CN102461017B - 在可见光通信中支持调光的装置和方法 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种在可调光照环境中使用的可见光通信(VLC)的方法和系统。所述方法包括使用来自至少一个光源的光线发送数据，所述光线的亮度被减弱到最大级别之下。所述方法也包括在VLC电路中补偿或适应被减弱的光线的亮度以保持通信。所述方法还包括使用来自所述至少一个光源的光线发送数据到至少一个VLC接收器。

Description

在可见光通信中支持调光的装置和方法
技术领域
本申请一般涉及可见光的光通信，更特定地，涉及在可见光通信中使用的支持调光(dimming)的机制和方法。
背景技术
可见光通信(VLC)是一种在光透明介质中使用可见光进行短距离光无线通信的新技术。这种技术提供对几百太赫兹(THz)的免许可频谱(unlicensed spectrum)的访问。VLC不受电磁干扰问题的影响并且没有与射频(RF)系统相关联的干扰。VLC通过允许用户看到通过通信信道的数据传输来提供额外的安全水平。VLC的另一个好处是它增强和补充了来自现有的可见光基础设施的现有服务(诸如照明、显示、指示、装饰等等)。
图1描述了全部电磁频谱以及由可见光占据的波长的片段(breakout)。可见光频谱的波长大约为从380nm延伸到780nm，它对应于大约400THz到790THz的频率范围。由于此频谱较大并且能够支持具有多种色彩的光源，所以VLC技术可以提供大数量的用于通信的信道。
发明内容
技术问题
在许多住宅、办公和工业区中的照明基础设施具有与照明相关联的调光电路。照明控制被用于提高个人舒适度、延长光源的寿命、以及节能。每个人有不同的视觉能力和舒适程度。光调节提供一种将个人环境针对他或她的便利性和舒适度进行优化的解决方案。
技术方案
提供一种在可调光照环境中使用的可见光通信(VLC)的方法。所述方法包括：从至少一个光源发射光线，所述光线的亮度被减弱最大级别之下。所述方法还包括：在VLC电路中补偿被减弱的光线的亮度。所述方法进一步包括使用来自所述至少一个光源的光线发送数据给至少一个VLC接收器。
提供一种在可调光照环境中使用的可见光通信(VLC)的第二方法。所述方法包括：从至少一个光源发射光线，所述光线的亮度被减弱到最大级别之下。所述方法还包括在VLC电路中适应被减小的光线的亮度。所述方法进一步包括使用来自所述至少一个光源的光线发送数据给至少一个VLC接收器。
提供一种在可调光照环境中的可见光通信的系统。所述系统包括至少一个光源，每个光源被配置成发射光线并且使用所述光线来发送数据给VLC接收器。所述系统还包括调光器电路，其被配置成将来自所述至少一个光源的光线的亮度减弱到最大级别之下。所述系统进一步包括VLC电路，其被配置成补偿被减弱的光线的亮度。
在下面进行对具体实施方式的描述之前，阐明在整个专利文献中使用的特定词语和短语的定义可能是有利的。术语“包括”和“包含”及其派生词表示没有限制的包含；术语“或”是包含性的，表示和/或；词语“与......关联”和“与其相关联”以及派生词可以表示包括、被包含在其中、与......互联、包含、被包含在内、连接到或与......连接、耦接到或与......耦接、可与......通信、与......合作、交织、并列、与......邻接、被绑定到或与......绑定、具有、具有......的属性等。术语“控制器”表示控制至少一个操作的任何设备、系统或其部件，这样的设备可以以硬件、固件或软件、或它们中的至少两个的一些组合来实现。应当注意，与任何特定控制器相关联的功能可以被集中或者分布，或者本地地或远程地。在整个专利文献中提供特定词语或短语的定义，本领域普通技术人员应当理解：如果不是在大部分情况下，也是在许多情况下，这样的定义适用于这样定义的词语和短语的以前和将来的使用。
有益技术效果
本发明提供在可见光通信(VLC)中支持调光的装置和方法。
附图说明
