减轻编码光中的符号间干扰制造技术

一种控制从编码器供应给调制器的输入信号的方法，其中输入信号引起对流过光源的电流的调制，以便将数据嵌入到由光源发出的光中。该方法包括：对于编码方案所允许的从相邻前一个符号到当前符号的多个可能的逻辑转换中的每一个，确定当前符号的电流水平的相应观测值；对于多个逻辑转换中的每一个，确定相应观测值与电流水平的标称值集合中对应的一个值之间的关联误差；以及基于多个逻辑转换中的每一个的相应误差，向对应输入应用相应的补偿，以便使所得到的电流水平更接近对应的标称值。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】减轻编码光中的符号间干扰
本公开涉及编码光，并且具体涉及编码光中的符号间干扰的问题。
技术介绍
编码光指的是将数据调制到由光源（例如基于LED的光源）发出的光中的技术。以这种方式，可以说数据被嵌入到来自光源的光中。例如，数据可以被调制到由灯具（例如基于LED的灯具）发出的光照中。因此，除了提供光照以照亮环境（为了该目的，光源可能已经存在于环境中）外，光源还充当能够向编码光的合适的接收器发射数据的发射器。调制通常以足够高的频率执行，使得尽管光照在可见光谱，但调制对于人的视力是难以察觉的。即，因此用户仅察觉总体的光照，而不会察觉数据被调制到该光照中的效果。借助于诸如振幅键控或频移键控的技术，数据被调制到光中，由此经调制的属性（例如振幅或频率）被用于表示信道符号。调制通常涉及将数据比特（有时称为用户比特）映射到这种信道符号上的编码方案。一个实例是常规的曼彻斯特码，它是二进制码，由此，值为0的用户比特映射到低-高脉冲形式的信道符号，并且值为1的用户比特映射到高-低脉冲形式的信道符号。另一个实例是最近开发的三元曼彻斯特码。存在很多用于在接收侧对编码光进行检测和解码的已知技术。例如，可以使用日常“滚动快门（rollingshutter）”式相机来检测编码光，正如通常集成在移动设备（如移动电话或平板电脑）中的一样。在滚动快门相机中，相机的图像捕获元件被分成多个线（典型的是水平线，即行），所述多个线逐线按序曝光。也就是说，为了捕获给定的帧，首先将一个线曝光于目标环境中的光，然后在稍后的时间将序列中的下一个线曝光，依此类推。典型地，该序列在整个帧上按顺序“滚动”，例如从上到下按行滚动，因此得名“滚动快门”。当用于捕获编码光时，这意味着帧内的不同线在不同时间捕获光，并且因此如果相对于调制频率而言线率（linerate）足够高，则帧内的不同线在调制波形的不同相位捕获光。因此可以检测光中的调制。还可以通过使用全局快门相机（如果相对于调制频率而言帧率足够高）、或通过使用具有合适的采样率的专用的光电管来检测编码光。支持编码光信号的发射的灯具可以实现很多感兴趣的应用。例如，嵌入在由光源发出的光照中的数据可以包括该光源的识别符。然后该识别符可以被远程控制单元检测到并用于识别该光源，以便经由反向信道（例如RF反向信道）远程地控制该光源。例如，远程控制单元可以采用运行着远程控制应用（或“app”）的智能手机或平板电脑的形式，在这种情况下光传感器可以是设备的内置相机。app使用相机检测识别符，并然后用此识别符经由RF接入技术（例如Wi-Fi、ZigBee或蓝牙）来寻址光源。在另一个实例中，识别符可以用于导航，或者提供其他基于位置的信息或功能。这通过提供光源的识别符与光源的已知位置和/或与位置相关的其他信息之间的映射来实现。在这种情况下，（例如通过内置相机）接收光的诸如移动电话或平板电脑的设备可以检测嵌入的识别符并用它（例如在通过诸如因特网的网络接入的位置数据库中）查找映射到识别符的对应的位置和/或其他信息。查找设备的位置的目的可以是帮助设备的用户导航，例如在整个大的建筑物如或诸如医院的建筑群中找到他或她的路；和/或确定设备是否被授权接入一些基于位置的服务，例如控制特定房间中的照明的能力。或者在将其他信息映射到识别符的情况下，这可以用于查找与光源部署位置有关的信息，例如查找关于博物馆的某个房间或区域的博物馆展览的信息。在更进一步的应用中，除了仅识别符之外的其他信息可以直接编码到光中（而不是基于嵌入光中的ID进行查找）。因此编码光可以用作广播所考虑的应用可能期望的任意数据内容的基于无线电的手段的替代（或补充）。因此编码光具有在各种不同场景中有利于各种不同目的的能力。然而，编码光的一个困难是它可能容易受到符号间干扰的影响。
