在存在干扰的情况下接收编码可见光制造技术

一种编码可见光接收器，包括：传感器、变换模块和干扰消除模块。传感器接收包括根据编码方案调制到光中的数据的光。变换模块被配置成将数据变换到频域表示中，从而表示由数据根据编码方案而调制到光中所引起的频谱带。干扰消除模块被配置成通过确定超过阈值信号强度的带中的一个或多个分量并且消除那些分量来消除发生在数据带中的干扰。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本公开内容涉及在接收编码可见光时可能存在的干扰，并且涉及减轻这样的干扰的效果。
技术介绍
编码光是指其中将数据调制到由光源(例如由基于LED的照明器)发射的可见光照中的技术。因此除了提供光照(为此目的光源可能已经存在于环境中)之外，光源还充当能够向编码光的合适接收器传送数据的传送器。调制典型地以对人类视觉而言不可感知的足够高的频率执行，即因此用户仅感知总体光照而没有数据被调制到该光照中的效果。以此方式，数据可以说成是嵌入到来自光源的光中。编码光系统的示例在K.D.Langer公开于通信系统网络与数字信号处理(CSNDSP)，2010 中的 “ Implementat1n of a 84 Mbit/s Visible-Light Link based onDiscrete-Multitone Modulat1n and LED Room Lighting”中呈现。该文献呈现了基于商业上可得到的LED照明器的84 Mbit/s光学无线链路的实现。论文公开了如何在典型的室内距离内(例如在天花板灯与书写台之间)通过使用离散多频声调制来实现准无误差数据传送。编码光可以使用在数个应用中。例如，一个应用是在例如作为智能照明系统的部分的照明器之间进行通信。室内或室外环境中的多个照明器中的每一个可以配备有编码光传送器和接收器二者，并且经由编码光在它们之间进行通信的能力可以用于以至少部分分布式的方式控制环境中的光。例如，每一个照明器还可以配备有存在传感器以检测生物(典型地人类)的存在，并且信息可以在两个或更多照明器之间共享以便取决于所检测到的存在而确定如何控制来自不同照明器的光。在另一示例应用中，编码光可以用于从照明器向远程控制单元提供信息以用于控制该照明器，例如以提供将它从远程单元可以控制的其它这样的照明器之中区分开的标识符，或者以提供关于照明器的状态信息(例如以报告错误、警告、温度、操作时间等)。在一个这样的示例中，远程控制单元可以包括诸如智能电话或平板之类的具有内置相机或其它光传感器的移动用户终端。利用终端运行合适的应用，用户可以将相机引导到照明器处并且由此检测编码到来自该照明器的光中的标识符。在给定其正看向的照明器的标识符的情况下，终端然后可以通过发送回返回信号(例如经由RF)来控制该照明器。在又一应用中，编码光可以用于向用户提供信息，例如以提供用于在投用时使用的照明器的标识符，或者以使得能够提供位置相关信息。例如，室内和/或室外环境中(例如办公综合楼的房间和走廊中和/或校园的路径中)的每一个照明器可以布置成发射嵌入有在该环境内标识它的相应标识符的光。如果用户具有配备有相机或其它光传感器的移动终端以及用于检测编码光的相关联应用，则终端可以检测光照其当前位置的照明器的标识符。通过在将标识符映射到照明器位置的位置数据库中查找当前位置，这然后可以用于帮助用户导航环境。可替换地或此外，这可以用于查找与用户的当前位置相关联的信息，诸如关于博物馆的特定房间中的展览的信息。例如，查找可以经由终端能够访问的因特网或本地网络来执行，或者从用户终端上的本地数据库来执行。可替换地，信息可以直接编码到来自一个或多个照明器的光中。一般而言，编码光的适用性不受限制。实现编码光的一种方式是通过幅度键控，通过在离散水平之间切换所发射的光的幅度或功率以便表示信道位(或更一般地信道符号)。例如在最简单的情况中，当光源接通(发射)时，这表示值I的信道位，并且当光源关断(不发射)时，这表示值O的信道位，或者反之亦然。编码光接收器中的光电传感器可以检测光何时接通或关断，或者在不同水平之间区分，并且从而接收信道位或符号。为了输送数据，调制典型地涉及将数据位(有时称为用户位)映射到信道位上的编码方案。