CN104348557B - 可见光信号接收控制方法、控制装置及接收设备 - Google Patents
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Abstract
本申请实施例提供了一种可见光信号接收控制方法、控制装置及接收设备。所述方法包括：确定可见光信号接收设备与至少一可见光信号发射设备的通信性能；响应于所述可见光信号接收设备与所述至少一可见光信号发射设备中的至少一个的通信性能提高，在读取所述可见光信号接收设备的图像传感器的感应电荷时，控制至少将与所述至少一可见光信号发射设备中的所述至少一个相关的所述图像传感器的两个第一逻辑像素单元作为一个第二逻辑像素单元合并读取。本申请实施例的方法、装置及设备响应于通信性能的变化，通过改变可见光信号接收设备的图像传感器的电荷读取方式，降低可见光信号接收设备的功耗，更适用于复杂的移动场景的可见光通信。
Description
技术领域
本申请各实施例涉及可见光通信技术领域，尤其涉及一种可见光信号接收控制方法、控制装置及接收设备。
背景技术
可见光通信(VLC)是采用可见光波段的光作为信息传播的载体，利用光源发出肉眼察觉不到的高速明暗闪烁光信号来传输信息的无线光通信的技术，具有发射功率高、无电磁干扰、无频谱认证、绿色环保等优点，能够有效缓解无线电频谱资源趋于枯竭的问题，近年来越来越受到人们的重视。
随着移动通信技术的发展，越来越多的可见光通信技术应用在移动场景中，由于可见光收发设备均有可能发生移动以及移动通信复杂的传输环境，移动场景中的可见光收发设备之间的通信性能较易受到影响。
发明内容
有鉴于此，本申请实施例的一个目的在于提供一种移动场景中的可见光通信方案。
为实现上述目的，根据本发明实施例的第一方面，提供一种可见光信号接收控制方法，所述方法包括：
确定可见光信号接收设备与至少一可见光信号发射设备的通信性能；
响应于所述可见光信号接收设备与所述至少一可见光信号发射设备中的至少一个的通信性能提高，在读取所述可见光信号接收设备的图像传感器的感应电荷时，控制至少将与所述至少一可见光信号发射设备中的所述至少一个相关的所述图像传感器的两个第一逻辑像素单元作为一个第二逻辑像素单元合并读取；
其中，每个所述第一逻辑像素单元包括至少一个所述图像传感器的物理像素单元。
根据本发明实施例的第二方面，提供一种可见光信号接收控制装置，所述装置包括：
一确定模块，用于确定可见光信号接收设备与至少一可见光信号发射设备的通信性能；
一控制模块，用于响应于所述可见光信号接收设备与所述至少一可见光信号发射设备中的至少一个的通信性能提高，在读取所述可见光信号接收设备的图像传感器的感应电荷时，控制至少将与所述至少一可见光信号发射设备中的所述至少一个相关的所述图像传感器的两个第一逻辑像素单元作为一个第二逻辑像素单元合并读取；
其中，每个所述第一逻辑像素单元包括至少一个所述图像传感器的物理像素单元。
根据本发明实施例的第三方面，提供一种可见光信号接收设备，所述设备包括本发明实施例第二方面所述的可见光信号接收控制装置。
本申请实施例的方法、装置及设备响应于通信性能的变化，通过改变可见光信号接收设备的图像传感器的电荷读取方式，降低可见光信号接收设备的功耗，更适用于复杂的移动场景的可见光通信。
附图说明
图1为本申请实施例的可见光信号接收控制方法流程图；
图2(a)至图2(e)为依照本申请实施例的方法改变可见光信号接收设备的图像传感器的电荷读取方式的原理示意图；
图3(a)至图3(h)为本申请实施例的可见光信号接收控制装置的多种实现方式的框图；
图4为本申请实施例的可见光信号接收设备的框图；
图5为本申请另一种实施例的可见光信号接收控制装置的结构框图。
具体实施方式
下面结合附图和实施例，对本发明的具体实施方式作进一步详细说明。以下实施例用于说明本发明，但不用来限制本发明的范围。
本领域技术人员可以理解，本申请中的“第一”、“第二”等术语仅用于区别不同设备、模块或参数等，既不代表任何特定技术含义，也不表示它们之间的必然逻辑顺序。
可见光通信技术利用可见光波段的光作为信息载体，物理实现上分为可见光信号发射和可见光信号接收两部分。可见光信号发射部分也即本申请各实施例中的可见光信号发射设备包括：将待发送信号转换成便于光信道传输的电信号的输入和处理电路、将电信号变化调制成光载波强度变化的可见光光源驱动调制电路。可见光信号接收部分也即本申请各实施例中的可见光信号接收设备包括：能对信号光源实现最佳接收的光学系统、将光信号还原成电信号的光电转换部分和前置放大电路、将电信号转换成可被终端识别的信号处理和输出电路。其中，在本申请各实施例中，可见光信号接收设备的光电转换部分为图像传感器(Image Sensor，也称感光元件，例如，电荷耦合器件(Charge Coupled Device，CCD)、互补金属氧化物导体(Complementary Metal-Oxide Semiconductor，CMOS))，图像传感器接收光线照射时将光线转变成感应电荷，能够实现对来自多个可见光信号发射设备的光源的光线同时接收，且有更强的抗干扰能力。图像传感器由多个像素构成，在本申请各实施例中称为“物理像素单元”，为图像传感器的最小物理单元。
如图1所示，本申请实施例的可见光信号接收控制方法包括：
S120.确定可见光信号接收设备与至少一可见光信号发射设备的通信性能。