为了更全面理解本公开及其优点，现在参考结合附图进行的以下描述，在附图中，相同的附图标记表示相同的部件：
图1描述了整个电磁频谱以及由可见光占据的波长的片段；
图2描述了在调光中使用的三端双向可控硅开关(triac)的示意图和电压/电流曲线；
图3描述了图解基于三端双向可控硅开关的调光器的相位响应的图形；
图4示出了描述增强亮度的光线的人眼感知的图形；
图5图解了两种不同的LED调光方法：模拟和脉宽调制；
图6示出了描述在DALI控制器和镇流器(ballast)之间的DALI接口的框图；
图7描述了DALI接口连线；
图8描述了根据本公开一个实施例的LED调光器接口；
图9描述了根据本公开一个实施例的具有调光器支持的VLC系统；
图10和11示出根据本公开一个实施例的、利用调光超控(override)的LED光源在一段时间上的亮度级；
图12示出了调光器支持的几个实施例的树状图；
图13描述了根据本公开一个实施例的允许外部调光超控的VLC系统；
图14描述了根据本公开一个实施例的不能或不需要外部调光超控的VLC系统；
图15描述了根据本公开一个实施例的不能或不需要控制LED驱动器的VLC系统；
图16描述了根据本公开一个实施例的利用模拟调光的VLC系统；
图17描述了根据本公开一个实施例的在没有外部调光超控的情况下利用模拟调光的VLC系统；
图18描述了根据本公开一个实施例的在基础设施光源的空闲或接收状态期间被发送的空闲/接收状态信号；
图19描述了根据本公开一个实施例的使用用于设备发现的空闲/接收信号的设备发现过程；
图20描述了根据本公开一个实施例的基础设施光源和VLC设备通过使用外部调光超控交换信息的过程；
图21描述了根据本公开一个实施例的适配物理层数据速率、工作循环(duty cycle)和调制方案的通信过程；
图22描述了根据本公开一个实施例的包括资源分配和调度改变的通信过程；和
图23描述了根据本公开一个实施例的在调光期间包括辅助链路适配的通信过程。
具体实施方式
以下所讨论的图1到23以及在本专利文献中用于描述本公开原理的各种实施例仅仅是通过例证的方式，而不应当以任何方式理解为限制本公开的范围。本领域技术人员将理解，可以在任何适当配置的可见光通信网络中实现本公开的原理。
以下的文档和标准描述在此被合并到本公开中，就如在此被完全阐述一样：
授予Brown等人的标题为“Dimmer Circuit for LET”的美国专利第7,102,902号。
授予Marosek的，标题为“LED Dimming Control Technique for Increasingthe Maximum PWM Dimming Ratio and Avoding LED Flicker”的美国专利第7,321,203号。
H.Sugiyama、S.Haruyama、M.Nakagawa的Brightness Control Methods forIllumination and Visible Light Communication Systems，IEEE International Conferenceon Wireless and Mobile Communications，2007。
ENERGYProgram Requirements for Integral LED Lamps，draft1-16-09，在提交本申请时在www.energystar.gov/ia/partners/prod_development/revisions/downloads/lighting/ESInteg ralLampsCriteria_Draft1.pdf上可以找到。
PWM Dimming Enhances Color Purity in High-end LED video displays，2005年10月31日，Michael Day，在提交本申请时在www.eeproductcenter.com/passive/showArticle.jhtml？articleID＝173401243上可以找到。