示例是常规曼彻斯特代码，其为二进制代码，其中将值O的用户位映射到信道符号断-通(信道位为O并且然后为I)上并且将值I的用户位映射到信道符号通-断(信道位为I并且然后为O)上，或者反之亦然。编码具有至少两个可能的目的，首先，如本领域技术人员将熟悉的，在比如曼彻斯特编码之类的许多编码方案中，其允许从相同的信号恢复时钟和数据(否则将必须发送分离的时钟或者传送器和接收器将必须被假定为是完美同步的)。其次，其可以具有修改所传送的信号的频谱的效果。已经注意到，编码光易受来自诸如市电电源(在大多数国家中为50Hz或60Hz)之类的某些低频源的干扰的影响。现有编码光技术试图避免其中发生干扰的频谱部分(有时称为频谱限域)。可以因为其在较低频率处抑制所传送的信号的频谱密度曲线的效果而选择诸如曼彻斯特代码之类的代码，因而避免低频干扰区。
技术实现思路
然而，即使避免低频，也存在来自其它源的带内干扰的附加问题。在许多场景中，这可以包括可能位于想要的信号的频谱的不可避免区中的一个或多个潜在强烈的干扰毛刺。 例如，干扰可以源自可能是脉冲宽度调制的以便控制其亮度的显示屏的背光。脉冲宽度调制(PWM)意味着来自显示器的光输出在时域中采取恒定或准恒定矩形波的形式，从而对应于频域中的基音和一系列离散谐波。在另一示例中，除了发射期望的数据之外，可以在相同环境中的一个或多个其它照明器或光源中发现脉冲宽度调制或正弦调制。在一些情形中，干扰可能甚至比想要的信号强一个或多个幅度量级，例如如果编码光传感器直接看到干扰源而同时想要的信号仅是经由从诸如墙壁、地板或桌子之类的表面的反射而看到的话。本专利技术提供诸如PffM背光或其它周期性干扰者之类的潜在强烈带内干扰者的消除。在频域中，在(有效地)利用随机数据调制的编码光信号的连续频谱与诸如在周期性干扰者的离散音调频谱中所发现的一个或多个干扰毛刺之间进行区分是可能的。通过从复合频谱移除干扰者的离散音调频谱，可以在存在干扰者的情况下更加可靠地检测编码光信号。因而，根据本文中的公开内容的一个方面，提供了一种编码光接收器，包括光传感器、变换模块和干扰消除模块。传感器接收具有根据编码方案调制到其中的数据的光。变换模块被配置成将数据变换到频域表示中，从而表示由所述数据根据所述编码方案而调制到光中所引起的频谱带。干扰消除模块被配置成通过确定超过阈值信号强度的带中的一个或多个分量并且消除这些分量来消除发生在该带中的干扰。根据另一方面，提供了一种包括代码的计算机程序产品，所述代码体现在计算机可读介质上并且被配置成以便在处理器上运行时操作编码光接收器以执行依照本文中的公开内容的干扰消除。【附图说明】为了更好地理解本公开内容并且示出实施例可以如何付诸实践，通过示例的方式对附图做出参考，其中: 图1是包括编码光和干扰的环境的示意性图示； 图2是编码光接收器处所接收到的信号的示意性表示； 图3是编码光接收器的示意性框图； 图4是干扰消除器的示意性框图； 图5是在不存在干扰的情况下阈值掩蔽和想要的信号的频谱的示意性表示； 图6是在存在干扰者的情况下阈值掩蔽和想要的信号的频谱的示意性表示， 图7是频谱密度曲线的示意性表示， 图8是如可以在编码光中传送的数据分组的示意性表示， 图9是在分组报头中接收到的时钟信号的频谱的示意性表示， 图10是窗口函数及其对频域中的干扰音调的效果的示意性表示， 图11是应用于所接收到的数据的重叠部分的窗口函数的示意性表示， 本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种编码可见光接收器（4），包括：传感器（12），其用于接收包括根据编码方案调制到光中的数据的光；变换模块（42），其被配置成将数据变换到频域表示中，从而表示由所述数据根据所述编码方案而调制到光中所引起的频谱带；以及干扰消除模块（28），其被配置成通过确定超过阈值信号强度的所述带中的一个或多个分量并且消除所述分量来消除发生在所述带中的干扰。

【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：CPMJ巴格根，PHJM范沃图伊森，E维特伯格，杨宏铭，
申请(专利权)人：皇家飞利浦有限公司，
类型：发明
国别省市：荷兰;NL