可见光信号接收设备通过图像传感器实现对来自多个可见光信号发射设备的可见光信号的同时接收，如图2(a)所示，为一种示例的图像传感器200，其由多个物理像素单元220构成，如图2(a)中所示，三个虚线框所示的区域240,260,280分别用于接收来自三个可见光信号发射设备的可见光信号。在通信过程中，由于任一方移动或传输环境发生变化，通信性能均会受到影响，例如，收发设备之间的通信距离的变化、可见光信号发射设备之间的干扰的变化等均有可能使得收发设备之间的通信性能发生变化，可见光信号接收设备可响应于通信性能的提高做出相应的调整以节约设备功耗等。
S140.响应于所述可见光信号接收设备与所述至少一可见光信号发射设备中的至少一个的通信性能提高，在读取所述可见光信号接收设备的图像传感器的感应电荷时，控制至少将与所述至少一可见光信号发射设备中的所述至少一个相关的所述图像传感器的两个第一逻辑像素单元作为一个第二逻辑像素单元合并读取。
在本申请实施例的方法中，响应于可见光收发设备之间的通信性能提高，通过改变当前可见光信号接收设备的图像传感器的电荷读取方式，即改变与提高的通信性能对应的可见光信号发射设备相关的至少两个第一逻辑像素单元(所述相关的至少两个第一逻辑像素单元包括接收提高的通信性能对应的可见光信号发射设备的光信号的两个或多个第一逻辑像素单元，例如，包括接收提高的通信性能对应的可见光信号发射设备的光信号的两个或多个第一逻辑像素单元的所述图像传感器的至少部分第一逻辑像素单元)的电荷读取方式，提高接收信号的接收功率，降低接收设备的功耗。且改变多对第一逻辑像素单元的读取方式时，改变后的读取方式可以相同也可以不同。其中，每个所述第一逻辑像素单元包括至少一个所述图像传感器的物理像素单元。以图2(a)所示为例，图像传感器当前电荷的读取方式为将每两个物理像素单元作为一个第一逻辑像素单元合并读取。依照本申请实施例的方法，若可见光信号接收设备与一可见光信号发射设备之间的通信性能提高，且与该可见光信号发射设备相关的第一逻辑像素单元为区域260内的四个第一逻辑像素单元(每个第一逻辑像素单元包括一个物理像素单元)，则可改变当前图像传感器的全部第一逻辑像素单元或仅改变区域260内的四个第一逻辑像素单元的电荷读取方式，例如图2(b)所示的，在下一时刻，将区域260内的四个第一逻辑像素单元作为两个第二逻辑像素单元合并读取电荷，每个第二逻辑像素单元包括两个物理像素单元；或如图2(c)所示的，在下一时刻，将区域260内的四个第一逻辑像素单元作为一个第二逻辑像素单元合并读取电荷，每个第二逻辑像素单元包括四个物理像素单元。若同时改变多个第一逻辑像素单元的电荷读取方式时，改变后的第二逻辑像素单元的电荷读取方式可相同也可不同，如图2(d)所示。
综上，本申请实施例的方法响应于通信性能的变化，通过改变可见光信号接收设备的图像传感器的电荷读取方式，降低可见光信号接收设备的功耗，更适用于复杂的移动场景的可见光通信。
在本申请实施例的方法中，可通过多种可能的方式确定可见光信号接收设备与所述至少一可见光信号发射设备的通信性能。例如，在一种可能的实现方式中，可从其他已知或能够确定可见光收发设备之间的通信性能的设备处获取所述通信性能。相应地，步骤S120可包括：
S122.获取所述可见光信号接收设备与至少一可见光信号发射设备的通信性能。
在另一种可能的实现方式中，也可由执行本申请实施例的方法的主体本身根据接收到的可见光信号来确定所述通信性能。相应地，步骤S120可包括：
S124.至少根据所述图像传感器的各第一逻辑像素单元接收到的可见光信号确定所述可见光信号接收设备与至少一可见光信号发射设备的通信性能。
例如，根据接收到的光信号的强度是否相同确定接收到的光信号是否来自同一个可见光信号发射设备。或者根据接收到的光信号中能够解调出的调制信号是否相同确定接收到的光信号是否来自同一个可见光信号发射设备，相应地，步骤S124可进一步包括：
S1242.解调所述图像传感器的各第一逻辑像素单元接收到的可见光信号。
S1244.根据解调出的调制信号，确定来自所述至少一可见光信号发射设备的可见光信号，并根据确定的所述可见光信号确定所述可见光信号接收设备与所述至少一可见光信号发射设备的通信性能。
依照本申请实施例的方法，需要根据接收信号来确定当前收发设备之间的通信性能。以图像传感器的电荷读取方式为以第一逻辑像素单元为单元读取电荷为例，可通过读取每个第一逻辑像素单元的感应电荷，及对感应电荷进行模数转换后，从其中解调可见光信号发射设备发射的调制信号，调制信号即可见光信号发射设备以可见光为载波信号向可见光信号接收设备发送的信息，可见光信号接收设备接收到的可见光信号为已用该调制信号调制了的已调信号。需要说明的是，图像传感器所感应到的电荷中可能有一部分是来自环境光，为了更好的解调调制信号，可先去除环境光的影响，例如，在读取电荷时设置适当的阈值将环境光的影响滤除，或者，通过接收光信号的强度来区分来自可见光信号发射设备的光信号以及环境光信号的区域，忽略仅接收环境光信号的相关区域不作处理。
如图2(a)所示，解调与所述至少一可见光信号发射设备相关的各第一逻辑像素单元，根据解调出的信号是否相同，能够找出接收来自同一可见光信号发射设备的各第一逻辑像素单元，从而确定来自所述至少一可见光信号发射设备的可见光信号。以图2(a)所示为例，区域260内的四个第一逻辑像素单元解调出的信号应相同。根据所确定的各可见光信号发射设备的可见光信号，能够确定对应的通信性能。需要说明的是，除了通过接收到的光信号的强度是否相同，或根据解调出的信号是否相同来确定来自同一可见光信号发射设备的可见光信号之外，还可采用其他任意合适的方式。