关于本公开的附加信息在提交本申请时在www.dali-ag.org和www.vlcc.net上可以找到。
引入发光二极管(LED)灯泡以代替白炽灯泡或荧光灯泡已经带来了许多新的挑战。LED一般在直流电流上运行，因此不得不被转换以利用AC电流工作。更进一步，标准的AC电压在世界的不同地方可能是不同的。功率因数校正和能源效率对于政府能源管理也日益变得重要。LED比小型荧光灯(CFL)有优势，因为LED可以容易地与调光器电路一起使用，而CFL不能。调光支持也是美国能源部对ENERGY 认证所提出的要求之一。
图2描述了三端双向可控硅开关元件的示意图和电压/电流曲线。基于三端双向可控硅开关元件的调光器是目前在白炽灯泡中所使用的最普遍的调光方法。如图2中所示，三端双向可控硅开关元件用于根据门电压(gatevoltage)来使能或禁止电流。通过响应于调光器设置来调节门电压，三端双向可控硅开关元件可以用于调节流入白炽灯泡的电流。依赖于所使用电路的类型(电感器或电容器类型)，正相或反相调光器是可能的。通过调节调光器控制，三端双向可控硅开关元件在输入交流主正弦波的不同相位触发输出，从而改变流经白炽灯泡的电流。这在图3的图示中示出。
图4示出了描述人眼对增强亮度的光的感知的图形。如图中所示，人眼具有对亮度级的非线性响应。在低亮度级上，基于来自照度计的光测量，人眼感知的光量大于房间内存在的实际光线。这意味着灯泡需要提供大范围的调节水平。光强能够在0.1到100之间变化以便对人类用户具有最大的有用调光范围。
图5图解了与LED一起使用的两种不同的调光方法：模拟和脉冲宽度调制(PWM)。利用模拟调光，通过改变LED的电流来控制LED的亮度。如图5中的上部图形所示，减小的电流减弱了LED的亮度。相反，PWM调光在调光期间保持完全的正向电流。通过调制正向电流的总时间量来减弱LED亮度。如图5中所示，PWM图形中的正向电流是模拟图形的电流的四倍。然而，脉冲宽度仅仅是工作循环的四分之一。由于人眼不能感知比100Hz快的变化，所以它基于其工作循环来感知LED输出的平均值。当工作循环的平均值减小时，人眼将PWM输出感知为调光器光线，如图5中的虚线所指示。虽然模拟调光更简单，但被减小的电流可能引发LED色彩的改变，与PWM调光方案相比，这是一个严重缺点。
除了使用电源输入直接减少供电电流，还存在可以用于控制调光的其它方法。一个可选方法是具有用于调光器控制的隔离低电压链接。这对于将调光器连接到大范围的传感器和设备是有用的。一种通常使用的模拟控制是0-10V模拟控制，它基于调光器设置将电压设置到光源。这使用国际电工委员会(IEC)60929标准来设置。一种也是基于IEC 60929的、被称为数字可寻址照明接口(DALI)的新标准正在兴起成为流行的国际标准。DALI为具有简单配线、单元的控制，具有对数调光行为的自动调光和其它类似特点的调光提供数字接口。诸如最小/最大衰减水平、衰减时间以及速率之类的操作参数可以被存储在镇流器(ballast)存储器中。DALI也提供询问以得到调光因子和各种状态消息。
图6示出描述在DALI控制器和镇流器之间的DALI接口的框图。很重要的一点就是要注意，DALI是为调光提供数字控制的软件方案。DALI接口非常简单，它将两根导线添加到去往镇流器的电缆中的现有的三根导线中。这在图7中示出。这两根导线允许对于镇流器内的调光器电路的数字控制设置。
表1示出可以经由DALI编程以用于调光的典型消息。重要的一点就是要注意，DALI接口允许为调光设置光源值以及询问所述光源。
表1
图8描述了根据本公开一个实施例的LED调光器接口。调光器接口800包括电源810、LED调光器电路820、LED驱动器电路830以及LED光源840。LED驱动器电路830从LED调光器电路820接收能量850。在某些实施例中，调光器接口800可以包括为调光提供软件控制的如DALI的数字调光控制860。在某些实施例中，调光器接口800也可以使用从外部产生的PWM输入870用于调光。由于调光控制860和PWM输入870是到驱动器的可选接口，因此它们在图8中用虚线来表示。取决于生产商，LED调光器820和LED驱动器830的部件可以被集成在同一个芯片上，或者可以位于单独的芯片上。
