CN103155713A - 针对编码光传输的调制 - Google Patents

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CN103155713A CN2011800506874A CN201180050687A CN103155713A CN 103155713 A CN103155713 A CN 103155713A CN 2011800506874 A CN2011800506874 A CN 2011800506874A CN 201180050687 A CN201180050687 A CN 201180050687A CN 103155713 A CN103155713 A CN 103155713A
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Abstract

编码光已经被提出来使能光源的高级控制以及使用光源传送信息。驱动所述光源的信道符号的序列根据源符号的序列被确定使得没有可见的闪烁能存在于由所述光源发射的编码光中。每个源符号被映射成复合信道符号,所述复合信道符号包括至少一个第一信道符号和至少一个第二信道符号,所述第一信道符号可能与当前的源符号是相同的,所述第二信道符号可能是当前的源符号和至少一个未来的和/或过去的源符号的函数。

Description

针对编码光传输的调制
技术领域
本发明涉及一种编码光系统。特别地,它涉及用于驱动在编码光系统中被布置成发射编码光的至少一个光源以及用于将该编码光解码成信息序列的方法和设备。
背景技术
现今,光源被应用在由许多光源构成的照明系统中。由于固态照明的引进,这些光源的若干参数在光源的系统中可以被改变和控制。这样的参数包括光强度、光色、光色温乃至光方向。通过改变和控制不同光源的这些参数,使所述系统的光设计者或用户能生成照明场景。这些过程经常被称为场景设置,并且由于众多光源和参数要被控制,这些过程典型地是相当复杂的过程。典型地,对于每个光源需要一个控制器或控制信道。这使得控制十个以上的光源的系统是困难的。
为了使能对光源的更加直观且更加简单的控制以及创建场景,在照明器的光输出中嵌入诸如不可见的标识符这样的信息序列先前已经被提出。标识符的这种嵌入可以是基于照明器的可见光(VL)的独特的调制的或是通过在照明器中放置额外的红外(IR)光源并且独特地调制这种IR光。曼切斯特码通常被使用为调制所述编码光的手段。
在所述光中嵌入标识符将被称为编码光(CL)。利用CL的通信将被称为可见光通信(VLC)。为了CL的传输,发光二极管(LED)多半被考虑,其允许合理的高调制频率和带宽。这继而可能导致控制系统的快速响应。然而,所述标识符也可以被嵌入在其它光源的光中,所述其它光源诸如白炽灯、卤素灯、荧光灯以及高强度放电(HID)灯。这些光源标识符(也被称为码)允许对单独的本地照射贡献的识别和强度估计。这可以被应用在光控制应用(诸如试运行、光源选择和交互式场景设置)中。这些应用在例如房屋、办公室、商店和医院里有用。这些光源标识符因此使能光系统的简单且直观的控制操作,其否则可能是非常复杂的。
发明内容
鉴于此,合意的是,在光源的光输出中嵌入编码信息(例如,分组)对于对光源的照射功能感兴趣的用户是不可见的。换言之,可能合意的是,所述光的编码没有导致可见的闪烁。这些需求暗示调制码的频谱不应该包含低的频率。因为连接到平常的电力网的光源通常产生强干扰(例如,在DC 50Hz或100Hz上),通过在接收器处的适当滤波来抑制该干扰可能是有利的。为了使通过这种滤波后不让所述想要的信号降级太多,如果所述想要的信号在频谱的存在干扰的那些位置是没有的,则这是有利的。这种考虑也暗示,调制码的频谱不应该包含低的频率。调制码的频谱不包含高的频率也可能是合意的,原因是在针对LED光源的廉价的驱动器中的电路对于这种高频率可能难以实现。
在接收器侧能够检测包括在VLC中的数字信息,甚至在存在来自其它光源(像例如太阳、荧光灯泡或灯管、白炽灯等等)的干扰的情况下能够检测数字信息,也是合意的。因此,经调制的信号的频谱在所述频谱的、其中存在这种干扰的频率位置上不包含任何贡献可能是合意的。
本发明的目标是克服这些问题并且提供解决或至少减轻上述问题的方法、设备和系统概念;例如通过提供允许比现有技术更好的频谱限制(特别是针对低的频率)的、同时具有可比较的复杂性的方法、设备和系统概念。
通常,以上目标通过根据所附的独立权利要求的方法和设备来实现。
根据第一方面,以上目标通过光驱动器实现,所述光驱动器用于基于控制信号驱动被布置成发射编码光的至少一个光源,所述光驱动器包括:接收器,其被布置成接收源符号                                               的序列
Figure 2011800506874100002DEST_PATH_IMAGE004
,所述序列代表信息源的信息序列;处理单元,其被布置成根据源符号的所述序列来确定信道符号zk的序列
Figure 2011800506874100002DEST_PATH_IMAGE006
,该序列形成控制信号;发送器,其被布置成为至少一个光源提供控制信号,由此驱动所述至少一个光源;其中处理单元被布置成通过将在时间k上的每个源符号
Figure 2011800506874100002DEST_PATH_IMAGE007
映射成复合信道符号
Figure 2011800506874100002DEST_PATH_IMAGE009
来确定信道符号z的序列,所述复合信道符号包括至少一个第一信道符号
Figure 2011800506874100002DEST_PATH_IMAGE011
(其中的一个与
Figure 2011800506874100002DEST_PATH_IMAGE012
是相同的),以及从集合M选择的至少一个第二信道符号
Figure 2011800506874100002DEST_PATH_IMAGE014
,其中是源符号
Figure 2011800506874100002DEST_PATH_IMAGE016
和至少一个未来的和/或过去的源符号
Figure 2011800506874100002DEST_PATH_IMAGE018
(i ≠k)的函数,所述映射导致在信道符号的序列z的频率零处的功率谱密度等于零,并且其中控制信号由此使没有可见的闪烁能存在于由所述至少一个光源发射的编码光中。
所述被提出的映射允许比例如曼切斯特脉冲更好的频谱限制(特别是针对低的频率),同时具有可比较的复杂性。
符号zk,2可能是L项
Figure 2011800506874100002DEST_PATH_IMAGE020
(对于l= 1 , … L)的有正负之分的加权平均,导致信道符号的序列z的功率谱密度按衰减,其中f表示以Hz为单位的频率以及其中T表示用于传输
Figure 2011800506874100002DEST_PATH_IMAGE023
的、以秒为单位的时间。曼切斯特编码的频谱对于f接近零按f2衰减。因此,所提出的编码方案比曼切斯特编码衰减的快。
根据第二方面,以上目标通过照明器实现,所述照明器包括至少一个光源、调制装置和根据以上的光驱动器,所述调制装置被布置成根据由光驱动器提供的控制信号调制将由所述至少一个光源发射的编码光。
根据第三方面,以上目标通过用于基于控制信号驱动被布置成发射编码光的至少一个光源的方法来实现,所述方法包括接收源符号
Figure 2011800506874100002DEST_PATH_IMAGE024
的序列
Figure 797375DEST_PATH_IMAGE004
,所述序列代表信息源的信息序列;根据源符号的所述序列来确定信道符号zk的序列
Figure 2011800506874100002DEST_PATH_IMAGE025
;为至少一个光源提供控制信号,由此驱动所述至少一个光源;其中通过将在时间k上的每个源符号