根据接收到的光信号确定了可见光信号接收设备与至少一可见光信号发射设备的通信性能之后，在步骤S140中，改变电荷读取方式的所述相关的至少两个第一逻辑像素单元可为接收提高的通信性能对应的可见光信号发射设备的光信号的两个或多个第一逻辑像素单元，例如，包括接收提高的通信性能对应的可见光信号发射设备的光信号的两个或多个第一逻辑像素单元的所述图像传感器的至少部分第一逻辑像素单元，且也可根据各第一逻辑像素单元接收到的光信号来确定所述相关的至少两个第一逻辑像素单元，也即，步骤S140可包括：
S142.至少根据所述图像传感器的各第一逻辑像素单元接收到的可见光信号确定与所述至少一可见光信号发射设备中的所述至少一个相关的所述图像传感器的两个第一逻辑像素单元。
与结合步骤S124所讨论的类似的，可至少根据接收到的光信号的强度或者根据接收到的光信号中能够解调出的调制信号是否相同，确定与所述至少一可见光信号发射设备中的所述至少一个相关的所述图像传感器的两个第一逻辑像素单元，但不限于此。以解调出的调制信号为例，步骤S142可进一步包括：
S1422.至少根据步骤S1244所确定的所述可见光信号，确定与所述至少一可见光信号发射设备中的所述至少一个相关的所述图像传感器的第一逻辑像素单元。
此外，在本申请实施例的方法中，可通过多种可能的评价指标确定通信性能，且步骤S1244也可进一步包括：
S101.至少根据确定的所述可见光信号，确定所述通信性能的至少一评价指标。
S102.至少根据所述评价指标确定所述可见光信号接收设备与所述至少一可见光信号发射设备的通信性能。
在一种可能的实现方式中，所述评价指标包括：所述至少一可见光信号发射设备在所述图像传感器上投射的光斑。光斑的大小与可见光信号发射设备和可见光信号接收设备之间的距离、角度均有关，进而，可在一定程度上反应通信性能的高低。在这种实现方式中，在步骤S101中可根据所确定的可见光信号发射设备的可见光信号，确定对应的光斑的大小。例如，与所确定的一可见光信号发射设备的可见光信号相关的所有第一逻辑像素单元对应的区域的总面积即为该可见光信号发射设备在所述图像传感器上投射为光斑的大小。步骤S102中可响应于所述光斑变大、或所述光斑的增量超过第一阈值、或所述光斑超过第二阈值，确定所述通信性能提高。其中，第一阈值和第二阈值均可根据通信需求和/或历史通信信息确定，例如，将第一阈值设置为光斑大小增大了超过该第一阈值时，可见光信号接收设备的功耗将显著增大的值；将第二阈值设置为光斑增大到超过该第二阈值大小时，可见光信号接收设备的功耗将显著增大。例如，如图2(e)所示的，上一时刻光斑210的大小对应于一个第一逻辑像素单元，响应于当前时刻光斑210的大小变大、或光斑210的增量超过第一阈值(例如，超过一个物理像素单元)、或光斑210超过一第二阈值(例如，超过两个物理像素单元)，确定所述可见光信号接收设备与光斑210对应的可见光信号发射设备的通信性能提高。进而，通过步骤S140，在读取所述可见光信号接收设备的图像传感器的感应电荷时，将与光斑210相关的(附近的)四个第一逻辑像素单元作为一个第二逻辑像素单元合并读取。
在另一种可能的实现方式中，所述评价指标可包括：所述可见光信号接收设备接收来自所述至少一可见光信号发射设备发射的可见光信号的信噪比。信噪比的大小可在一定程度上反应通信性能的高低，且根据接收信号确定信噪比为本领域已成熟的现有技术。在这种实现方式中，步骤S102中可响应于所述信噪比变大、或所述信噪比的增量超过第三阈值、或所述信噪比超过第四阈值，确定所述通信性能提高。其中，第三阈值和第四阈值均可根据通信需求和/或历史通信信息确定，例如，将第三阈值设置为信噪比增大了超过该第三阈值时，表示可见光信号接收设备的功耗可以被显著降低，而不会影响通信；将第二阈值设置为信噪比增大到超过该第四阈值时，表示可见光信号接收设备的功耗可以被显著降低，而不会影响通信。通过步骤S140，在读取电荷时将相关的至少两个第一逻辑像素合并为一个第二逻辑像素单元来读取。
在又一种可能的实现方式中，所述评价指标可包括：所述可见光信号接收设备接收来自所述至少一可见光信号发射设备发射的可见光信号的误码率。误码率的大小可在一定程度上反应通信性能的高低，且根据接收信号确定误码率为本领域已成熟的现有技术。在这种实现方式中，步骤S102中可响应于所述误码率减小、或所述误码率的减小量超过第五阈值、或所述误码率低于第六阈值，确定所述通信性能提高。其中，第五阈值和第六阈值均可根据通信需求和/或历史通信信息确定，例如，将第五阈值设置为误码率减小了超过该第五阈值时，表示可见光信号接收设备的功耗可以被显著降低，而不会影响通信；将第六阈值设置为误码率减小到低于该第六阈值时，表示可见光信号接收设备的功耗可以被显著降低，而不会影响通信。通过步骤S140，在读取电荷时将相关的至少两个第一逻辑像素合并为一个第二逻辑像素单元来读取。
在再一种可能的实现方式中，可不通过接收信号直接确定通信性能，而是通过收发设备之间的距离的变化直接确定收发设备之间的通信性能。收发设备之间的距离的大小可在一定程度上反应通信性能的高低。例如，距离减小可能会提高通信性能等。在这种实现方式中，步骤S120可进一步包括：
S124.确定所述可见光接收设备与所述至少一可见光信号发射设备之间的距离，例如，可通过GPS定位等方式确定可见光信号发射设备的位置，进而确定可见光信号发射设备与可见光信号接收设备之间的距离，或可通过直接与可见光信号发射设备通信来获取所述距离。
S126.响应于所述距离减小、或所述距离的减小量超过第七阈值、或所述距离低于第八阈值，确定所述通信性能提高。其中，第七阈值和第八阈值均可根据通信需求和/或历史通信信息确定，例如，将第七阈值设置为所述距离的大小减小了超过该第七阈值时，表示可见光信号接收设备的功耗可以被显著降低，而不会影响通信；将第八阈值设置为所述距离减小到低于该第八阈值时，表示可见光信号接收设备的功耗可以被显著降低，而不会影响通信。