为可见光通信使用调光是一个未开发的主题，它最近刚刚由于IEEE802.15.7标准化而浮出表面。IEEE 802.15.7描述诸如周围光线固定设备的基础设施设备作为通信设备类型的使用。除了IEEE 802.15.7以外，没有用于具有调光支持要求的无线通信的已知标准。
在可见光通信中使用调光带来几个问题，包括如下：
1)目前，不存在具有与制造商相关的变型的全球接受的调光标准(虽然诸如DALI的标准正被开发来解决该问题)。
2)VLC可能受到在用于调光的驱动器中使用的脉宽调制(PWM)的影响。如果调光器电路在工作循环的一部分期间关掉LED，则LED在每个循环的“断”部分期间不能用于发送数据。
3)取决于数据传输样式，VLC可能在用作VLC发送器的周围光源中引发可感知的闪烁。
在较早的建议和专利中已考虑了由PWM导致的闪烁影响。例如，可见光通信联盟(VLCC)已经提出调节周围发送功率电平以保证输出电平在通信期间保持一致。然而，如何处理传输之间的空闲时间(不活跃部分)并不清楚。如果没有使用调光，则在空闲时间期间发送的信号可以是静止的(在时间上不变的)。然而，如果对调光使用PWM，则在调光期间不能使用所述静止信号。此外，静止信号不能传递任何信息。本公开描述了在该时间段内可以发送的其它类型的信号，并且其能够与PWM共存，也能够携带有用信息。
图9描述了根据本公开一个实施例的支持调光器的VLC系统。系统900包括LED调光器接口800。系统900也包括VLC电路910和VLC驱动器支持电路920。VLC驱动器支持电路920在某些实施例中是可选的，这取决于调制复杂度和需要被支持的数据速率。对于LED调光电路820、LED驱动器电路830、和VLC电路910也可以有不同的集成度，这取决于生产商和已有调光器电路的可重用性。
VLC驱动器电路920补偿由于在VLC通信中使用的调制方案所导致的任何亮度损失。在某些实施例中，可以有来自与LED调光器电路820和LED驱动器电路830接口的VLC电路910的多个输出和输入，以便在标准中支持调光。下面讨论几个实施例。
由于有许多不同类型的调光器接口，理解各种类型并且理解可以如何开发方案来针对每种类型是有帮助的。可以基于以下属性来对调光器进行分类。
调光类型：调光可以是模拟的或数字的。如果使用模拟调光，则对VLC标准没有大的影响。然而，使用PWM的数字调光可能产生如上所述的问题。
可编程性：某些调光器允许从外部源对PWM输入进行编程。在这种情况下，VLC电路910潜在地能够以适合数据传输的方式从光源驱动PWM输入。
开关速度：虽然光源可能能够以调制速度开关，但是可能存在LED调光器和驱动电路不能以调制速度开关的情况。这可能是由于电路没有被设计成支持VLC的原因或者是由于其它驱动电路的限制。
外部调光超控(override)：在某些实施例中，当VLC通信正在进行时，可以接受临时超控调光器控制并且允许灯光变亮。即使当调光器设置被设置为低时，这对于提供高数据速率通信也是有帮助的。这只能通过PWM调光来获得。在图10和11中说明了该概念。
图10和11描述了根据本公开一个实施例的受到外部调光超控的LED光源的随时间的亮度级。图10描述了已经被调暗以省电的LED光源1000(例如，LED监视器)。当VLC接收器1010与LED光源1000建立联系以便进行VLC时，VLC控制器超控调光设置以及LED光源1000变亮。在某些实施例中，VLC控制器可以被放置在LED光源1000或VLC接收器1010中。一旦LED光源1000被点亮，则在LED光源1000和VLC接收器1010之间进行VLC通信。当VLC通信完成时，VLC控制器释放对调光设置的控制，并且LED光源再次变暗到节电模式。
