执行介质上以用于实现在用于可见光通信的系统中接收消息的方法的计算机程序产品。
技术介绍
包括越来越多数目的具有高级渲染能力的单独可控光源、照明设备、照明器、照明布置等的集成照明设施的出现可以被视为变换用于专业和消费者市场二者的照明系统。这带来针对能够完全运用全部照明设施的渲染能力的直观控制的期望。已经提出若干方案以控制光源、照明设备、照明器、照明布置等。之前已经提出用于光源的选择和高级控制的光学自由空间通信，即可见光（VL）通信，并且其将被称为编码光（CL）。一般地，已经提出编码光以使得能够实现光源的高级控制。编码光是基于光源的光输出中的数据的嵌入，以及不可见的标识符。编码光因而可以被限定为可见光源的光输出中的数据和/或标识符的嵌入，其中所嵌入的数据和/或标识符优选地不影响光源的主要照明功能。由此，涉及数据和/或标识符的所发射光的任何调制应当基本上对于人类不可见。这允许诸如联网照明系统的调试、重新调试和交互式场景设置之类的应用。编码光可以使用在通信应用中，其中编码照明系统中的一个或多个光源配置为发射编码光并且由此向接收器传达信息。最近的注意力已经从使用专家设备来检测各种应用中的编码光而转移到使用更为普遍的智能电话，如例如在国际专利申请WO2013108167 A1中所公开的。
技术实现思路
所附实施例的专利技术人已经注意到，为了使得能够在日常生活中采用编码光，将必要的是限定用于传送编码光的格式，其使得诸如智能电话之类的丰富设备能够恰当地接收调制到光源上的信息，而且同时未来的证据在于其可以供更高级的相机和/或接收器（诸如感兴趣区相机）所使用。此处，感兴趣区（ROI）相机被称为允许针对其捕获图像素材的相机的完整视野内的感兴趣区的指定的相机，这典型地要求ROI的大小和位置的指定。根据专利技术人，用于编码光的现有数据格式遭受数个问题。第一问题特别地针对使用相机来检测编码光。当使用相机对光源成像时，典型地充当编码光传送器的光源可能仅覆盖所捕获的图像的相应帧的一部分行（参见例如图1）。事实上，典型地仅覆盖源的行包含记录编码光源的强度变化的像素。所有其余行（和像素）不包含涉及感兴趣的源的编码光信息。如果源为小，则我们有效地获取每一个相应帧中的编码光源的短临时中断视图并且因此现有技术仅允许非常短的消息。此外，许多当前的智能电话和平板不允许用户或用户软件控制智能电话和/或平板的曝光时间Texp和ISO设置。替代地，现有“自动化”内置控制算法通常引起长曝光时间，其在相机检测之后引起由光源顺序传送的数字符号之间的强符号间干扰（ISI）。最后，当前LED驱动器技术仅允许便宜、能量高效的解决方案，如果所传送的数字信号的带宽（符号率）非常有限的话（比方说在1和8kHz之间的符号率）。对于这样的低频率，闪烁和频闪观测仪效果可能变得严重，除非在用于抑制低频率的信号格式中采取特殊防范。仅仅具有无DC代码典型地不充分。为了解决这些顾虑，专利技术人已经设想到一种传送和接收编码光的方法，其缓解这些缺点中的一个或多个。在该过程期间所获得的见解之一在于，为了适应所强加的所有约束，用于当前智能电话的编码光通信信道的比特率将必须相当低。此外，大多数智能电话此时利用滚动快门相机。特别的见解在于，典型地由智能电话的相机所采用的“滚动快门”技术可能允许逐行地对光源的强度变化进行采样和记录。专利技术人所面临的问题之一在于，分组信息在这样的非常低比特率体系中的信令。本专利技术的目标是改善这一情况。依照本专利技术的第一方面，提供一种在用于可见光通信的系统中传送消息的方法，该消息包括多个源符号，该方法包括：通过将消息的源符号映射到信道符号上而生成调制信号以用于调制光源的输出，其中消息被划分成连续信道符号的多个分组，并且其中在每一对相邻分组之间留出空闲时段，并且其中空闲时段的持续时间变化以用于将信息信令到接收器，以及基于调制信号调制光源的输出以便将消息传送至少预确定数目的次数。显然，消息的概念此处以宽泛含义使用以指定有效载荷单元。可以可能的是使单个设备标识符和/或地址适合在有效载荷单元内，其可以例如用于标识光源。以此方式，有效载荷单元可能无限期地重复。在另一情况下，有效载荷单元可以是需要从源设备转移到沉降设备的有效载荷单元的较大集合的部分。在这样的情况下，每一个有效载荷单元可以重复数次，在此之后可以传送另一有效载荷单元。本专利技术利用到以下事实：存在于调制信号中的最小消息内空闲时段（IPIP）部分地通过必须能够恰当地接收编码信号的最慢相机的曝光时间来确定。如果IPIP选择成以便使得能够在干扰存在的情况下实现鲁棒检测，则可以做出空闲时段中的变化而没有另外的编码/解码结构上的不利影响。作为结果，本专利技术使得能够实现涉及消息整体、各个分组和/或所选分组的信息向接收器/信息解码器的信令。优选地，空闲时段的持续时间变化以用于信令涉及所传送的消息的信息。在实施例中，所有信道符号具有相等的持续时间，作为该特征的结果，分组大小的可预测性增大并且空闲时段中的变化可以更加微小。在实施例中，分组间空闲时段具有信道符号的持续时间的整数倍的持续时间。作为结果，分组间空闲时段持续时间的检测以及用于信道符号检测的样本点的选择得以简化。在实施例中，消息间空闲时段具有信道符号的持续时间的整数倍的持续时间。作为结果，消息间空闲时段持续时间的检测以及用于信道符号检测的样本点的选择得以简化。