Figure 2011800506874100002DEST_PATH_IMAGE026
映射成复合信道符号
Figure 2011800506874100002DEST_PATH_IMAGE027
来确定信道符号z的序列,所述复合信道符号包括至少一个第一信道符号
Figure DEST_PATH_IMAGE011A
(其中的一个与
Figure DEST_PATH_IMAGE012A
是相同的),以及包括从集合M选择的至少一个第二信道符号
Figure DEST_PATH_IMAGE028
,其中
Figure DEST_PATH_IMAGE015A
是源符号
Figure 2011800506874100002DEST_PATH_IMAGE016A
和至少一个未来的和/或过去的源符号
Figure 269508DEST_PATH_IMAGE018
(i ≠k)的函数,所述映射导致在信道符号的序列z的频率零处的功率谱密度等于零,并且其中控制信号由此使没有可见的闪烁能存在于由所述至少一个光源发射的编码光中。
根据第四方面,以上目标通过信息解码器来实现,所述信息解码器用于从接收自光检测器的信号解码信息序列,所述信号指示从由根据以上的光驱动器驱动的至少一个光源发射的编码光,所述信息解码器包括:接收器,其被布置成从光检测器接收信号,所述信号指示信道符号的序列
Figure 523083DEST_PATH_IMAGE006
;处理单元,其被布置成根据所述信号确定经解码的源符号
Figure DEST_PATH_IMAGE030
的序列
Figure 2011800506874100002DEST_PATH_IMAGE032
,所述序列形成经解码的信息序列;其中所述处理单元被布置成确定经解码的源符号
Figure 2011800506874100002DEST_PATH_IMAGE034
的序列,经解码的源符号
Figure 445777DEST_PATH_IMAGE030
凭此根据在
Figure DEST_PATH_IMAGE011AA
和至少所述信道符号
Figure DEST_PATH_IMAGE015AA
与一个未来的和/或过去的信道符号
Figure 2011800506874100002DEST_PATH_IMAGE036
(i≠k)的加权平均之间的差被确定。
所述处理单元可能包括硬判决解码器。所述硬判决解码器可以被布置成依照所述差的正负号来确定经解码的源符号的序列。这样的解码器可能允许快速且精确的解码。
根据第五方面,以上目标通过用于从接收自光检测器的信号解码信息序列的信息解码器来实现,所述信号指示从由根据以上的光驱动器驱动的至少一个光源发射的编码光,所述信息解码器包括:接收器,其被布置成从光检测器接收信号,所述信号指示信道符号
Figure 579824DEST_PATH_IMAGE027
的序列;处理单元,其被布置成根据所述信号确定经解码的源符号
Figure 2011800506874100002DEST_PATH_IMAGE038
的序列
Figure 921124DEST_PATH_IMAGE032
,所述序列形成经解码的信息序列;其中所述处理单元被布置成确定经解码的源符号的序列,所述经解码的源符号
Figure DEST_PATH_IMAGE038A
凭此通过采用
Figure 2011800506874100002DEST_PATH_IMAGE041
以及半符号
Figure 2011800506874100002DEST_PATH_IMAGE045
(对于1的值在k的附近)的线性组合被确定,其中
Figure DEST_PATH_IMAGE047
Figure DEST_PATH_IMAGE049
的第一半以及
Figure 2011800506874100002DEST_PATH_IMAGE051
的第二半。
所述处理单元可能被布置成通过使用具有系数的集合的匹配滤波器来确定经解码的源符号
Figure 2011800506874100002DEST_PATH_IMAGE054
的序列,所述系数的集合依据半符号包括序列
Figure DEST_PATH_IMAGE056
。根据实施例,所述匹配滤波器依据半符号具有
Figure DEST_PATH_IMAGE058
个系数,以序列
Figure DEST_PATH_IMAGE060
开始,后面是在
Figure DEST_PATH_IMAGE062
Figure DEST_PATH_IMAGE064
之间交替的N对系数,直到等于
Figure DEST_PATH_IMAGE066
的第N对,并以序列
Figure DEST_PATH_IMAGE068
结束。
应当指出,本发明涉及权利要求中列举的特征的所有可能的组合。同样地,第一方面的优势适用于第二方面、第三方面、第四方面和第五方面,并且反之亦然。
附图说明
现在将参考附图更详细地描述本发明的以上和其它方面,所述附图示出本发明的实施例。
图1图示了根据实施例的照明系统;
图2图示了根据实施例的光源;
图3图示了根据实施例的信息解码器;
图4a-4c图示了根据实施例的移位寄存器编码器;
图5图示了根据实施例的移位寄存器解码器;
图6a-e图示了根据实施例的、针对源符号和信道符号的脉冲序列;
图7a-7g图示了根据实施例的信道符号的序列的频谱表示;
图8a-8b是根据实施例的流程图。
具体实施方式
以下的实施例通过例子被提供,使得该公开将是彻底的和完全的,并且将充分地把本发明的范围传达给本领域的技术人员。相同的数字贯穿本文指代相同的单元。
图1图示了包括至少一个光源的照明系统1,所述光源由参考标号2示意性地表示。所述至少一个光源2可能是照明器和/或是照明控制系统的一部分,因此所述照明系统1可能被表示为编码照明系统。照明器可能包括至少一个光源2。术语“光源”指被用于出于照射房间内的对象的目的而在房间内提供光的设备。在该上下文中,房间典型地是公寓房间、办公室房间、体育馆大厅、公共场所里的房间或户外环境的一部分(诸如街道的一部分)。每个光源2能够发射编码光,如由箭头6示意性地图示的。所发射的光因此包括经调制的部分,所述经调制的部分与包括信息序列的编码光相关联。所发射的光也可能包括未经调制的部分,所述未经调制的部分与照射贡献相关联。每个光源2可能与许多照明设置相关联,尤其与所述光源的照射贡献有关,所述照明设置诸如颜色、色温和所发射的光的强度。通常,所述光源的照射贡献可能被定义为由光源2发射的光的时间平均(time-averaged)输出。光源2将参考图2被进一步描述。
如上面指出的,所述至少一个光源2经由所述可见光6发射信息序列。在所述信息序列经由所述可见光6被发射之前,它被映射成信道符号的序列来形成经调制的信号。这种调制信号然后可能充当控制信号来驱动所述至少一个光源。所述控制信号可能由此确定脉冲序列(pulse train),所述脉冲序列在发射光(在“开(ON)”状态)和不发射光(在“关(OFF)”状态)之间切换所述至少一个光源2。
所述照明系统1还包括被称为信息解码器4的装置。所述信息解码器4被布置成从由所述至少一个光源2发射的编码光来解码信息序列。所述信息解码器4将参考图3被进一步描述。
所述照明系统1可能还包括其它设备10,所述其它设备10被布置成控制所述至少一个光源2和/或向所述至少一个光源2提供信息。
图2依据许多功能块示意性地图示了光源2。所述光源2包括用于发射编码光的发射器14。所述发射器14可能包括一个或多个LED,但是它也很可能包括一个或多个FL或HID源等等。通常,编码方案可能利用多个光源。例如,3电平编码方案可能具有两个LED,所述两个LED将映射(OFF,OFF)使用于电平“-A”、将(ON,OFF)使用于电平“0”、以及将(ON,ON)使用于电平“+A”。电平如何被确定在下面被公开。所述发射器由光驱动器18控制。所述光驱动器18可能包括处理单元16(诸如中央处理单元(CPU))或是处理单元16的一部分。同样地,所述光驱动器18包括接收器20和发送器24。所述接收器20可能被布置成接收设置、控制信息、码参数等。所述接收器20可能是被配置来接收编码光的接收器。所述接收器20可能包括用于接收红外光的红外接口。替换地,所述接收器20可能是用于接收无线地传送的信息的无线电接收器。再替换地,所述接收器20可能包括用于接收通过电线传送的信息的连接器。所述电线可能是电力线电缆。所述电线可能是计算机电缆。与设置、控制信息、码参数等有关的信息可以被存储在存储器22中。