图11以图形方式图示了在受到外部调光超控的LED光源(例如，LED灯)的随时间的亮度级。图(a)示出不进行VLC的LED光源的随时间的亮度级。或许作为接近光源的人手动调节调光器控制的结果，亮度级被增加和减少。该人在时间段o的起点增强光的亮度，然后在时间段r的起点减弱光线到低级别。
图(b)示出在相同时间段上发生的VLC活动。VLC活动(即，数据传输)在时间段n、o、q和s中的活动块期间发生。如果图(a)的光源是用于VLC活动的发送源，并且该光源允许外部调光超控，则图(c)描述了所得到的光源的随时间的亮度级。在时间段n和s期间，调光器设置被超控并且亮度级被设置为最大，以便光源能够经由VLC发送数据。在其它时间段期间，根据在图(a)中所示的调光器设置来设置亮度级。
相反地，如果所述光源不允许外部调光超控，则VLC电路必须适应在被减弱的亮度情况下的通信。图(d)描述了所得到的光源随时间的亮度级。图(d)看起来与图(a)相同，这是因为手动调光控制不被超控用于VLC。VLC可以仍然在时间段n、o、q、和s期间发生。然而，在时间段n和s期间，将利用减弱的亮度的光源进行VLC。在一些实施例中，在减弱的亮度的VLC可能导致低数据发送速率、降低的精度或冗余度、或者两者都有。
现在将讨论具有可调的光线的环境中的VLC通信的几个实施例。虽然参照LED光源描述了以下的实施例，但是应当理解可以使用其它光源(白炽灯、荧光灯、钨灯、等离子灯、卤素灯等)，并且处在本公开的范围之内。更进一步，可以只有一个光源或者多个光源被配置用于VLC通信。为了对每个实施例提供上下文关系，图12示出各种实施例的分类的树形图。在每个方块下面的单个字母是用于那个实施例的参考指示符。
情况A为VLC通信提供外部调光超控。
情况B不提供外部调光超控，但是允许以合适的快数据速率开关PWM驱动器，以便以调制速率(快速开关)保持通信。
情况C提供不能以调制速率(慢开关)切换的可切换PWM驱动器。
情况D不提供对调光器或驱动器电路的控制。
情况E提供模拟调光，但是具有超控的可能性。
情况F提供模拟调光，而没有超控的可能性。
现在将讨论这些实施例的每一个。
图13描述了根据本公开的一个实施例的允许外部调光超控的VLC系统(情况A)。系统1200包括如图9中所示的电源810、LED调光器电路820、LED驱动器电路830、LED光源840、调光控制860、PWM输入870、VLC电路910、以及VLC驱动器支持电路920。系统1200也包括两个复用器1210和1220。调光控制860和PWM输入870现在分别是复用器1210和1220的输入。旁路信号1230在VLC电路910中产生并且被输入到复用器1210。PWM输入1240也在VLC电路910中产生并且被输入到复用器1220。
在VLC操作期间，LED驱动器830从VLC电路910接收旁路信号1230和PWM输入1240。这些信号引发LED驱动器830旁路调光控制860和PWM输入870。结果，光源840被设置为最强亮度以帮助VLC通信。VLC通信一完成，LED调光器电路820就重新获得对LED驱动器830的控制并且恢复正常操作。一旦VLC标准化完成，当设计调光器、驱动器和VLC的集成方案时，制造商可以决定使用这个实施例。
图14描述了根据本公开一个实施例的不能或不要求外部调光超控的VLC系统(情况B和C)。系统1300包括如图9中所示的电源810、LED调光器电路820、LED驱动器电路830、LED光源840、VLC电路910、以及VLC驱动器支持电路920。系统1300也包括调光器传感器1310。在本实施例中，调光器传感器1310使用DALI或其它数字调光器控制机制来感知LED调光器电路820的配置。调光器传感器1310然后提供调光器配置或工作循环作为到VLC电路910的输入。VLC电路然后能够根据与任何相关联PWM信号产生在一起的调光器设置来适配它的数据速率和/或调制方案。在慢开关的情况(情况C)中，介质访问控制(MAC)(未示出)能够适配它的传输调度和资源分配以便与调光共存。