在实施例中，分组间空闲时段短于消息间空闲时段。这允许消息的每一个重复的开始之间的更好区分，并且因而促进用于信道符号检测的样本点的选择以及时钟同步。可替换地，消息间空闲时段可以选择成短于分组间空闲时段，然而，因为典型地存在比消息间空闲时段多的分组间空闲时段时，所以优选实施例是其中分组间空闲时段短于消息间空闲时段的实施例。在实施例中，编码器布置为借助于具有范围从(Texp,min, Texp,max)的曝光时间的滚动快门数字相机而考虑到编码光的检测，并且其中分组间空闲时段大于或等于最长曝光时间Texp,max的80%并且更优选地，分组间空闲时段大于或等于最长曝光时间Texp,max。底层关系在于，使用滚动快门相机对编码光源成像的过程引入符号间干扰（ISI）。仔细观察，调制信号到接收信号的转移函数类似于借助矩形框函数（其对应于曝光时间的FIT滤波动作）对调制信号的卷积，即在Texp秒之上的移动平均。作为结果，通过使用比最长曝光时间大的分组间空闲时段，ISI可以减少。在实施例中，以使得能够实现以下过程的时序将消息传送预确定数目的次数：当使用数字相机在多个帧之上从比相机在每一个帧中所暴露的更少数目的行而获得编码光信号的样本，并且消息具有比所述数目的行的持续时间长的持续时间时，消息的不同部分由相机在多个所述帧中的每一个中看到，并且整体消本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种在用于可见光通信的系统中传送消息的方法，消息包括多个源符号，方法包括：‑ 通过将消息的源符号映射到信道符号上而生成调制信号以用于调制光源的输出，其中消息被划分成连续信道符号的多个分组，并且其中在每一对相邻分组之间留出空闲时段，并且其中空闲时段的持续时间变化以用于向接收器信令信息，以及‑ 基于调制信号来调制光源的输出以便将消息传送至少预确定数目的次数。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2014.02.14 EP 14155278.61.一种在用于可见光通信的系统中传送消息的方法，消息包括多个源符号，方法包括：- 通过将消息的源符号映射到信道符号上而生成调制信号以用于调制光源的输出，其中消息被划分成连续信道符号的多个分组，并且其中在每一对相邻分组之间留出空闲时段，并且其中空闲时段的持续时间变化以用于向接收器信令信息，以及- 基于调制信号来调制光源的输出以便将消息传送至少预确定数目的次数。2.权利要求1所述的方法，其中所有信道符号具有相等持续时间。3.权利要求1或2所述的方法，其中空闲时段的特征在于以下中的至少一个- 消息间空闲时段具有信道符号的持续时间的整数倍的持续时间，- 分组间空闲时段具有信道符号的持续时间的整数倍的持续时间，以及- 分组间空闲时段短于消息间空闲时段。4.权利要求1-3中任一项所述的方法，其中传送方法尺寸设计成借助于具有在从(Texp,min, Texp,max)的范围中的曝光时间的滚动快门数字相机的检测，并且其中分组间空闲时段大于或等于最长曝光时间Texp,max的80%，并且更优选地，分组间空闲时段大于或等于最长曝光时间Texp,max。5.权利要求1-4中任一项所述的方法，其中以使得能够实现以下过程的时序将消息传送预确定数目的次数：当使用数字相机在多个帧之上从比相机在每一个帧中所暴露的更少数目的行而获取编码光信号的样本，并且消息具有比所述数目的行的持续时间长的持续时间时，消息的不同部分由相机在多个所述帧中的每一个中看到，并且整个消息能够在消息的预确定数目的传送期间看到。6.权利要求1-5中任一项所述的方法，其中所映射的消息持续时间不受空闲时段信令所影响。7.权利要求6所述的方法，其中空闲时段信令包括缩短消息内的一个或多个分组间空闲时段以及扩展消息间空闲时段以便保持消息持续时间。8.权利要求1-7中任一项所述的方法，其中空闲时段的持续时间用于信令存在于消息中的信息类型，并且更优选地，类似是来自以下中的至少一个：头文件、有效载荷、错误检测和错误校正。9.权利要求1-8中任一项所述的方法，其中空闲时段的持续时间用于信令特定类型信息的位置，并且更优选地，其中消息间空闲时段的持续时间用于信令来自消息的开始和结束中的至少一个。10.权利要求1-9中任一项所述的方法，其中空闲时段持续时间的至少一个最低有效位用于信令信息，并且更优选地，空闲时段持续时间的至少一个最低有效位用于信令涉及消息的信息。11.一种调制编码光信号，调制编码光信号承载包括多个源符号的消息，编码光信号的调制源自基于调制信号对光源的输出的调制以便将消息传送至少预确定数目的次数，- 调制信号源自消息的源符号到信道符号上的映射以用于调制光源的输出，其中消息被划分成连续信道符号的多个分组，并且其中在每一对相邻分组之间留出空闲时段，并且其中空闲时段的持续时间变化以用于向接收器信令信息。12.一种在用于可见光通信的系统中接收消息的方法，消息包括多个源符号，方法包括：- 在传感器处接收光，传感器暴露于通过可见光通信设备的光源调制的光，- 对包括在所接收的光中的数据解调制，解调制包括：- 检测所...

【专利技术属性】
技术研发人员：CPMJ巴格根，RJ戴维斯，R里伊特曼，PHJM范沃尔图伊森，
申请(专利权)人：飞利浦灯具控股公司，
类型：发明
国别省市：荷兰;NL