所述光驱动器18可能经由所述接收器20接收与要由所述光源2借助于编码光传送的信息序列有关的信息。通过例如利用所述处理单元16,所述光驱动器18可以改变对所述编码光的编码,使得由所述发射器14发射的编码光包括所述信息序列(的编码的版本)。为了实现这样的传输,所述光驱动器18可能被布置成执行许多功能性。例如,所述接收器20被布置成接收源符号
Figure DEST_PATH_IMAGE070
的序列
Figure 2011800506874100002DEST_PATH_IMAGE072
,其代表信息源的信息序列。所述处理单元16被布置成根据源符号的序列确定信道符号
Figure 2011800506874100002DEST_PATH_IMAGE074
的序列
Figure 609244DEST_PATH_IMAGE025
,其形成控制信号。所述发送器24被布置成向所述光源2提供所述控制信号并且由此驱动所述光源2。这些功能性下面将参考图8a的流程图被更详细地描述。替换地,所述光源2不包括光驱动器。所述光驱动器18然后可能是所述照明系统1的一部分。
所述信息解码器4可能被布置成检测和接收光(诸如所述编码光),所述光包括由所述至少一个光源2发射的信息序列以及由在所述照明系统1的外面的光源(未示出)发射的光。所述接收器4被布置成根据所检测和接收的光来确定由所述至少一个光源2传送的信息序列。针对根据本发明的实施例的信息解码器4的功能方块图在图3中被给出。所述信息解码器4包括接收器34,其被布置成从光检测器32接收信号,所述信号指示信道符号
Figure 2011800506874100002DEST_PATH_IMAGE075
的序列。所述信息解码器4还包括处理单元26,其被布置成根据所述信号确定经解码的源符号
Figure 2011800506874100002DEST_PATH_IMAGE076
的序列
Figure 2011800506874100002DEST_PATH_IMAGE077
,所述序列形成经解码的信息序列。为了实现该确定,所述信息解码器4可能被布置成执行许多功能性。这些功能性在下面将参考图8b的流程图被描述。所述信息解码器4可能还包括存储器28和发送器30。所述存储器28可以存储与估计信息序列的功能性有关的指令。所述发送器30可以被利用来将信息传递给所述照明系统1中的至少一个光源2。
如上面指出的,在所述信息序列经由所述可见光6被发射前,其被映射成信道符号的序列来形成经调制的信号。所述映射牵涉到确定调制方案,信道符号的序列将用所述调制方案被调制。曼切斯特码(或双相(bi-phase)码)通常被用作调制所述编码光的手段。在曼切斯特编码中,每个输入比特(也被称作用户比特)被映射成一对信道符号,其中在每对中的所述信道符号具有不同的正负号(sign)。具体地,“1”被映射成对
Figure 2011800506874100002DEST_PATH_IMAGE079
,而“0”被映射成对(或反之亦然)。明显地,所述曼切斯特码是无直流(DC-free)的,因为平均传送幅度是零。图7a在参考标号52处图示了针对使用曼切斯特码的、具有每秒500用户比特的通信速度的例子的被传送波形的频率表示(以功率谱密度PSD为单位)。然而,由于PSD的相对慢的衰减,可见的闪烁可能被引入所发射的光中。
这个问题可以通过如下面公开的方法、设备和系统概念来克服,其提供从源符号u到信道符号z的映射,从而导致在信道符号的序列z的频率零处的PSD等于零并且其中PSD具有比曼切斯特码更快的衰减。控制信号(即,基于所述光驱动器18所生成的信道符号的序列并被使用来驱动所述至少一个光源2的信号)由此使得没有可见的闪烁能存在于由所述至少一个光源2发射的编码光中。用于提供这样的映射以及解码已经用这样的映射被调制的信息序列的手段将在下面被公开。简言之,提供了映射的集合,其可能被视为对将比特转换为波形的曼切斯特调制编码规则的修改。所提出的映射对于嵌入在光中的信息的传输是尤其有用的。良好的低频特性确保没有可见的闪烁,以及确保对低频干扰的低敏感性。特别地,所提出的映射使得曼切斯特码的“无直流(DC-free)”特性能被改进,因此导致所发射的编码光的更少的可见的闪烁(或甚至根本没有可见的闪烁),同时改进了对由于PSD的快速衰减而在针对给定的(低的)比特率的信息解码器上产生的50Hz和100Hz干扰的抑制。用于可见光通信的调制系统的这些不同的方面将在下面被考虑。
根据第一个提出的映射,来自用户比特u的串的每个用户比特
Figure 2011800506874100002DEST_PATH_IMAGE083
Figure DEST_PATH_IMAGE085
)被映射成两个信道符号
Figure DEST_PATH_IMAGE087
的组,其中
Figure 2011800506874100002DEST_PATH_IMAGE089
Figure 2011800506874100002DEST_PATH_IMAGE091
,其中
Figure DEST_PATH_IMAGE093
取决于当前组的
Figure 714527DEST_PATH_IMAGE083
和下一组的
Figure 2011800506874100002DEST_PATH_IMAGE095
。因此,针对
Figure 2011800506874100002DEST_PATH_IMAGE097
的映射被定义为
Figure 2011800506874100002DEST_PATH_IMAGE099
以及针对
Figure 2011800506874100002DEST_PATH_IMAGE101
的映射被定义为
Figure 2011800506874100002DEST_PATH_IMAGE103
Figure 2011800506874100002DEST_PATH_IMAGE105
。信道符号z的序列然后由所述两个信道符号
Figure 656068DEST_PATH_IMAGE087
的对形成。使用第一个提出的映射的编码相对于曼切斯特编码的一个优势是所述功率谱(诸如功率谱密度),其与所述信道序列的自相关函数的傅里叶变换相对应。对于具有在平均水平A0周围的幅度A的幅度调制,所述信道符号序列z以幅度A0+A·z被传送。针对曼切斯特编码的功率谱然后等于
Figure 2011800506874100002DEST_PATH_IMAGE107
,其中T是用户比特时间。对于第一个提出的映射,所述功率谱是
Figure 2011800506874100002DEST_PATH_IMAGE109
因此,第一个提出的映射的频谱比曼切斯特编码的频谱在2/T的整数倍的频率周围被更强地抑制。特别地,对于频率接近于零,所述曼切斯特功率谱是0(f2),而针对第一个提出的映射的功率谱是0(f4)。换言之,对于f接近零,曼切斯特编码的频谱按f2衰减,而对于f接近零,使用第一个提出的映射的频谱编码按f4衰减。在图7b的参考标号54处的、针对第一个提出的映射的PSD各自地与在参考标号56处的、针对相等的用户比特率的曼切斯特(双相(bi-phase))映射进行比较。如该图中能够被看见的,第一个提出的映射比所述曼切斯特(双相(bi-phase))映射在DC(零频率)周围具有显著地更宽的间隙(gap)。
如果在DC周围的频谱“洞”不得不被加宽,第一个提出的映射可能被扩展成所提出的映射的第二个类别。根据使用第二个提出的映射的调制,一个源比特
Figure 2011800506874100002DEST_PATH_IMAGE111
被映射成包含N+1个符号的词