图15描述了根据本公开一个实施例的不能或不要求控制LED驱动器的VLC系统(情况D)。系统1400包括如图9中所示的电源810、LED调光器电路820、LED驱动器电路830、LED光源840、调光控制860、PWM输入870、VLC电路910、和VLC驱动器支持电路920。在本实施例中，VLC电路910感知LED驱动器830的输出以调查调光级别和PWM工作循环和所使用频率。VLC电路910然后适配它的传输调度、数据速率和资源分配以便与PWM调光控制共存。
图16描述了根据本公开的一个实施例的利用模拟调光的VLC系统(情况E)。系统1500包括如图9中所示的电源810、LED驱动器电路830、LED光源840、VLC电路910和VLC驱动器支持电路920。系统1500也包括模拟LED调光器电路1510和复用器1520。在VLC通信期间，来自VLC电路910的信号超控来自模拟LED调光器1510的模拟调光控制信号。虽然模拟调光在VLC中不会出现类似PWM在数字调光中所产生的问题，仍然存在由于调光而造成的传输光线强度衰减。在系统1500中的超控机制能够减少所述衰减以有助于VLC。
图17描述了根据本公开的一个实施例的在没有外部调光超控的情况下的利用模拟调光的VLC系统(情况F)。系统1600包括如图16中所示的电源810、LED驱动器电路830、LED光源840、VLC电路910、VLC驱动器支持电路920、以及LED调光器电路1510。系统1600不包括像系统1500的调光超控机制。在这种情况中，MAC(未示出)将使用自动率选择算法，以便当使用调光时调节它的链路。
图18描述了根据本公开一个实施例的在基础设施光源的空闲或接收状态期间被发送的空闲/接收(idle/RX)状态信号。如果光源以某些间隔发送，并且然后在那些间隔之间空闲，则可能产生在光源中的可见闪烁。空闲/接收状态信号可以用于在基础设施上的空闲或接收时段期间保持最优的可见性和无闪烁操作。这可以通过模仿活跃发送信号的一般样式的空闲/接收信号来实现。特定地，空闲/接收信号一般具有在活跃信号期间使用的相同工作循环。
看图18的部分(a)中的信号，看出两个活跃PWM传输块被空闲/接收块分开。为了减少闪烁，产生将在空闲/接收块期间发送的“调光样式”信号。当在空闲/接收块期间发送调光样式信号时，结果基本上是光源的规则的输出信号。因此，减小或消除了在空闲段期间会看到的闪烁或可见性效果。在部件(a)中的信号反映了被设置为高亮度的调光控制。
在图18的部分(b)中示出的信号中看到相似的实例。这里，所述的调光控制被设置为低亮度。于是，活跃发送信号的整个工作循环缩短。于是，空闲/接收调光样式信号的特征还在于缩短的工作循环以紧密地模仿活跃发送信号。光源的输出结果基本上是规则的输出信号。
使用这样的空闲/接收状态信号来代替恒定电平(即固定)信号有几个优点。一个优点是空闲/接收状态信号更适合与需要通/断样式的PWM电路一起使用。第二个优点是除了仅仅作为调光样式信号之外，人们还可以将空闲/接收状态信号用于其他通信目的。它可以被用于传递诸如同步、信道估计的信息，为设备发现提供定时信息和信标，以及帮助改善VLC链路的性能。由于功耗对基础设施设备不是主要问题，所以空闲/接收状态信号即使在通信会话结束之后也继续广播，以帮助发起对设备发现的更快响应。
在某些实施例中，可以使用随时间重复的特定样式来设计空闲/接收信号以使得调光率能够为在0.1到100％之间。用于信号的重复样式可以是非常简单的东西，例如，工作循环与调光比相对应的方波PWM信号。
表2示出可以基于调光器设置使用的简单空闲/接收信号样式的示例。也可以设计更复杂的调光器波形以帮助同步、前导码设计、设备发现等。不同的调光器设备可以有不同的调光器设置和不同的样式。不同的调光设备也可以有相同的调光器设置，但是基于他们想传递的信息，可以有不同的样式。应当设计调光样式以便接收器能够容易地支持调光样式。