在这样的实现方式中，仍可如步骤S142的描述确定与所述至少一可见光信号发射设备中的所述至少一个相关的所述图像传感器的两个第一逻辑像素单元，或直接控制在读取电荷时将全部第一逻辑像素中的每两个合并为一个第二逻辑像素单元读取。
需要说明的是，本申请实施例的方法可综合考虑上述各评价指标来确定通信性能，例如，在通信距离减小时，不一定会提高通信性能，可综合考虑接收信号的信噪比等。此外，除了上述评价指标外，本申请实施例的方法还可考虑其他评价通信质量的指标，例如，信道估计值、系统吞吐量以及本领域的普通技术人员能够想到的任意指标。
综上所述，本申请实施例的方法能够响应于通信质量的变化调整图像传感器读取电荷的方式，进而节约接收设备的能耗，且控制简单。
本领域技术人员可以理解，在本申请具体实施方式的上述方法中，各步骤的序号大小并不意味着执行顺序的先后，各步骤的执行顺序应以其功能和内在逻辑确定，而不应对本申请具体实施方式的实施过程构成任何限定。
此外，本申请实施例还提供了一种计算机可读介质，包括在被执行时进行以下操作的计算机可读指令：执行上述图1所示实施方式中的方法的各步骤的操作。
本申请实施例还提供了一种执行上述可见光信号接收控制方法的可见光信号接收控制装置，该装置可为独立于可见光信号接收设备的装置，也可属于可见光信号接收设备，或该装置本身即为可见光信号接收设备。当该装置本身即为可见光信号接收设备时，除了下面即将描述的各组成部分外，该装置还包括可见光信号接收设备的其他必要组成部分。此外，根据该装置的上述不同执行角色的需要，除以下描述的各组成部分外，所述装置还包括可根据需要实现与装置外部任意设备通信的通信模块。如图3(a)所示，本申请实施例的可见光信号接收控制装置300包括：
确定模块320，用于确定至少一可见光信号接收设备相对于至少一可见光信号发射设备的位置。
可见光信号接收设备通过图像传感器实现对来自多个可见光信号发射设备的可见光信号的同时接收，如图2(a)所示，为一种示例的图像传感器200，其由多个物理像素单元220构成，如图2(a)中所示，三个虚线框所示的区域240,260,280分别用于接收来自三个可见光信号发射设备的可见光信号。在通信过程中，由于任一方移动或传输环境发生变化，通信性能均会受到影响，例如，收发设备之间的通信距离的变化、可见光信号发射设备之间的干扰的变化等均有可能使得收发设备之间的通信性能发生变化，可见光信号接收设备可响应于通信性能的提高做出相应的调整以节约设备功耗等。
控制模块340，用于响应于所述可见光信号接收设备与所述至少一可见光信号发射设备中的至少一个的通信性能提高，在读取所述可见光信号接收设备的图像传感器的感应电荷时，控制至少将与所述至少一可见光信号发射设备中的所述至少一个相关的所述图像传感器的两个第一逻辑像素单元作为一个第二逻辑像素单元合并读取。
在本申请实施例的装置中，控制模块340响应于可见光收发设备之间的通信性能提高，通过改变当前可见光信号接收设备的图像传感器的电荷读取方式，即即改变与提高的通信性能对应的可见光信号发射设备相关的至少两个第一逻辑像素单元(所述相关的至少两个第一逻辑像素单元包括接收提高的通信性能对应的可见光信号发射设备的光信号的两个或多个第一逻辑像素单元，例如，包括接收提高的通信性能对应的可见光信号发射设备的光信号的两个或多个第一逻辑像素单元的所述图像传感器的至少部分第一逻辑像素单元)的电荷读取方式，提高接收信号的接收功率，降低接收设备的功耗。且改变多对第一逻辑像素单元的读取方式时，改变后的读取方式可以相同也可以不同。其中，每个所述第一逻辑像素单元包括至少一个所述图像传感器的物理像素单元。以图2(a)所示为例，图像传感器当前电荷的读取方式为将每两个物理像素单元作为一个第一逻辑像素单元合并读取。依照本申请实施例的方法，若可见光信号接收设备与一可见光信号发射设备之间的通信性能提高，且与该可见光信号发射设备相关的第一逻辑像素单元为区域260内的四个第一逻辑像素单元(每个第一逻辑像素单元包括一个物理像素单元)，则改变当前图像传感器的全部第一逻辑像素单元或仅改变区域260内的四个第一逻辑像素单元的电荷读取方式，例如图2(b)所示的，在下一时刻，将区域260内的四个第一逻辑像素单元作为两个第二逻辑像素单元合并读取电荷，每个第二逻辑像素单元包括两个物理像素单元；或如图2(c)所示的，在下一时刻，将区域260内的四个第一逻辑像素单元作为一个第二逻辑像素单元合并读取电荷，每个第二逻辑像素单元包括四个物理像素单元。若同时改变多个第一逻辑像素单元的电荷读取方式时，改变后的第二逻辑像素单元的电荷读取方式可相同也可不同，如图2(d)所示。
综上，本申请实施例的装置响应于通信性能的变化，通过改变可见光信号接收设备的图像传感器的电荷读取方式，降低可见光信号接收设备的功耗，更适用于复杂的移动场景的可见光通信。
在本申请实施例的装置中，可通过多种可能的方式确定可见光信号接收设备与所述至少一可见光信号发射设备的通信性能。例如，在一种可能的实现方式中，可从其他已知或能够确定可见光收发设备之间的通信性能的设备处获取所述通信性能。相应地，如图3(b)所示的，确定模块320可包括：
获取子模块322，用于获取所述可见光信号接收设备与至少一可见光信号发射设备的通信性能。
在另一种可能的实现方式中，也可由本申请实施例的装置本身根据接收到的可见光信号来确定所述通信性能。相应地，如图3(c)所示的，确定模块320可包括：