Figure 2011800506874100002DEST_PATH_IMAGE113
Figure 2011800506874100002DEST_PATH_IMAGE115
,其中前面的N个符号由
Figure 2011800506874100002DEST_PATH_IMAGE119
(对于)定义,以及其中
Figure DEST_PATH_IMAGE122
由映射
Figure DEST_PATH_IMAGE124
定义。第二个提出的映射的效果是信号带在频率上向上移,因此释放出低频率。第二个提出的映射可以被视为一种矩形载波(square carrier)的相位调制,其中合并的符号
Figure 491037DEST_PATH_IMAGE093
用于“平滑”过渡以便保持所需的带宽小。图7c在参考标号58处示出针对对于N=2的第二个提出的映射的PSD,其与在参考标号60处的曼切斯特脉冲以及在参考标号62处的被定义为
Figure DEST_PATH_IMAGE126
的映射进行比较,所有的这些都针对每秒500比特的相同用户比特率。图7d在参考标号64处示出针对对于N=4的第二个提出的映射的PSD,所有的这些都针对每秒500比特的相同用户比特率并且再次与在参考标号66处的曼切斯特脉冲以及在参考标号68处的被定义为的映射进行比较。
然而,甚至比由第一个和第二个提出的映射所实现的抑制更强的抑制在某些应用中可能被需要。第一个和第二个提出的映射可能被进一步扩展到第三个提出的映射的类别。第三个提出的映射的类别由整数L标记,并且牵涉到将源符号映射成3L-值的(3L-valued)信道符号zk。作为结果的传送信号(当使用幅度调制时)在低频率处具有少的功率并且按(fT)4L衰减,其中f是频率以及T是比特时间。对应的匹配滤波器门限接收器对低频干扰具有类似的拒绝。对于L=1,第一个提出的映射被恢复。L=2的方案给出了在实用性和想要的低频特性之间很好的平衡。
特别地,根据第三个提出的映射的类别,每个信道符号zk是对
Figure 578576DEST_PATH_IMAGE087
,其中
Figure 222047DEST_PATH_IMAGE099
并且其中中间符号
Figure 603219DEST_PATH_IMAGE101
将被选择为
其中,对于L的给定值,系数
Figure DEST_PATH_IMAGE130
由如下条件确定,即:
Figure DEST_PATH_IMAGE132
,从而使得功率谱
Figure DEST_PATH_IMAGE134
Figure DEST_PATH_IMAGE136
对于L的每个值,寻找系数
Figure DEST_PATH_IMAGE130A
是线性代数的问题。针对L的前面几个值的结果是
Figure DEST_PATH_IMAGE138
Figure DEST_PATH_IMAGE140
中间符号
Figure 456774DEST_PATH_IMAGE101
(是L个三元符号的加权和),其可以呈现
Figure DEST_PATH_IMAGE142
个的不同的值。如上面指出的,对于L=1,第一个提出的映射被恢复。设置L=2相对L=1给出了相当大的频谱改进,同时电平数量保持限制在9,即集合内的值是:
Figure DEST_PATH_IMAGE144
因为最大幅度在这种情况下是5/4,与对于L=1的1相比,对于L=2的最大调制深度A是4/5乘以对于L=1的最大幅度。
用户比特的序列因此被转换为信道符号的序列,如上面所描述的。这些信道符号使用可见光通信(例如使用幅度调制)在所述信道(即,从所述至少一个光源2到所述信息解码器4)上传送。在所述信息解码器4处,所接收的“软(soft)”符号可以通过匹配滤波器被发送,并且所估计的源序列或用户比特可以经由门限方案(例如,使用正负号函数)被检测,见下文。图7e按fT除以
Figure DEST_PATH_IMAGE146
的函数示出PSD,所述PSD分别在参考标号76处针对曼切斯特编码以及在参考标号72处针对对于L=1的第三个提出的映射的类别、在参考标号74处针对对于L=2的第三个提出的映射的类别、和在参考标号78处针对对于L=3的第三个提出的映射的类别。如图中指出的,接近零频率的频率间隙随着L增加而增加。
如上面所公开的,根据第一个提出的映射,来自用户比特u的串的每个用户比特
Figure DEST_PATH_IMAGE148
Figure DEST_PATH_IMAGE150
)被映射成两个信道符号
Figure 56295DEST_PATH_IMAGE087
的组,其中
Figure DEST_PATH_IMAGE152
。第一个和第二个提出的映射(针对其的输出波形因此可以取三元字母表
Figure DEST_PATH_IMAGE154
内的值)可以被进一步扩展成第四个提出的映射的类别(针对其的输出波形取二元字母表
Figure DEST_PATH_IMAGE156
内的值)。因此,对于第四个提出的映射的类别,来自用户比特u的串的每个用户比特
Figure DEST_PATH_IMAGE158
)被映射成两个信道符号
Figure 662594DEST_PATH_IMAGE087
的组,其中
Figure DEST_PATH_IMAGE160
。因此,第一个和第二个提出的映射通常需要三个光输出电平,而第四个提出的映射通常需要仅仅两个光输出电平;对于第一个和第二个提出的映射,如上面公开的,对应于符号+1的波形可能是具有高幅度
Figure DEST_PATH_IMAGE162
的脉冲,对应于符号-1的波形可能是具有低幅度
Figure DEST_PATH_IMAGE164
的脉冲,以及对应于符号‘0’的波形可能是具有幅度
Figure DEST_PATH_IMAGE166
的脉冲。
对于第四个提出的映射的类别,‘0’符号(其仅被用于
Figure 309607DEST_PATH_IMAGE101
并且因此在
Figure DEST_PATH_IMAGE168
内具有非零(non-zero)支持)可以通过使用高电平幅度
Figure 588142DEST_PATH_IMAGE162
和低电平幅度的组合来形成,同时维持所述四阶低频功率谱。对于在
Figure DEST_PATH_IMAGE170
内具有支持的所述‘0’波形
Figure DEST_PATH_IMAGE172
,所述需求因此可以被制定为:
如果符号内的电平改变的数量被限制,则满足这些约束条件的波形的数量是有限的。针对这种波形
Figure 2011800506874100002DEST_PATH_IMAGE175
的电平改变的最小数量是两个,并且在这种情况下存在两种可能性:第一种可能性具有对于
Figure 2011800506874100002DEST_PATH_IMAGE177
Figure 2011800506874100002DEST_PATH_IMAGE179
Figure 2011800506874100002DEST_PATH_IMAGE181
以及对于
Figure 2011800506874100002DEST_PATH_IMAGE185
,第二种可能性和第一种相同,但是具有互换的高电平和低电平。
表示用于传送符号‘+1’的波形以及用
Figure 2011800506874100002DEST_PATH_IMAGE189
表示用于传送符号‘-1’的波形。如果符号‘0’的前面是符号‘+1’且其后面是符号‘-1’,则符号‘0’可以作为由
Figure 2011800506874100002DEST_PATH_IMAGE191
表示的波形传送,以及如果它前面是符号‘-’且它后面是符号‘+’,则它作为由
Figure 2011800506874100002DEST_PATH_IMAGE193
表示的不同波形传送。例如,如果波形
Figure 828237DEST_PATH_IMAGE191
Figure DEST_PATH_IMAGE194
满足以下条件(其因此对应于以上的条件a)、b)和c)):
