光通信传送和接收装置和方法及光通信系统和方法制造方法及图纸

本发明专利技术提供了一种光通信传送和接收装置和方法及光通信系统和方法。根据一实施例，一光通信系统包含一传送装置及一接收装置。此传送装置产生光的一或多个图样来决定至少一参考区域，并且通过此一或多个图样所决定的此至少一参考区域中发射光来传送信号。此接收装置采取比一感测图像中一像素总量较少量的测量来侦测光的此一或多个图样，并且根据一或多个侦测到的图样来决定至少一兴趣区域，然后使用此至少一兴趣区域中光的所有信号来处理光通信，并且采取比至少一追踪区域中一像素总量较少量的测量来追踪由此传送装置发射的光的此一或多个图样。

【技术实现步骤摘要】
光通信传送和接收装置和方法及光通信系统和方法
本专利技术是关于一种光通信传送和接收装置与方法及光通信系统与方法。
技术介绍
光通信是一种使用光来完成通信的无线通信技术，其中光可以是由一或多个光二极管(photodiode)、或一图像传感器来感测。例如，光可以是，但不限于，X-射线、紫外光(ultra-violetlight)、可见光(visiblelight)、或从109Hz至1019Hz的频率范围内的红外线(infrared)。无线电波(RF)的带宽是一种珍贵的资源。所以，光通信可以提供一种满足强劲需求的无线通信的替代技术。例如，从一或多个发光二极管(LED)发出的可见光在家庭和办公室中被广泛使用，因此它使得从一或多个LEDs发出的可见光足以适用于无处不在的数据传送器(datatransmitter)。相机已经普遍使用于手机、笔记本计算机、以及许多手持式电子设备。因此图像传感器不仅可作为一输入图像侦测器(incomingimagedetector)，也可以作为可见光通信(VisibleLightCommunication，VLC)系统中的接收器。图1是使用一LED阵列112和一图像传感器122如高速相机，的光通信系统的一范例示意图。如图1所示，在一传送器110的一编码器114可以执行物理层处理(physicallayerprocessing)，例如错误修正编码(error-correctionencoding)、调制(modulation)、正交频分复用调制(OFDM)等。在一接收器120的一译码器124可以执行编码器114的逆信号处理(inversesignalprocessing)。图2是使用一单一LED212和一图像传感器222如高速相机，的光通信系统的一范例示意图。一图像传感器可以由一阵列的感光单元(photosensite)组成。电荷耦合元件(ChargeCoupledDevice，CCD)和互补金属氧化物半导体(ComplementaryMetal-OxideSemiconductor，CMOS)是两种基本类型的数字传感器。一CCD传感器阵列的第一行感光单元被读入于一输出缓存器，再被输送至一放大器(amplifier)和一模拟-数字转换器(ADC)。在第一行被读出之后，它从读出的缓存器被倾倒出来，并且此阵列的下一行感光单元被读入于此缓存器。在CMOS传感器中的每一感光单元有至少三个的晶体管(transistor)。这些晶体管被允许在感光单元做感光处理，并且每一像素/感光单元可以分别被单独存取。在一些现有的光通信技术中，在此两种类型的任一种图像传感器中，只有一或少数几个共享的ADCs被用于感测图像中的所有像素。图3是一可见光通信技术的一范例示意图。在图3中，一感测图像(sensedimage)中非兴趣区域(non-interestedregion)的像素在一接收器320中的图像传感器也由共享ADC取样，然后被接收器320中的一接收器(Rx)-基频处理单元(basebandprocessinguint)326丢弃。换句话说，此技术从图像传感器322采取拍摄的所有像素，并且使用一亮度变化侦测(luminancechangedetection)来侦测兴趣区域(RegionOfInterest，ROI)。采取图像中所有像素可能会限制最高可达每秒几百张画面的画面速率(framerate)。然而，通常用于无线通信的数据速率(datarate)要求是每秒10M至1G位。图4是一可见光通信技术的另一范例示意图。在图4的可见光通信系统中，一传送器400有一调制电路(modulationcircuit)410以及一光发射驱动电路(light-emittingdrivecircuit)420。调制电路410产生不同的调制信号412。光发射驱动电路420根据从调制电路410输出的调制信号412并作为一驱动信号421，来驱动一发光元件422。当驱动信号421保持在一高电平时，光发射驱动电路420使得发光元件422发出与信号402迭加的可见光440。当驱动信号421保持在一低电平时，光发射驱动电路420使得发光元件422不发光。光通信对于全球无线频谱短缺仍然是一个潜在的解决方案。可见光通信技术的各种解决方案已被提出。通常，光发射元件如LED，和图像传感器如相机，都是可见光通信解决方案的现存元件。然而，LED的频率响应具有低的带宽，并且图像传感器因为共享ADC而具有低的画面速率。因此，对于可见光通信的高数据传输率(highdatatransmissionrate)的解决方案仍然存在很多的挑战。
技术实现思路
本专利技术实施例提供一种光通信传送和接收装置与方法及光通信系统与方法。本专利技术的一实施例是关于一种光通信的传送装置，此传送装置可包含一图样产生单元，被配置为产生一或多个图样，来决定至少一或多个参考区域；一光通信(LC)控制单元，连接到一传送器-基频处理单元，并且此LC控制单元从此传送器-基频处理单元或从此图样产生单元来选择其输入；以及一发光元件，从此一或多个图样或此一或多个图样决定的此一或多个参考区域中发射光。本专利技术的另一实施例是关于一种光通信的传送方法，此传送方法可包含：经由使用一发光元件，在至少一周期的期间，传送一或多个图样来决定一或多个参考区域；以及使用此发光元件，通过从此一或多个图样决定的一或多个参考区域中发射光来传送数据。本专利技术的又一实施例是关于一种光通信的接收装置，此接收装置可包含一兴趣区域(ROI)决定单元、一图像感测元件(imagesensingelement)、以及一图像处理单元。此ROI决定单元被配置为侦测一感测图像中的光的一或多个图样，并且根据至少一侦测到的图样(detectedpattern)来决定此至少一ROI。此图像感测元件被配置为产生此感测图像，并且根据此ROI决定单元产生的一输出来感测光。此图像处理单元在此至少一ROI中，根据此图像感测元件的输出来进行图像处理。本专利技术的又一实施例是关于一种光通信的接收方法，此接收方法可包含：在一获取模式(acquisitionmode)下，采用比一图像感测元件的一感测图像的一像素总量较少量的一第一多个测量，来侦测被接收的一或多个图样，并且根据一或多个侦测到的图样来决定至少一ROI；以及在一数据接收模式(datareceivingmode)下，使用此至少一ROI中光的所有像素数据来处理光通信。本专利技术的又一实施例是关于一种光通信系统。此光通信系统包含一传送装置以及一接收装置。此传送装置被配置为产生一或多个图样来决定至少一参考区域，并且通过从此一或多个图样决定的一或多个参考区域中发射光来传送数据。此接收装置被配置为侦测此一或多个图样，并且根据一或多个侦测到的一或多个图样来决定至少一ROI，然后使用此至少一ROI中的光的所有信号来处理光通信。本专利技术的又一实施例是关于一种光通信方法。此方法可包含：在一传送装置中，产生光的一或多个图样来决定至少一参考区域，并且通过从此一或多个图样决定的一或多个参考区域中发射光来传送数据；以及一接收装置中，采用比一感测图像的一像素总量较少量的一第一多个测量，来侦测光的此一或多个图样，并且根据一或多个侦测到的图样来决定至少一ROI，本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种光通信的传送装置，包含：一图样产生单元，被配置为产生一或多个图样，来决定至少一或多个参考区域；一光通信LC控制单元，连接到一传送器?基频处理单元，并且该LC控制单元从该传送器?基频处理单元或从该图样产生单元来选择其输入；以及一发光元件，从该一或多个图样或该一或多个图样决定的该一或多个参考区域中发射光。