表2
图19描述了根据本公开一个实施例的将空闲/接收信号用于设备发现的设备发现过程。当基础设施设备正在调光并且在设备和基础设施之间没有建立VLC通信时，在空闲/接收信号中可以发送有关信标、关联的信息、以及用于侦听的定时。当基础设施VLC正在侦听时，所述设备然后可以决定关联，并且在如下一个空闲/接收间隔的适当时间发送关联请求。
在过程1800中，VLC设备(即，接收VLC传输的任何设备)为基础设施光源1接收空闲/接收信息(步骤1810)并且解码所述信息(步骤1820)。VLC设备基于从空闲/接收信号接收的信息决定不与它关联。然后VLC设备从基础设施光源2接收(步骤1830)和解码(步骤1840)空闲/接收信号。VLC设备基于从解码所述信号接收的信息，决定与它关联并且在合适的时间(例如下一个空闲/接收间隔)发送关联请求(步骤1850)。然后基础设施光源2提供关联授权，并且所述设备现在可以在VLC会话中彼此通信(步骤1860)。
图20示出根据本公开一个实施例的基础设施光源和VLC设备使用外部调光超控来交换信息的过程。当将要启动VLC会话时，在基础设施光源中的VLC电路产生超控信号。所述超控信号被用于外部调光超控，如前面在图13中的情况A中所描述。
过程1900跟随在下述通信之后：在所述通信中，基础设施光源和VLC设备使用外部调光超控交换信息以便临时地中断所述调光。最初，基础设施光源在缺省情况下可以处于块空闲/接收模式(步骤1905)。当基础设施光源从调光器接收调光控制时，它将调节空闲/接收信号的工作循环(步骤1910)。如果基础设施光源从VLC设备接收到通信信令(例如关联请求、握手请求等)(步骤1915)，则基础设施光源发送超控信号给调光器(步骤1920)。一旦调光器接收到超控信号，调光控制信号将被禁止(步骤1925)。在通信会话期间，即使在稍后的时间用户想要调光，所述光源将不响应用户，直到通信会话完成为止。当事件发生时(例如，当VLC设备和基础设施光源的通信被终止时，或者当一些定时器超时等)，基础设施光源发送禁止超控信号(步骤1935)给调光器。此时，调光器重新获得对基础设施光源的控制。
图21描述了示出根据本公开一个实施例的适配物理层数据速率和调制方案的工作循环的通信过程。此过程对应于针对图14中的情况B和C的VLC系统。
过程2000包括如图20中所述的1905、1910、1915和1920。然而，不使用外部调光超控，而是基础设施光源调节一个或多个物理层配置参数(例如，工作循环、数据速率、或调制方案等等)(步骤2005)。所述调节是基于来自诸如DALI的接口的调光控制外部输入。然后将所述配置参数传递给VLC设备。也可以通过来自调光器的PWM要求以及其他要求(例如，诸如服务质量的高层要求等)联合调节这些物理层配置参数。
图22描述了根据本公开一个实施例的包括资源分配和调度改变的通信过程。所述过程为基础设施光源调节MAC分配和传输调度以支持在调光下的VLC。这在在如图14中的情况C中所述的驱动器不能以调制速率切换(慢切换)的情况中可能是有用的。
过程2100包括如图20中所述的步骤1905、1910、1915和1920。然而，不使用外部调光超控，而是基础设施光源根据调光控制调节一个或多个MAC资源分配参数并且向所述设备通知这些改变(步骤2105)。资源分配参数的实例包括用于来自一个VLC设备的一种/多种类型的业务的传输调度、用于多个VLC设备的传输调度、功率控制信息、色彩选择、移动性支持(例如，移交)、干扰减轻等等。在某些实施例中，基础设施光源基于来自调光器的PWM要求调节资源分配配置。这些资源分配配置也可以取决于其他要求，如，高层的要求、服务质量等。