Figure DEST_PATH_IMAGE196
所述功率谱密度在非零(non-zero)频率处是无三角峰值的并且具有四阶低频行为。
在每个波形
Figure 993770DEST_PATH_IMAGE191
Figure 264215DEST_PATH_IMAGE194
内具有的一个电平改变,在‘0’符号和前面的符号之间的过渡处没有电平改变,以及在‘0’符号和后面的符号之间的过渡处没有电平改变,
Figure 702149DEST_PATH_IMAGE191
Figure 162912DEST_PATH_IMAGE193
可能被选择为
Figure DEST_PATH_IMAGE198
因此,
Figure 2011800506874100002DEST_PATH_IMAGE199
根据
Figure 2011800506874100002DEST_PATH_IMAGE201
的值来由
Figure 776427DEST_PATH_IMAGE191
Figure 889877DEST_PATH_IMAGE194
表示。如果
Figure 2011800506874100002DEST_PATH_IMAGE205
Figure 2011800506874100002DEST_PATH_IMAGE207
,则
Figure DEST_PATH_IMAGE208
Figure 2011800506874100002DEST_PATH_IMAGE209
表示,反之亦然。此外,因为
Figure 798796DEST_PATH_IMAGE191
改变电平,每个
Figure 412497DEST_PATH_IMAGE208
也将改变电平并且根据上述由两个子部分组成;对于
Figure 696848DEST_PATH_IMAGE191
,第一个子部分具有值
Figure DEST_PATH_IMAGE210
以及第二个子部分具有值,并且对于
Figure 217696DEST_PATH_IMAGE194
,第一个子部分具有值
Figure 245695DEST_PATH_IMAGE211
以及第二个子部分具有值
Figure 427278DEST_PATH_IMAGE210
。在图7f-7g中的参考标号92处(其中图7g给出在图7f的标绘图的零频率周围的放大版本)的、针对第四个提出的映射的PSD与针对相等用户比特率的在参考标号94处的曼切斯特(双相(bi-phase))映射以及在参考标号96处的第一个提出的映射进行比较。如在图7f-7g能看见的,第四个提出的映射比第一个提出的映射在DC(零频率)周围具有更窄的间隙,但是仍然比曼切斯特(双相(bi-phase))映射宽。
针对中间符号(即‘0’符号)使用两种不同的波形也可以被应用于第二个提出的映射的类别。特别地,如果要被插入在
Figure 2011800506874100002DEST_PATH_IMAGE215
之间的三元符号
Figure DEST_PATH_IMAGE216
是‘0’,(即在
Figure DEST_PATH_IMAGE218
的条件下)则如果,波形
Figure 69481DEST_PATH_IMAGE191
可以被使用,以及如果
Figure DEST_PATH_IMAGE222
,波形
Figure 766041DEST_PATH_IMAGE194
可以被使用。
对于所提出的映射的第三类别,
Figure 332152DEST_PATH_IMAGE216
根据以上可以呈现
Figure DEST_PATH_IMAGE224
个不同的值,这些值中的一些比+1大或比-1小。所提出的映射的第三类别的符号值
Figure DEST_PATH_IMAGE226
Figure 446870DEST_PATH_IMAGE216
可以被缩放使得它们都位于区间[-1,1]内。作为例子,对于L=2,针对的可能的值变为-1、-9/10、-4/5、-1/10、0、1/10、4/5、9/10、1以及针对
Figure 522459DEST_PATH_IMAGE226
的可能的值变为-4/5、4/5。代表符号值z的波形可以通过使用高电平达所述符号时间的
Figure DEST_PATH_IMAGE228
部分以及使用低电平达所述符号时间的
Figure DEST_PATH_IMAGE230
部分而形成。此外,对于所述
Figure 944125DEST_PATH_IMAGE093
符号,所述三个‘高’的符号值4/5、9/10和1仅能出现在等于的一对
Figure DEST_PATH_IMAGE234
符号之间,因此对于所述高的符号值,所述波形可能优选地‘高’开始和‘高’结束而在中间具有‘低’部分。类似地,针对所述三个低的符号值-1、-9/10和-4/5的波形可能‘低’开始和结束而在中间具有‘高’部分。所述三个‘中间’符号值-1/10、0、1/10仅能出现在对(-4/5,4/5)或(4/5,-4/5)之间,因此对于这些符号,具有两个不同的波形可能是优选的;第一个波形‘低’开始和‘高’结束,另一个波形‘高’开始和‘低’结束,并且其中与相邻的信号电平相匹配的波形被使用。
通常,曼切斯特编码和基于第一个提出的映射的编码分别允许基于匹配滤波器:
Figure DEST_PATH_IMAGE236
Figure DEST_PATH_IMAGE238
的简单门限接收器,其中在右手侧中的
Figure 2011800506874100002DEST_PATH_IMAGE239
指示在所述信息解码器4内的所接收的值。这些滤波器的低频拒绝直接与对应信号的功率谱有关。针对第一个提出的映射的解码器的简单实施方案因此可能包括针对每个接收的信道符号z的整合和转存滤波器。硬判决解码器因此可以计算表达式
Figure 2011800506874100002DEST_PATH_IMAGE241
并且将结果与门限0比较以用于在传送的+1或-1(即
Figure 2011800506874100002DEST_PATH_IMAGE243
还是
Figure 2011800506874100002DEST_PATH_IMAGE245
)之间做决定。根据此和以上,技术人员理解匹配的门限接收器可以分别如何针对第二个和第三个提出的映射被实施。特别地,针对第三个提出的映射的匹配滤波器门限接收器可能被表达为
Figure 2011800506874100002DEST_PATH_IMAGE247
其中在右手侧的z值是这些符号在接收器处的被测量的值。
针对第一个提出的映射的以上表达式与具有匹配滤波器的接收器的输出相对应,所述匹配滤波器具有滤波器系数[-1/2,1,-1/2]。类似地,对应于所提出的、映射的第二个类别的匹配滤波器可能具有以下的系数的集合:
Figure 2011800506874100002DEST_PATH_IMAGE251
等等(如上面指出的,对于N=1,映射的第二个类别与第一个映射相对应)。
通常,基于匹配滤波器的接收器将滤波器系数和所接收的波形进行卷积并且然后输出在样本时刻处的值。如果用户比特
Figure 2011800506874100002DEST_PATH_IMAGE253
前面和后面是被具有相同值的用户比特,则在与所述比特对应的符号前面和后面的符号具有相反的值,因此与所述匹配滤波器的卷积给出为
Figure 2011800506874100002DEST_PATH_IMAGE255
。如果相邻的比特之一具有相反的正负号,则相邻的符号之一是‘0’并且所述匹配滤波器的输出是
Figure 2011800506874100002DEST_PATH_IMAGE257
。此外,如果相邻的比特二者都具有相反的正负号,则所述匹配滤波器的输出是
Figure 2011800506874100002DEST_PATH_IMAGE259
针对第四个提出的映射的接收器也可能是基于匹配滤波器的。特别地,针对第一个提出的映射的以上的匹配滤波器门限接收器也可能被用于第四个提出的映射,而具有好的结果。一般地说,为了第四个映射的最优解码,所述接收器需要考虑代表符号