技术实现思路
具体地，在此认识到，要使用编码光发送的信号不仅容易受到信道上或接收器中所经历的符号间干扰的影响，而且还容易受到发射器中所经历的符号间干扰的影响。在由编码器提供的输入信号中，符号可以由要被调制的LED电流的某些属性（或者更一般地，流过光源的电流）的指定不同离散水平（即该属性中的不同等级）的不同数字值来表示。例如，输入信号中的水平可以表示用于根据脉宽调制（PWM）的原理调制LED电流的不同占空比。考虑例如三元曼彻斯特编码方案，其具有五个可能的符号{-1，-1/2，0，+1/2，+1}以及这些符号之间的有限数量的可能转换（有一些转换是不允许的）。为了表示这五个符号，编码器提供信号，其中不同的数字的数值水平指示五个不同的相应PWM占空比，例如0.70、0.75、0.80、0.85、0.90。这些在名义上对应于光源的最大光强度的70％、75％、80％、85％和90％。然而，由于在发射侧（而不是信道或接收器）处引起的符号间干扰的效应，由编码器指定的占空比实际上不会精确地产生这些强度。此外，集合中的所有符号之间的差异量并不均匀。为了适应这种效应，可以例如通过将来自编码器的输入信号中的值乘以某个校正因子、或者添加校正偏移（其中校正程度根据正在校正的符号值而不同）来补偿差异。然而，在此认识到，即使这种补偿本身也会遇到问题。具体地，由于调制器电路中将不可避免地存在固有的“记忆效应”，因为任何电路通常将包括一些显式或寄生电容和/或电感）。这意味着存储在电容和/或电感中的能量的量将取决于最近符号的水平。即，由于驱动光源表示某个符号的电流与流入或流出电容或电感的电流有关，因此在发射某个较高值的符号之后，这将使电路具有与在发射某个较低值的符号之后稍微不同的量的存储能量。这转而影响在后续符号的传输期间通过光源从电容或电感释放的能量的量。因此，先前的符号会影响需要应用于当前符号的补偿量。实际上，该效应取决于先前符号和其水平正被补偿的当前符号的特定组合-即它取决于从先前符号到当前符号的逻辑转换。因此，根据本文公开的一个方面，提供了一种控制从编码器供应给调制器的输入信号的方法，其中，通过根据编码方案将一系列符号调制到电流中，该一系列符号的每一个从离散的电流水平集合中选择，并且每个符号从输入信号的属性中的对应等级得到，输入信号引起流过光源的所述电流并且由此将数据嵌入到由光源发出的光中；所述方法包括：对于所述编码方案所允许的从所述符号中的相邻前一个符号到所述符号中的当前一个符号的多个可能的逻辑转换中的每一个，确定所述当前符号的电流水平的相应观测值；对于所述多个逻辑转换中的每一个，确定相应观测值与电流水平的标称值集合中对应的一个值之间的关联误差；以及基于多个逻辑转换中的每一个的相应误差，对输入信号中的对应等级应用相应的补偿，以便使所得到的电流水平更接近对应的标称值。优选地，所述多个可能的逻辑转换是根据所述编码方案所允许的所有可能的转换。在实施例中，所述方法可以包括：对于所述编码方案所允许的从所述符号中的前一个符号n-N到所述符号中的当前一个符号n的预定数量N个连续符号的子序列中的符号的多个可能组合中的每一个，确定当前符号n的电流水平的相应观测值；对于所述多个组合中的每一个，确定相应观测值与对应的标称值之间的关联误差；以及基于所述多个组合中的每一个的相应误差，对输入信号的对应等级应用相应的补偿，以便使对应的电流水平更接近对应的标称值。