第一确定子模块324，用于至少根据所述图像传感器的各第一逻辑像素单元接收到的可见光信号确定所述可见光信号接收设备与至少一可见光信号发射设备的通信性能。
例如，根据接收到的光信号的强度是否相同确定接收到的光信号是否来自同一个可见光信号发射设备。或者根据接收到的光信号中能够解调出的调制信号是否相同确定接收到的光信号是否来自同一个可见光信号发射设备，如图3(d)所示，第一确定子模块324可进一步包括：
解调单元3242，用于解调所述图像传感器的各第一逻辑像素单元接收到的可见光信号。该解调单元3242可为可见光接收设备的一部分。
第一确定单元3244，用于至少根据解调出的调制信号，确定来自所述至少一可见光信号发射设备的可见光信号，并根据确定的所述可见光信号确定所述可见光信号接收设备与所述至少一可见光信号发射设备的通信性能。
依照本申请实施例的装置，确定模块320需要根据接收信号来确定当前收发设备之间的通信性能。以图像传感器的电荷读取方式为以第一逻辑像素单元为单元读取电荷为例，可通过读取每个第一逻辑像素单元的感应电荷，及对感应电荷进行模数转换后，从其中解调可见光信号发射设备发射的调制信号，调制信号即可见光信号发射设备以可见光为载波信号向可见光信号接收设备发送的信息，可见光信号接收设备接收到的可见光信号为已用该调制信号调制了的已调信号。需要说明的是，图像传感器所感应到的电荷中可能有一部分是来自环境光，为了更好的解调调制信号，可先去除环境光的影响，例如，在读取电荷时设置适当的阈值将环境光的影响滤除，或者，通过接收光信号的强度来区分来自可见光信号发射设备的光信号以及环境光信号的区域，忽略仅接收环境光信号的相关区域不作处理。
如图2(a)所示，解调与所述至少一可见光信号发射设备相关的各第一逻辑像素单元，根据解调出的信号是否相同，能够找出接收来自同一可见光信号发射设备的各第一逻辑像素单元，从而确定来自所述至少一可见光信号发射设备的可见光信号。以图2(a)所示为例，区域260内的四个第一逻辑像素单元解调出的信号应相同。根据所确定的各可见光信号发射设备的可见光信号，能够确定对应的通信性能。除了通过解调出的信号是否相同来确定来自同一可见光信号发射设备的可见光信号之外，还可采用其他合适的方式，例如根据参考接收信号的强度确定来自同一可见光信号发射设备的可见光信号，等等。需要说明的是，除了通过接收到的光信号的强度是否相同，或根据解调出的信号是否相同来确定来自同一可见光信号发射设备的可见光信号之外，还可采用其他任意合适的方式。
根据接收到的光信号确定了可见光信号接收设备与至少一可见光信号发射设备的通信性能之后，控制模块340改变电荷读取方式的所述相关的至少两个第一逻辑像素单元可为接收提高的通信性能对应的可见光信号发射设备的光信号的两个或多个第一逻辑像素单元，例如，包括接收提高的通信性能对应的可见光信号发射设备的光信号的两个或多个第一逻辑像素单元的所述图像传感器的至少部分第一逻辑像素单元，且也可根据各第一逻辑像素单元接收到的光信号来确定所述相关的至少两个第一逻辑像素单元，也即，如图3(e)所示，控制模块340可包括：
第二确定子模块342，用于至少根据所述图像传感器的各第一逻辑像素单元接收到的可见光信号确定与所述至少一可见光信号发射设备中的所述至少一个相关的所述图像传感器的两个第一逻辑像素单元。
与结合第一确定子模块324所讨论的类似的，可至少根据接收到的光信号的强度或者根据接收到的光信号中能够解调出的调制信号是否相同，确定与所述至少一可见光信号发射设备中的所述至少一个相关的所述图像传感器的两个第一逻辑像素单元，但不限于此。以解调出的调制信号为例，如图3(f)所示，第二确定子模块342可进一步包括：
第二确定单元3422，用于至少根据第一确定单元3244所确定的所述可见光信号，确定与所述至少一可见光信号发射设备中的所述至少一个相关的所述图像传感器的第一逻辑像素单元。
此外，在本申请实施例的装置中，确定模块320可通过多种可能的评价指标确定通信性能，如图3(g)所示，第一确定单元3244可进一步包括：
第一确定子单元301，用于根据确定的所述可见光信号，确定所述通信性能的至少一评价指标。
第二确定子单元302，用于根据所述评价指标确定所述可见光信号接收设备与所述至少一可见光信号发射设备的通信性能。
在一种可能的实现方式中，所述评价指标包括：所述至少一可见光信号发射设备在所述图像传感器上投射的光斑。光斑的大小与可见光信号发射设备和可见光信号接收设备之间的距离、角度均有关，进而，可在一定程度上反应通信性能的高低。在这种实现方式中，第一确定子单元301可根据所确定的可见光信号发射设备的可见光信号，确定对应的光斑的大小。例如，与所确定的一可见光信号发射设备的可见光信号相关的所有第一逻辑像素单元所对应的区域的总面积即为该可见光信号发射设备在所述图像传感器上投射为光斑的大小。第二确定子单元302可响应于所述光斑变大、或所述光斑的增量超过第一阈值、或所述光斑超过第二阈值，确定所述通信性能提高。其中，第一阈值和第二阈值均可根据通信需求和/或历史通信信息确定，例如，将第一阈值设置为光斑大小增大了超过该第一阈值时，可见光信号接收设备的功耗将显著增大的值；将第二阈值设置为光斑增大到超过该第二阈值大小时，可见光信号接收设备的功耗将显著增大。例如，如图2(e)所示的，上一时刻光斑210的大小对应于一个第一逻辑像素单元，响应于当前时刻光斑210的大小变大、或光斑210的增量超过第一阈值(例如，超过一个物理像素单元)、或光斑210超过一第二阈值(例如，超过两个物理像素单元)，确定所述可见光信号接收设备与光斑210对应的可见光信号发射设备的通信性能提高。进而，通过控制模块340，在读取所述可见光信号接收设备的图像传感器的感应电荷时，将与光斑210相关的(附近的)四个第一逻辑像素单元作为一个第二逻辑像素单元合并读取。