Figure 2011800506874100002DEST_PATH_IMAGE261
(对于所有的k)的波形的符号的两半内的信号电平,所述符号即可以代表‘0’的符号。用
Figure 2011800506874100002DEST_PATH_IMAGE263
表示的第一半以及用表示的第二半。换言之,在每个区间内,
Figure 676829DEST_PATH_IMAGE263
对应于对于
Figure 2011800506874100002DEST_PATH_IMAGE269
Figure 850322DEST_PATH_IMAGE261
,以及 对应于对于
Figure 2011800506874100002DEST_PATH_IMAGE271
Figure 202860DEST_PATH_IMAGE261
。然后,
Figure 298992DEST_PATH_IMAGE253
的解码牵涉到采用对于l的值在k的附近的
Figure 2011800506874100002DEST_PATH_IMAGE273
Figure 2011800506874100002DEST_PATH_IMAGE275
Figure 2011800506874100002DEST_PATH_IMAGE277
的线性组合。特别地,针对第四个提出的映射的匹配滤波器可能优选地具有与滤波器系数
Figure 2011800506874100002DEST_PATH_IMAGE279
对应的脉冲响应,并且因此被划分成六个块,每一个具有T/4的持续时间。因此,对于这些滤波器系数,输出独立于相邻比特的值。
针对第四个提出的映射的匹配滤波器的滤波器系数也可能被使用在针对第一个提出的映射的基于匹配滤波器的接收器中。对于通过采用匹配滤波器输出的正负号被检测的用户比特来说,如果相邻的用户比特之一或二者具有相反的正负号,则将针对第四个提出的映射的匹配滤波器的滤波器系数使用在针对第一个提出的映射的基于匹配滤波器的接收器中可以减少由于加性噪声产生的误检测的概率。特别地,对于第二个提出的映射的类别,依据所述‘半符号’,所述匹配滤波器可能具有以下的系数的集合:
Figure 2011800506874100002DEST_PATH_IMAGE281
Figure 2011800506874100002DEST_PATH_IMAGE283
等等(如上面指出的,对于n=1,映射的第二个类别与第一个映射相对应)。因此,依据‘半符号’,所述匹配滤波器通常可能具有2N+4个系数。所述系数可能以序列开始。该开始序列然后可能后面有在
Figure 2011800506874100002DEST_PATH_IMAGE287
Figure 2011800506874100002DEST_PATH_IMAGE289
之间交替的N对系数,直到等于
Figure 2011800506874100002DEST_PATH_IMAGE291
的第N对。所述系数然后可能以序列
Figure 2011800506874100002DEST_PATH_IMAGE293
Figure 2011800506874100002DEST_PATH_IMAGE295
结束。接收器可能使用任何一个滤波器来解码任何一个映射(当然,具有相同的N的值)。针对第四个映射的滤波器与针对第一个或第二个映射的滤波器一样好或者比针对第一个或第二个映射的滤波器更好。针对所提出的映射的缩放的第三个类别的检测可能比针对映射的最初提出的第三个类别的检测需要更高的时间精确度(诸如在检测器上的过采样)。然而,针对基于幅度的L=2的系统的匹配滤波器可以被使用在针对以上缩放的符号的检测器中,由此减少时间精确度需求。
编码器(即映射过程)和解码器(即反映射过程)二者都可以使用移位寄存器被实施。图4a在参考标号36处图示了基于第一个提出的映射的编码器的移位寄存器实施方案。源序列u被输入到具有两个存储单元的移位寄存器中,一个单元用于存储
Figure 2011800506874100002DEST_PATH_IMAGE297
和一个用于存储
Figure 2011800506874100002DEST_PATH_IMAGE299
Figure 2011800506874100002DEST_PATH_IMAGE301
直接从
Figure 729972DEST_PATH_IMAGE299
获得。
Figure 2011800506874100002DEST_PATH_IMAGE303
通过首先将
Figure 391898DEST_PATH_IMAGE299
Figure 530755DEST_PATH_IMAGE297
相加并且然后将这个和乘以因子-1/2来获得。
Figure 927232DEST_PATH_IMAGE301
Figure 176948DEST_PATH_IMAGE303
然后在复用器(mux)中被序列化以便形成信道符号的最终序列z。
图4b在参考标号38处图示了基于第二个提出的映射的编码器的移位寄存器实施方案。所述源序列u被输入到具有两个存储单元的移位寄存器中,一个单元用于存储和一个用于存储
Figure 799876DEST_PATH_IMAGE299
Figure 870601DEST_PATH_IMAGE301
被形成为序列
Figure 2011800506874100002DEST_PATH_IMAGE305
,其中每个
Figure 2011800506874100002DEST_PATH_IMAGE307
从正负交替的
Figure 32329DEST_PATH_IMAGE299
的序列获得;如果n是奇数,则
Figure 2011800506874100002DEST_PATH_IMAGE309
,以及如果n是偶数,则。换言之,为了获得
Figure 950738DEST_PATH_IMAGE307
Figure 431398DEST_PATH_IMAGE299
或乘以+1(即不需要运算)或乘以-1。作为结果的序列
Figure DEST_PATH_IMAGE312
然后被输入到复用器(mux)中。
Figure 520577DEST_PATH_IMAGE303
通过首先将
Figure 954838DEST_PATH_IMAGE297
相加并且然后将这个和乘以因子-1/2来获得。
Figure 649124DEST_PATH_IMAGE301
Figure 97423DEST_PATH_IMAGE303
然后在复用器(mux)中被序列化以便形成信道符号的最终序列z。
图4c在参考标号40处图示了基于第三个提出的映射的编码器的移位寄存器实施方案。对于L=2,源序列u被输入到具有四个存储单元的移位寄存器中,所述四个存储器单元分别用于存储
Figure DEST_PATH_IMAGE316
Figure DEST_PATH_IMAGE318
Figure 2011800506874100002DEST_PATH_IMAGE319
Figure 2011800506874100002DEST_PATH_IMAGE321
Figure 283685DEST_PATH_IMAGE301
直接从
Figure 678894DEST_PATH_IMAGE299
获得。
Figure 227687DEST_PATH_IMAGE303
Figure 367594DEST_PATH_IMAGE316
Figure 634627DEST_PATH_IMAGE318
Figure 895844DEST_PATH_IMAGE319
Figure 299143DEST_PATH_IMAGE321
各自的加权和获得。如上指出的,对于L=2的加权因子分别是1/16、-9/16、-9/16和1/16。因此,根据第一个实施方案,
Figure 636715DEST_PATH_IMAGE316
Figure 391044DEST_PATH_IMAGE318