图23描述了根据本公开一个实施例的包括在调光期间的辅助链路适配的通信过程。过程2200包括如图20中所描述的步骤1905、1910、1915和1920。然而，不使用外部调光超控，而是使用链路适配定时器来延迟调光请求和光源的实际调光之间的时间(步骤2205)。在某些实施例中，当接收到调光控制改变时，MAC启动链路适配定时器。通过延迟光线的调光(直到几百微秒或更长)，VLC电路可以适配设备之间的链路以工作在新(更低)的数据速率(当被调光时)(步骤2210)，而不中断链路或者发生可能的链路故障。在链路由于调光可能被中断的情况中，本实施例可能是有优势的。
虽然已经用示例实施例描述了本公开，但是可以向本领域技术人员提示各种变化和修改。可以期望本公开包括落入所附权利要求书的范围内的这样的变化和修改。

Claims (15)

1.一种用于在可见光通信(VLC)中调光的方法，所述方法包括：
根据调光器设置调整光线的亮度；
在所述光线的经调整的亮度期间确定是否要向至少一个VLC接收器发送数据；
在发送数据的同时旁路所述调光器设置；
将所述光线的经调整的亮度设置为所述光线的用于通信的亮度的级别；并且
在完成数据的发送之后恢复光线的经调整的亮度。
2.如权利要求1所述的方法，其中，所述光线的用于通信的亮度的级别是所述光线的最大亮度。
3.如权利要求1所述的方法，所述方法还包括：
感测所述光线的亮度被减弱到最大级别之下；
在VLC电路中，补偿被减弱的光线的亮度。
4.如权利要求3所述的方法，该方法还包括：
延迟减弱光线的亮度一指定时间间隔，
其中，所述VLC电路通过在所述指定时间间隔期间适配在发射所述光线的光源和所述VLC接收器之间的数据链路来补偿被减弱的光线的亮度。
5.如权利要求4所述的方法，该方法还包括：
在所述光源的空闲状态期间发送调光样式信号，所述调光样式信号被配置成充分地匹配所述光源的活跃状态的工作循环。
6.如权利要求3所述的方法，其中，所述VLC电路通过适配数据传送率、工作循环、物理层调制以及光线的脉宽调制(PWM)方案中的至少之一，来适应被减弱的光线的亮度。
7.如权利要求3中所述的方法，其中，所述VLC电路通过下述适应被减弱的光线的亮度：
调节至少一个介质访问控制(MAC)资源分配参数；以及
向所述VLC接收器通知被调节的资源分配参数。
8.一种用于在可见光通信(VLC)中调光的系统，所述系统包括：
至少一个光源，被配置成发射光线并且使用所述光线发送数据到VLC接收器；
调光器电路，被配置成根据调光器设置调整所述光线的亮度；
VLC电路，被配置成在所述光线的经调整的亮度期间确定是否要向至少一个VLC接收器发送数据；在发送数据的同时旁路所述调光器设置；将所述光线的经调整的亮度设置为所述光线的用于通信的亮度的级别；并且在完成数据的发送之后恢复光线的经调整的亮度。
9.如权利要求8所述的系统，其中，所述光线的用于通信的亮度的级别是所述光线的最大亮度。
10.如权利要求8所述的系统，其中，所述VLC电路通过感测所述光线的亮度被减弱到最大级别之下来补偿被减弱的光线的亮度。
11.如权利要求8中所述的系统，其中，所述VLC电路通过
适配数据传送率、工作循环、物理层调制、以及光线的脉宽调制(PWM)方案中的至少之一来适应被减弱的光线的亮度。
12.如权利要求8中所述的系统，其中，所述VLC电路通过调节至少一个介质访问控制(MAC)资源分配参数；以及
通知所述VLC接收器被调节的资源分配参数来适应被减弱的光线的亮度。
13.如权利要求8中所述的系统，还包括：
链路适配定时器，被配置成延迟减弱光线的亮度；
其中，所述链路适配定时器延迟减弱光线的亮度一指定时间间隔，并且所述VLC电路在所述指定时间间隔期间适配在所述光源和所述VLC接收器之间的数据链路。
14.如权利要求8所述的系统，其中，所述光源被配置成在所述光源的空闲状态或所述光源的接收状态期间发送调光样式信号，所述调光样式信号被配置成充分地匹配所述光源的活跃状态的工作循环。
15.如权利要求8所述的系统，其中，所述VLC电路还被配置成：
产生包括VLC活跃信号或脉宽调制(PWM)信号的外部信号；以及
发送所述外部信号给复用器以旁路调光器亮度设置。
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