在另一种可能的实现方式中，所述评价指标可包括：所述可见光信号接收设备接收来自所述至少一可见光信号发射设备发射的可见光信号的信噪比。信噪比的大小可在一定程度上反应通信性能的高低，且根据接收信号确定信噪比为本领域已成熟的现有技术。在这种实现方式中，第二确定子单元302可响应于所述信噪比变大、或所述信噪比的增量超过第三阈值、或所述信噪比超过第四阈值，确定所述通信性能提高。其中，第三阈值和第四阈值均可根据通信需求和/或历史通信信息确定，例如，将第三阈值设置为信噪比增大了超过该第三阈值时，表示可见光信号接收设备的功耗可以被显著降低，而不会影响通信；将第二阈值设置为信噪比增大到超过该第四阈值时，表示可见光信号接收设备的功耗可以被显著降低，而不会影响通信。通过控制模块340，在读取电荷时将相关的至少两个第一逻辑像素合并为一个第二逻辑像素单元来读取。
在又一种可能的实现方式中，所述评价指标可包括：所述可见光信号接收设备接收来自所述至少一可见光信号发射设备发射的可见光信号的误码率。误码率的大小可在一定程度上反应通信性能的高低，且根据接收信号确定误码率为本领域已成熟的现有技术。在这种实现方式中，第二确定子单元302可响应于所述误码率减小、或所述误码率的减小量超过第五阈值、或所述误码率低于第六阈值，确定所述通信性能提高。其中，第五阈值和第六阈值均可根据通信需求和/或历史通信信息确定，例如，将第五阈值设置为误码率减小了超过该第五阈值时，表示可见光信号接收设备的功耗可以被显著降低，而不会影响通信；将第六阈值设置为误码率减小到低于该第六阈值时，表示可见光信号接收设备的功耗可以被显著降低，而不会影响通信。通过控制模块340，在读取电荷时将相关的至少两个第一逻辑像素合并为一个第二逻辑像素单元来读取。
在再一种可能的实现方式中，可不通过接收信号直接确定通信性能，而是通过收发设备之间的距离的变化直接确定收发设备之间的通信性能。收发设备之间的距离的大小可在一定程度上反应通信性能的高低。例如，距离减小可能会提高通信性能等。在这种实现方式中，如图3(h)所示的，确定模块320可进一步包括：
第三确定子模块326，用于确定所述可见光接收设备与所述至少一可见光信号发射设备之间的距离，例如，可通过GPS定位等方式确定可见光信号发射设备的位置，进而确定可见光信号发射设备与可见光信号接收设备之间的距离，或可通过直接与可见光信号发射设备通信来获取所述距离。
第四确定子模块328，用于响应于所述距离减小、或所述距离的减小量超过第七阈值、或所述距离低于第八阈值，确定所述通信性能提高。其中，第七阈值和第八阈值均可根据通信需求和/或历史通信信息确定，例如，将第七阈值设置为所述距离的大小减小了超过该第七阈值时，表示可见光信号接收设备的功耗可以被显著降低，而不会影响通信；将第八阈值设置为所述距离减小到低于该第八阈值时，表示可见光信号接收设备的功耗可以被显著降低，而不会影响通信。
在这样的实现方式中，仍可如结合第二控制子模块342所描述的那样确定与所述至少一可见光信号发射设备中的所述至少一个相关的所述图像传感器的两个第一逻辑像素单元，或直接控制在读取电荷时将全部第一逻辑像素中的每两个合并为一个第二逻辑像素单元读取。
需要说明的是，本申请实施例的装置可综合考虑上述各评价指标来确定通信性能，例如，在通信距离减小时，不一定会提高通信性能，可综合考虑接收信号的信噪比等。此外，除了上述评价指标外，本申请实施例的方法还可考虑其他评价通信质量的指标，例如，信道估计值、系统吞吐量以及本领域的普通技术人员能够想到的任意指标。
综上所述，本申请实施例的装置能够响应于通信质量的变化调整图像传感器读取电荷的方式，进而节约接收设备的能耗，且控制简单。
如图4所示，本申请实施例还提供了一种可见光信号接收设备400，该设备400包括图3(a)至图3(h)所示的可见光信号接收控制装置300，此外，还包括图像传感器420，信号处理模块440等等，所述信号处理模块440用于在装置300的控制下读取图像传感器420的感应电荷，并对其进行模数转换、解调等处理。
图5为本申请实施例提供的一种可见光信号接收控制装置500的结构示意图，本申请具体实施例并不对可见光信号接收控制装置500的具体实现做限定。如图5所示，该可见光信号接收控制装置500可以包括：
处理器(processor)510、通信接口(Communications Interface)520、存储器(memory)530、以及通信总线540。其中：
处理器510、通信接口520、以及存储器530通过通信总线540完成相互间的通信。
通信接口520，用于与比如客户端等的网元通信。
处理器510，用于执行程序532，具体可以实现上述图3(a)的装置实施例中可见光信号接收控制装置的相关功能。
具体地，程序532可以包括程序代码，所述程序代码包括计算机操作指令。
处理器510可能是一个中央处理器CPU，或者是特定集成电路ASIC(ApplicationSpecific Integrated Circuit)，或者是被配置成实施本申请实施例的一个或多个集成电路。程序532具体可以用于使得所述可见光信号接收控制装置500执行以下步骤：
确定可见光信号接收设备与至少一可见光信号发射设备的通信性能；