Figure 128056DEST_PATH_IMAGE319
Figure 448179DEST_PATH_IMAGE321
首先分别乘以1、-9、9和1,然后被相加并且然后乘以因子1/16来获得
Figure 878024DEST_PATH_IMAGE303
。替换地,
Figure 854070DEST_PATH_IMAGE303
可以通过使用按照将
Figure 971936DEST_PATH_IMAGE316
Figure 615407DEST_PATH_IMAGE318
分别直接乘以1/16、-9/16、-9/16和1/16来被找到,因此消除了对额外的乘数的需要。
Figure 555047DEST_PATH_IMAGE301
Figure 866074DEST_PATH_IMAGE303
然后在复用器(mux)中被序列化以便形成信道符号的最终序列z。
图5在参考标号42处图示了基于第一个提出的映射的解码器的移位寄存器实施方案。所接收的信道序列z被输入到解复用器(dmux)中来获得
Figure 372142DEST_PATH_IMAGE301
Figure 916256DEST_PATH_IMAGE303
Figure 798761DEST_PATH_IMAGE303
被输入到具有两个存储单元的移位寄存器中,一个单元用于存储和一个单元用于存储
Figure 2011800506874100002DEST_PATH_IMAGE325
Figure 197250DEST_PATH_IMAGE323
Figure 202115DEST_PATH_IMAGE325
被相加并且乘以因子-1/2。被估计的源序列
Figure 2011800506874100002DEST_PATH_IMAGE327
然后通过将这个乘积的结果与
Figure 718678DEST_PATH_IMAGE301
相加并且取所述和的正负号而获得。
图6a-d给出第一个提出的映射的应用的例子。图6a在参考标号44处图示了源序列
Figure 2011800506874100002DEST_PATH_IMAGE329
,其尤其可能代表信息序列
Figure 2011800506874100002DEST_PATH_IMAGE331
。针对所述源序列u的波形表示被图示在图6b中的参考标号46处,其中每个源比特具有T秒的持续时间。出于说明的目的,所述波形的幅度仅仅被限制在从-1到+1的区间内,但是如果具有幅度A的幅度调制被使用,它通常可能是从-A到+A。如技术人员理解的,除了幅度调制外的其它调制方法是同样可能的。图6c在参考标号48处图示了信道符号z的对应序列,即
Figure 2011800506874100002DEST_PATH_IMAGE335
,其中“?”取决于下一个源符号或者是“0”或者是“+1”。针对所述信道序列z的波形表示被图示在图6d中的参考标号50处。因此,如果连续的用户比特是相同的,则所述映射与双相(bi-phase)类似。然而,如果两个连续的用户比特是不同的,则所述第一个提出的映射产生“0”作为合并比特
Figure 309934DEST_PATH_IMAGE303
,这导致了所述传送波形的平滑过渡,因此防止了“远离(far away)”准载频(在以上的例子中500Hz)的频率的生成。
图6e给出第四个提出的映射的应用的例子,所述第四个提出的映射被用于与针对图6a-d的例子相同的例子,即针对源序列
Figure 2011800506874100002DEST_PATH_IMAGE339
,其尤其可能代表信息序列。针对用于所述第四个提出的映射的信道序列z的波形表示在图6e中的参考标号90处被图示。所述波形表示与在图6d中被图示的第一个提出的映射的波形类似。然而,如果两个连续的用户比特
Figure 2011800506874100002DEST_PATH_IMAGE343
是不同的,则所述第四个提出的映射不产生“0”作为合并比特
Figure 963595DEST_PATH_IMAGE303
,而是替代地产生(如果符号‘+1’在它的前面以及符号‘-1’在它的后面)或
Figure 2011800506874100002DEST_PATH_IMAGE349
(如果符号‘-1’在它的前面以及符号‘+1’在它的后面),其中
Figure 674379DEST_PATH_IMAGE349
根据以上被定义,并且其中对于现在的例子,
Figure 2011800506874100002DEST_PATH_IMAGE351
Figure 2011800506874100002DEST_PATH_IMAGE353
所提出的映射的应用适合于在灯具之间或在灯具和遥控器之间的可见光通信(VLC)。就定义这样的通信的OSI栈而言,它将形成物理层的定义的部分。本领域的技术人员认识到本发明绝不被限制于以上描述的优选的实施例。相反,许多修改和变例在所附权利要求的范围内是可能的。
例如,尽管所公开的实施例已经在编码光环境的上下文中被图示,但是所提出的映射适用于通用数据传输和信息通信(诸如无线电通信)。所公开的光驱动器然后可能用被布置成驱动无线电发送器的驱动器所取代。类似地,所述信息解码器可能被布置成从接收的无线电信号解码信息序列。此外,在所述单独的信道符号中牵涉的不同的电平已经被映射成所传送的光电平的幅度。这些电平可能被映射成脉宽调制方案(其也可能适合于基于LED的VLC系统)。所提出的方案甚至可能以这样的方式被实施,即所述信息解码器不必知道哪个系统(幅度调制或脉宽调制)被使用在发送器处。

Claims (18)

1. 一种用于基于控制信号驱动被布置成发射编码光的至少一个光源(2)的光驱动器(18),所述光驱动器包括:
接收器(20),其被布置成接收源符号                                               
Figure 2011800506874100001DEST_PATH_IMAGE002
的序列,该序列代表信息源的信息序列;
处理单元(16),其被布置成根据源符号的所述序列来确定信道符号
Figure 2011800506874100001DEST_PATH_IMAGE006
的序列
Figure 2011800506874100001DEST_PATH_IMAGE008
,该序列形成所述控制信号;
发送器(24),其被布置成向所述至少一个光源提供所述控制信号,由此驱动所述至少一个光源;
其中所述处理单元被布置成通过将在时间k上的每个源符号
Figure 2011800506874100001DEST_PATH_IMAGE010
映射成复合信道符号
Figure 2011800506874100001DEST_PATH_IMAGE012
来确定信道符号z的序列,所述复合信道符号包括至少一个第一信道符号
Figure 2011800506874100001DEST_PATH_IMAGE014
和具有从集合M选择的值的至少一个第二信道符号
Figure 2011800506874100001DEST_PATH_IMAGE016
,所述第一信道符号中的一个与
Figure 2011800506874100001DEST_PATH_IMAGE017
是相同的,其中
Figure 2011800506874100001DEST_PATH_IMAGE018
的值是根据加权函数确定的,所述加权函数具有源符号
Figure 2011800506874100001DEST_PATH_IMAGE019
和至少一个未来的和/或过去的源符号
Figure 2011800506874100001DEST_PATH_IMAGE021
作为输入参数,其中i≠k,所述加权函数包括至少两个非零加权因子,所述映射导致在信道符号的所述序列z的频率零处的功率谱密度等于零,以及其中
所述控制信号由此使没有可见的闪烁能存在于由所述至少一个光源发射的编码光中。
2. 根据权利要求1的所述光驱动器,其中在集合M中的元素的数量是奇数。