【技术特征摘要】
2012.03.20 US 61/613,477;2012.11.07 US 13/671,0851.一种光通信的传送装置，包含：一图样产生单元，被配置为产生多个图样，来决定至少一或多个参考区域，其中所述多个图样形成一随时间变化的序列；一光通信LC控制单元，连接到一传送器-基频处理单元，并且该LC控制单元从该传送器-基频处理单元或从该图样产生单元来选择其输入；以及一发光元件，从所述多个图样或所述多个图样决定的该一或多个参考区域中发射的所有光来传送数据。2.根据权利要求1所述的装置，其中由所述多个图样决定的该一或多个参考区域识别该传送装置的一或多个位置。3.根据权利要求1所述的装置，其中由所述多个图样决定的该一或多个参考区域是用来传送光通信的多个信号。4.根据权利要求1所述的装置，其中当该传送装置是在一数据传送期间时，该LC控制单元从执行无线通信的多个基频运作的该传送器-基频处理单元来选择其输入。5.根据权利要求1所述的装置，其中当该传送装置是在一参考区域指示期间时，该LC控制单元从该图样产生单元选择其输入。6.根据权利要求1所述的装置，该装置还包括一驱动单元来驱动该发光元件发射光。7.一种光通信的传送方法，该方法包含：经由使用一发光元件，在至少一周期的期间，传送多个图样来决定一或多个参考区域，其中所述多个图样形成一随时间变化的序列；以及使用该发光元件，通过从所述多个图样决定的该一或多个参考区域中发射的所有光来传送数据。8.根据权利要求7所述的方法，该方法还包括：使用一光通信控制单元，来选择所述多个图样作为其输入，或从执行无线通信的多个基频运作的一传送器-基频处理单元选择其输入。9.根据权利要求7所述的方法，其中该一或多个参考区域中的该光是经由多种调制方式的其中之一的接通-关断键控调制方式，被一LED阵列所发射。10.根据权利要求7所述的方法，其中所述多个图样是经由定期地接通与关闭一单一LED来形成。11.一种光通信的接收装置，包含：一兴趣区域ROI决定单元，被配置为侦测一感测图像中的光的多个图样，并且根据至少一侦测到的图样来决定至少一ROI，其中所述多个图样形成一随时间变化的序列；一图像感测元件，被配置为产生该感测图像，并且根据该ROI决定单元产生的一输出来感测光，其中该图像感测元件采用该ROI中光的所有像素数据来处理光通信，所述所有像素数据被用以传送数据；以及一图像处理单元，在该至少一ROI中，根据该图像感测元件的输出来进行图像处理；其中该ROI决定单元采用比该感测图像的一像素总量较少量的一第一多个测量来侦测所述多个图样，该第一多个测量包括该感测图像中的像素的多种随机组合。12.根据权利要求11所述的装置，其中该接收装置还包括一接收器-基频处理单元，该接收器-基频处理单元连接到该图像处理单元，并执行用于复原接收到的数据的一基频处理。13.根据权利要求11所述的装置，其中该至少一ROI的每一ROI包含一区域或是多个更小区域的一联集。14.根据权利要求11所述的装置，其中图像处理单元还采用比至少一追踪区域的一像素总量较少量的一第二多个测量来追踪接收到的光的所述多个图样。15.根据权利要求14所述的装置，其中该第二多个测量包括该至少一追踪区域中的像素的多种随机组...

【专利技术属性】
技术研发人员：陈佳蘋，萧昌龙，陈仁智，
申请(专利权)人：财团法人工业技术研究院，
类型：发明
国别省市：