响应于所述可见光信号接收设备与所述至少一可见光信号发射设备中的至少一个的通信性能提高，在读取所述可见光信号接收设备的图像传感器的感应电荷时，控制至少将与所述至少一可见光信号发射设备中的所述至少一个相关的所述图像传感器的两个第一逻辑像素单元作为一个第二逻辑像素单元合并读取；
其中，每个所述第一逻辑像素单元包括至少一个所述图像传感器的物理像素单元。
程序532中各步骤的具体实现可以参见上述实施例中的相应步骤和单元中对应的描述，在此不赘述。所属领域的技术人员可以清楚地了解到，为描述的方便和简洁，上述描述的设备和模块的具体工作过程，可以参考前述方法实施例中的对应过程描述，在此不再赘述。
所属领域的技术人员可以清楚地了解到，为描述的方便和简洁，上述描述的设备和模块的具体工作过程，可以参考前述装置实施例中的对应描述，在此不再赘述。
尽管此处所述的主题是在结合操作系统和应用程序在计算机系统上的执行而执行的一般上下文中提供的，但本领域技术人员可以认识到，还可结合其他类型的程序模块来执行其他实现。一般而言，程序模块包括执行特定任务或实现特定抽象数据类型的例程、程序、组件、数据结构和其他类型的结构。本领域技术人员可以理解，此处所述的本主题可以使用其他计算机系统配置来实践，包括手持式设备、多处理器系统、基于微处理器或可编程消费电子产品、小型计算机、大型计算机等，也可使用在其中任务由通过通信网络连接的远程处理设备执行的分布式计算环境中。在分布式计算环境中，程序模块可位于本地和远程存储器存储设备的两者中。
本领域普通技术人员可以意识到，结合本文中所公开的实施例描述的各示例的单元及方法步骤，能够以电子硬件、或者计算机软件和电子硬件的结合来实现。这些功能究竟以硬件还是软件方式来执行，取决于技术方案的特定应用和设计约束条件。专业技术人员可以对每个特定的应用来使用不同方法来实现所描述的功能，但是这种实现不应认为超出本申请的范围。
所述功能如果以软件功能单元的形式实现并作为独立的产品销售或使用时，可以存储在一个计算机可读取存储介质中。基于这样的理解，本申请的技术方案本质上或者说对原有技术做出贡献的部分或者该技术方案的部分可以以软件产品的形式体现出来，该计算机软件产品存储在一个存储介质中，包括若干指令用以使得一台计算机设备(可以是个人计算机，服务器，或者网络设备等)执行本申请各个实施例所述方法的全部或部分步骤。而前述的计算机可读取存储介质包括以存储如计算机可读指令、数据结构、程序模块或其他数据等信息的任何方式或技术来实现的物理易失性和非易失性、可移动和不可因东介质。计算机可读取存储介质具体包括，但不限于，U盘、移动硬盘、只读存储器(ROM，Read-Only Memory)、随机存取存储器(RAM，Random Access Memory)、可擦除可编程只读存储器(EPROM)、电可擦可编程只读存储器(EEPROM)、闪存或其他固态存储器技术、CD-ROM、数字多功能盘(DVD)、HD-DVD、蓝光(Blue-Ray)或其他光存储设备、磁带、磁盘存储或其他磁性存储设备、或能用于存储所需信息且可以由计算机访问的任何其他介质。
以上实施方式仅用于说明本发明，而并非对本发明的限制，有关技术领域的普通技术人员，在不脱离本发明的精神和范围的情况下，还可以做出各种变化和变型，因此所有等同的技术方案也属于本发明的范畴，本发明的专利保护范围应由权利要求限定。
Claims (20)
1.一种可见光通信中的可见光信号接收控制方法，其特征在于，所述方法包括：
确定可见光信号接收设备与至少一可见光信号发射设备的通信性能；
响应于所述可见光信号接收设备与所述至少一可见光信号发射设备中的至少一个的通信性能提高，在读取所述可见光信号接收设备的图像传感器的感应电荷时，控制至少将与所述至少一可见光信号发射设备中的所述至少一个相关的所述图像传感器的两个第一逻辑像素单元作为一个第二逻辑像素单元合并读取；
其中，每个所述第一逻辑像素单元包括至少一个所述图像传感器的物理像素单元；
所述确定可见光信号接收设备与至少一可见光信号发射设备的通信性能包括：
至少根据所述图像传感器的各第一逻辑像素单元接收到的可见光信号确定所述可见光信号接收设备与至少一可见光信号发射设备的通信性能。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述至少根据所述图像传感器的各第一逻辑像素单元接收到的可见光信号确定所述可见光信号接收设备与至少一可见光信号发射设备的通信性能包括：
解调所述图像传感器的各第一逻辑像素单元接收到的可见光信号；
至少根据解调出的调制信号，确定来自所述至少一可见光信号发射设备的可见光信号，并至少根据确定的所述可见光信号确定所述可见光信号接收设备与所述至少一可见光信号发射设备的通信性能。
3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述至少根据确定的所述可见光信号确定所述可见光信号接收设备与所述至少一可见光信号发射设备的通信性能包括：
至少根据确定的所述可见光信号，确定所述通信性能的至少一评价指标；
至少根据所述评价指标确定所述可见光信号接收设备与所述至少一可见光信号发射设备的通信性能。
4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，所述评价指标包括：所述至少一可见光信号发射设备在所述图像传感器上投射的光斑；
所述至少根据所述评价指标确定所述可见光信号接收设备与所述至少一可见光信号发射设备的通信性能中：
响应于所述光斑变大、或所述光斑的增量超过第一阈值、或所述光斑超过第二阈值，确定所述通信性能提高。