3. 根据权利要求1或2的所述光驱动器,其中所述集合M是关于零对称的。
4. 根据权利要求1到3中的任一项的所述光驱动器,其中所述零元素被包括在所述集合M中。
5. 根据权利要求1到4中的任一项的所述光驱动器,其中
Figure 2011800506874100001DEST_PATH_IMAGE023
是L项对于l= 1 , … L的 
Figure 2011800506874100001DEST_PATH_IMAGE025
的有正负之分的加权平均,导致信道符号的所述序列z的功率谱密度按
Figure 2011800506874100001DEST_PATH_IMAGE027
衰减,其中f表示以Hz为单位的频率,以及其中T表示用于传输
Figure 671261DEST_PATH_IMAGE002
的、以秒为单位的时间。
6. 根据权利要求5的所述光驱动器,其中针对所述L项的加权因子
Figure 2011800506874100001DEST_PATH_IMAGE029
被确定使得
Figure DEST_PATH_IMAGE031
保持不变。
7. 根据权利要求6的所述光驱动器,其中所述加权因子
Figure 401451DEST_PATH_IMAGE029
被进一步被确定使得
对具有信道符号的序列的幅度A的幅度调制保持不变。
8. 根据权利要求1到7中的任一项的所述光驱动器,其中
9. 根据权利要求1到8中的任一项的所述光驱动器,其中
Figure DEST_PATH_IMAGE037
是第一信道符号的序列,
Figure DEST_PATH_IMAGE039
,其中所述第j个符号通过对于
Figure DEST_PATH_IMAGE043
给出,并且其中
Figure DEST_PATH_IMAGE045
10. 一种照明器,包括至少一个光源(2)、调制装置和根据权利要求1-9中的任一项的光驱动器(18),所述调制装置被布置成根据由所述光驱动器提供的控制信号来调制将被所述至少一个光源发射的编码光。
11. 一种用于基于控制信号驱动被布置成发射编码光的至少一个光源(2)的方法,所述方法包括:
接收(80)源符号
Figure 430456DEST_PATH_IMAGE002
的序列,该序列代表信息源的信息序列;
根据源符号的所述序列来确定(82)的信道符号的序列
Figure 524816DEST_PATH_IMAGE008
,该序列形成控制信号;
向所述至少一个光源提供(84)所述控制信号,由此驱动所述至少一个光源;
其中通过将在时间k上的每个源符号
Figure DEST_PATH_IMAGE010A
映射成复合信道符号
Figure 171610DEST_PATH_IMAGE012
来确定信道符号z的序列,所述复合信道符号包括至少一个第一信道符号
Figure DEST_PATH_IMAGE014A
和具有从集合M选择的值的至少一个第二信道符号,所述第一信道符号中的一个与
Figure DEST_PATH_IMAGE017A
是相同的,其中
Figure DEST_PATH_IMAGE018A
的值是根据加权函数确定的,所述加权函数具有源符号
Figure DEST_PATH_IMAGE019A
和至少一个未来的和/或过去的源符号
Figure 806729DEST_PATH_IMAGE021
作为输入参数,其中i≠k,所述加权函数包括至少两个非零加权因子,所述映射导致在信道符号的所述序列z的频率零处的功率谱密度等于零,以及其中
所述控制信号由此使没有可见的闪烁能存在于由所述至少一个光源发射的编码光中。
12. 一种用于从接收自光检测器(32)的信号解码信息序列的信息解码器(4),所述信号指示从至少一个光源(2)发射的编码光,所述光源(2)由根据权利要求1到9中的任一项的光驱动器(18)驱动,所述信息解码器包括:
接收器(34),其被布置成从光检测器32接收信号,所述信号指示信道符号
Figure DEST_PATH_IMAGE046
的序列
Figure 2011800506874100001DEST_PATH_IMAGE048
处理单元(26),其被布置成根据所述信号确定经解码的源符号
Figure DEST_PATH_IMAGE050
的序列
Figure DEST_PATH_IMAGE052
,所述序列形成经解码的信息序列;
其中所述处理单元被布置成确定经解码的源符号
Figure DEST_PATH_IMAGE054
的序列,经解码的源符号
Figure 2011800506874100001DEST_PATH_IMAGE055
凭此根据在
Figure DEST_PATH_IMAGE014AA
与一个加权平均之间的差被确定,所述加权平均是至少所述信道符号
Figure DEST_PATH_IMAGE018AA
和一个未来的和/或过去的信道符号的加权平均,其中i≠k。
13. 根据权利要求12的所述信息解码器,其中所述处理单元包括硬判决解码器,并且其中所述硬判决解码器被布置成按所述差的正负号来确定经解码的源符号
Figure 2011800506874100001DEST_PATH_IMAGE059
的序列。
14. 根据权利要求12或13的所述信息解码器,其中
Figure 2011800506874100001DEST_PATH_IMAGE061
根据
Figure 2011800506874100001DEST_PATH_IMAGE063
被确定。
15. 根据取决于权利要求6时的权利要求12或13的所述信息解码器,其中
Figure 991721DEST_PATH_IMAGE061
根据被确定。
16. 一种用于从接收自光检测器(32)的信号解码信息序列的信息解码器(4),所述信号指示从至少一个光源(2)发射的编码光,所述光源(2)由根据权利要求1到9中的任一项的光驱动器(18)驱动,所述信息解码器包括:
接收器(34),其被布置成从所述光检测器接收所述信号,所述信号指示信道符号的序列
Figure 2011800506874100001DEST_PATH_IMAGE069
处理单元(26),其被布置成根据所述信号确定经解码的源符号
Figure 2011800506874100001DEST_PATH_IMAGE071
的序列
Figure 922768DEST_PATH_IMAGE052
,所述序列形成经解码的信息序列;
其中所述处理单元被布置成确定经解码的源符号的序列,所述经解码的源符号
Figure DEST_PATH_IMAGE071A
凭此通过采用对于1的值在k的附近的
Figure DEST_PATH_IMAGE074
与半符号
Figure DEST_PATH_IMAGE076
Figure DEST_PATH_IMAGE078
的线性组合被确定,其中
Figure DEST_PATH_IMAGE080
Figure DEST_PATH_IMAGE082
的第一半以及
Figure DEST_PATH_IMAGE084
Figure DEST_PATH_IMAGE086
的第二半。
17. 根据权利要求16的所述信息解码器,其中所述处理单元被布置成通过使用匹配滤波器确定经解码的源符号
Figure DEST_PATH_IMAGE088
的序列,所述匹配滤波器具有系数的集合,所述系数的集合依据所述半符号包括序列
Figure DEST_PATH_IMAGE090
18. 根据权利要求16或17的所述信息解码器,其中所述匹配滤波器依据所述半符号具有2N+4个系数,以序列
Figure DEST_PATH_IMAGE092
开始,后面是在
Figure DEST_PATH_IMAGE094
之间交替的N对系数,直到等于
Figure DEST_PATH_IMAGE098
的第N对,以及以序列
Figure DEST_PATH_IMAGE100
结束。
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