[發明專利]分組化數據傳輸中利用減少開銷的分組順序識別

在審

• 申請號: 201580064879.9
• 申請日: 2015-11-13
• 公開（公告）號: CN107005306A
• 公開（公告）日: 2017-08-01
• 發明（設計）人: R.J.達維伊斯
• 申請（專利權）人: 飛利浦燈具控股公司
• 主分類號: H04B10/114
• 分類號: H04B10/114
• 代理公司: 中國專利代理(香港)有限公司72001
• 代理人: 劉紅,陳嵐

技術領域

本公開涉及發射設備諸如照明設備(luminaire)，其被配備成將數據調制到它發出的光中。特別地，本公開涉及消息的打包(package)以便從這樣的設備傳輸。

背景技術

現代照明設備不僅并入驅動發光元件（例如LED串(string)）所必需的組件，而且也能夠集成重要的附加功能，例如包括各種類型的網絡連接性和/或傳感器。

編碼光指的是憑此通過根據合適的信令方法改變光源的輸出而將數據嵌入利用光源諸如日常的照明設備發出的光中的技術。光典型地包括用于照亮目標環境諸如房間的可見光照貢獻(illumination contribution)（典型地，光的主要用途）和在環境中嵌入的用于提供信息的信號二者。為此，光被調制在某個或某些調制頻率、優選地足夠高的頻率上，以便超越人類感知并因此不影響主要光照功能。數據隨后能夠通過改變調制的屬性例如調制的頻率、調制的振幅或調制的相位而被編碼到光中。因而，編碼光提供能夠作為針對現有照明設備設計的擴展而添加的自由空間光通信技術。

編碼光能夠使用時常被集成到移動設備如同移動電話或平板電腦中的日常“卷簾式快門(rolling shutter)”類型照相機來檢測。在卷簾式快門照相機中，照相機的圖像捕獲元件被劃分為按線（line-by-line）順序曝光的多條線（典型地，水平線，即行）。即，為了捕獲給定幀，首先一條線被暴露于目標環境中的光，隨后序列中的下一條線在稍晚的時間被曝露，依此類推。典型地，該序列例如一行行自上而下按順序“滾動”越過幀，因此名為“卷簾式快門”。在被用于捕獲編碼光時，這意味著：幀內的不同線在不同的時間捕獲光，并因此如果線速率相對于調制頻率而言是足夠高的話，則在調制波形的不同相位上捕獲光。因而，光中的調制能夠被檢測到。編碼光也能夠在幀速率相對于調制頻率而言是足夠高的時候通過使用全局快門照相機或者使用具有合適采樣率的專用光電管來檢測。

支持編碼光信號的傳輸的照明設備能夠啟用許多感興趣的應用，其包括調試、個人控制和室內定位。

例如，在利用照明設備發出的光照中嵌入的數據可以包括那個照明設備的識別符。這個識別符隨后能夠在調試階段中用于識別來自每個照明設備的貢獻或者在操作期間能夠用于識別照明設備以便（例如，經由RF反向信道）遠程控制它。在另一示例中，通過提供在照明設備的識別符與已知位置之間的映射和/或與位置相關聯的其他信息，識別能夠用于導航或其他的基于位置的功能。在這種情況下，（例如，通過內置照相機）接收光的設備諸如移動電話或平板電腦能夠檢測嵌入的識別符并使用它（例如在通過網絡諸如因特網訪問的位置數據庫中）查找映射到該識別符的對應位置和/或其他信息。在還進一步應用中，其他信息能夠被直接編碼到光中（與基于在光中嵌入的ID進行查找相反）。

發明內容

然而，在資源受限的通信系統諸如編碼光系統中，傳送太長的分組并不總是可能的或者至少并不總是所希望的。例如，當使用卷簾式快門照相機檢測編碼光時，圖像捕獲元件只具有有限數量的用于捕獲光中的調制的線。即，數據在一系列線上被捕獲，其中每一條線在略微不同的時間并因此在調制的略微不同的階段捕獲編碼光（例如，參見稍后結合圖3和4的討論）。這意味著：一個完整序列（一個幀）只持續有限的時間量，并因此其本身將只能“看到”某有限長度的消息（假設：每個比特持續某比特周期，比特的數量對應于某長度的時間）。為了有效的捕獲，可能希望：僅在單個幀或者可能少量幀上捕獲整個分組（有可能一起縫合(stitch)在多個幀上捕獲的分組的部分，但是這牽涉消耗處理資源并招致額外的處理時間的更復雜的重組（也被稱為縫合）算法）。此外，時常編碼光源可以只出現在幀的有限區域（有限“足跡”）中，因此僅覆蓋少量的線，從而甚至進一步減少能夠在單個幀（或某預定少量的幀）中看到的分組大小。

另一方面，可能希望發送大于這個分組大小的消息。例如，在編碼光照明設備發出其本身的ID（例如，作為室內定位系統的一部分）的情況下，則在該ID遍及整個世界將是全球(globally)唯一的（并且未來證明為如此(future-proofed as such)）時，可能需要128比特數量級的凈荷。將領會到：這只是一個示例，并且具有可能希望在許多其他類型的系統中發送的許多其他類型的消息。