5.根据权利要求3或4所述的方法，其特征在于，所述评价指标包括：所述可见光信号接收设备接收来自所述至少一可见光信号发射设备发射的可见光信号的信噪比；
所述至少根据所述评价指标确定所述可见光信号接收设备与所述至少一可见光信号发射设备的通信性能中：
响应于所述信噪比变大、或所述信噪比的增量超过第三阈值、或所述信噪比超过第四阈值，确定所述通信性能提高。
6.根据权利要求3或4所述的方法，其特征在于，所述评价指标包括：所述可见光信号接收设备接收来自所述至少一可见光信号发射设备发射的可见光信号的误码率；
所述至少根据所述评价指标确定所述可见光信号接收设备与所述至少一可见光信号发射设备的通信性能中：
响应于所述误码率降低、或所述误码率的减小量超过第五阈值、或所述误码率低于第六阈值，确定所述通信性能提高。
7.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述确定可见光信号接收设备与至少一可见光信号发射设备的通信性能包括：
获取所述可见光信号接收设备与至少一可见光信号发射设备的通信性能。
8.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述控制至少将与所述至少一可见光信号发射设备中的所述至少一个相关的所述图像传感器的两个第一逻辑像素单元作为一个第二逻辑像素单元合并读取包括：
至少根据所述图像传感器的各第一逻辑像素单元接收到的可见光信号确定与所述至少一可见光信号发射设备中的所述至少一个相关的所述图像传感器的两个第一逻辑像素单元。
9.根据权利要求8所述的方法，其特征在于，所述至少根据所述图像传感器的各第一逻辑像素单元接收到的可见光信号确定与所述至少一可见光信号发射设备中的所述至少一个相关的所述图像传感器的两个第一逻辑像素单元包括：
至少根据确定的所述可见光信号，确定与所述至少一可见光信号发射设备中的所述至少一个相关的所述图像传感器的第一逻辑像素单元。
10.一种可见光通信中的可见光信号接收控制装置，其特征在于，所述装置包括：
一确定模块，用于确定可见光信号接收设备与至少一可见光信号发射设备的通信性能；
一控制模块，用于响应于所述可见光信号接收设备与所述至少一可见光信号发射设备中的至少一个的通信性能提高，在读取所述可见光信号接收设备的图像传感器的感应电荷时，控制至少将与所述至少一可见光信号发射设备中的所述至少一个相关的所述图像传感器的两个第一逻辑像素单元作为一个第二逻辑像素单元合并读取；
其中，每个所述第一逻辑像素单元包括至少一个所述图像传感器的物理像素单元；
所述确定模块包括：
一第一确定子模块，用于至少根据所述图像传感器的各第一逻辑像素单元接收到的可见光信号确定所述可见光信号接收设备与至少一可见光信号发射设备的通信性能。
11.根据权利要求10所述的装置，其特征在于，所述第一确定子模块包括：
一解调单元，用于解调所述图像传感器的各第一逻辑像素单元接收到的可见光信号；
一第一确定单元，用于至少根据解调出的调制信号，确定来自所述至少一可见光信号发射设备的可见光信号，并至少根据确定的所述可见光信号确定所述可见光信号接收设备与所述至少一可见光信号发射设备的通信性能。
12.根据权利要求11所述的装置，其特征在于，所述第一确定单元包括：
一第一确定子单元，用于至少根据确定的所述可见光信号，确定所述通信性能的至少一评价指标；
一第二确定子单元，用于至少根据所述评价指标确定所述可见光信号接收设备与所述至少一可见光信号发射设备的通信性能。
13.根据权利要求12所述的装置，其特征在于，所述评价指标包括：所述至少一可见光信号发射设备在所述图像传感器上投射的光斑；
所述第二确定子单元用于响应于所述光斑变大、或所述光斑的增量超过第一阈值、或所述光斑超过第二阈值，确定所述通信性能提高。
14.根据权利要求12或13所述的装置，其特征在于，所述评价指标包括：所述可见光信号接收设备接收来自所述至少一可见光信号发射设备发射的可见光信号的信噪比；
所述第二确定子单元用于响应于所述信噪比变大、或所述信噪比的增量超过第三阈值、或所述信噪比超过第四阈值，确定所述通信性能提高。
15.根据权利要求12或13所述的装置，其特征在于，所述评价指标包括：所述可见光信号接收设备接收来自所述至少一可见光信号发射设备发射的可见光信号的误码率；
所述第二确定子单元用于响应于所述误码率降低、或所述误码率的减小量超过第五阈值、或所述误码率低于第六阈值，确定所述通信性能提高。
16.根据权利要求10所述的装置，其特征在于，所述确定模块包括：
一获取子模块，用于获取所述可见光信号接收设备与至少一可见光信号发射设备的通信性能。
17.根据权利要求11所述的装置，其特征在于，所述控制模块包括：
一第二确定子模块，用于至少根据所述图像传感器的各第一逻辑像素单元接收到的可见光信号确定与所述至少一可见光信号发射设备中的所述至少一个相关的所述图像传感器的两个第一逻辑像素单元。
18.根据权利要求17所述的装置，其特征在于，所述第二确定子模块包括：
一第二确定单元，用于至少根据所述第一确定单元确定的所述可见光信号，确定与所述至少一可见光信号发射设备中的所述至少一个相关的所述图像传感器的第一逻辑像素单元。
19.一种可见光通信中的可见光信号接收设备，其特征在于，所述设备包括权利要求10至18中任一项所述的可见光信号接收控制装置。
20.根据权利要求19所述的设备，其特征在于，所述设备还包括：
一图像传感器；
一信号处理模块，用于在所述可见光信号接收控制装置的控制下读取所述图像传感器的感应电荷。
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