在实施例中本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种控制从编码器（6）向调制器（20）供应输入信号的方法，其中通过根据编码方案将一系列符号调制到电流中，该一系列符号的每一个从离散的电流水平集合中选择，并且每个符号从输入信号的属性中的对应等级得到，所述输入信号引起对流过光源（8）的所述电流的调制，以便将数据嵌入到由光源发出的光中；其中所述方法包括：对于所述编码方案所允许的从所述符号中的相邻前一个符号到所述符号中的当前一个符号的多个可能的逻辑转换中的每一个，确定当前符号的电流水平的相应观测值；对于所述多个逻辑转换中的每一个，确定相应观测值与电流水平的标称值集合中对应的一个值之间的关联误差；以及基于所述多个逻辑转换中的每一个的相应误差，对所述输入信号中的对应等级应用相应的补偿，以便使所得到的电流水平更接近对应的标称值。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2015.09.10 EP 15184610.21.一种控制从编码器（6）向调制器（20）供应输入信号的方法，其中通过根据编码方案将一系列符号调制到电流中，该一系列符号的每一个从离散的电流水平集合中选择，并且每个符号从输入信号的属性中的对应等级得到，所述输入信号引起对流过光源（8）的所述电流的调制，以便将数据嵌入到由光源发出的光中；其中所述方法包括：对于所述编码方案所允许的从所述符号中的相邻前一个符号到所述符号中的当前一个符号的多个可能的逻辑转换中的每一个，确定当前符号的电流水平的相应观测值；对于所述多个逻辑转换中的每一个，确定相应观测值与电流水平的标称值集合中对应的一个值之间的关联误差；以及基于所述多个逻辑转换中的每一个的相应误差，对所述输入信号中的对应等级应用相应的补偿，以便使所得到的电流水平更接近对应的标称值。2.根据权利要求1所述的方法，其中所述多个可能的逻辑转换是根据所述编码方案所允许的所有可能的转换。3.根据权利要求1或2所述的方法，其中所述方法包括：对于所述编码方案所允许的从所述符号中的前一个符号n-N到所述符号中的当前一个符号n的预定数量N个连续符号的子序列中的符号的多个可能组合中的每一个，确定当前符号n的电流水平的相应观测值；对于所述多个组合中的每一个，确定相应观测值与对应的标称值之间的关联误差；以及基于所述多个组合中的每一个的相应误差，对输入信号的对应等级应用相应的补偿，以便使对应的电流水平更接近对应的标称值。4.根据权利要求1所述的方法，其中所述多个组合是根据所述编码方案所允许的给定的逻辑转换的N个符号的所有可能的组合。5.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其中所述电流是平均电流，并且所述调制器（20）使用脉宽调制来控制所述平均电流，并且其中输入信号中的所述属性是所述脉宽调制的占空比，输入信号的等级指示所述占空比的不同值。6.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其中所述光源（8）是基于LED的光源。7.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其中：基于调制器（20）的仿真，通过使用仿真产生观测值来执行确定观测值和确定误差的步骤；并且在预补偿阶段执行应用补偿的步骤。8.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其中：通过使用测量电路（36）来测量所述工作期间的观测值，在编码器（6）、调制器（2）和光源（8）的工作期间动态地执行确定观测值、确定误差和应用补偿的步骤。9.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其中：所述应用补偿的步骤包括在布置在编码器（6）和调制器（20）之间的补偿模块（28）中设置乘法校正因子或加法校正偏移，所述补偿模块（28）被布置成在输入信号输入到调制器之前调整输入信号的等级。10.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其中：所述调制...

【专利技术属性】
技术研发人员：JJ布里曼，HJ克拉恩，
申请(专利权)人：飞利浦照明控股有限公司，
类型：发明
国别省市：荷兰,NL