CN109906567B

CN109906567B - 用于基于移动性模式的改进的光学无线通信的系统和方法

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Publication number: CN109906567B
Application number: CN201780069453.1A
Authority: CN
Inventors: A.墨希; S.朗加瓦哈拉; O.P.奥拉勒耶; T.B.德奥利维拉; R.库玛; J.考尔; A.达瑞; H.莫汉纳
Original assignee: Signify Holding BV
Current assignee: Signify Holding BV
Priority date: 2016-11-10
Filing date: 2017-11-02
Publication date: 2022-11-08
Anticipated expiration: 2037-11-02
Also published as: EP3539226A1; CN109906567A; JP2020503729A; US10771156B2; EP3539226B1; US20190319704A1; JP6616049B1

Abstract

本文描述了用于基于移动性模式来改进光学无线通信的技术。在各种实施例中，可以确定（302）随时间推移在区域中观察到的一个或多个移动性模式。该区域可以由一个或多个照明单元（102）照射，该一个或多个照明单元（102）被配置成使用光学无线通信（“OWC”）来传输信息。可以从该一个或多个移动性模式中选择（308）适用的移动性模式。基于所选择的移动性模式，可以预测（310）多个基于OWC的移动app（230）的区域中的使用。可以将该用于传输数据的一个或多个照明单元中的至少一个照明单元的一个或多个OWC资源分配（312）给该多个基于OWC的移动app中的一个或多个，该多个基于OWC的移动app在该区域内所操作的一个或多个移动设备上操作。在各种实施例中，该分配可以至少部分地基于所预测的使用。

Description

用于基于移动性模式的改进的光学无线通信的系统和方法

技术领域

本发明一般地针对光学无线通信。更具体地，本文公开的各种发明方法和装置涉及基于移动性模式来改进光学无线通信。

背景技术

数字照明技术，即基于半导体光源（诸如发光二极管（LED））的光照，提供了对传统荧光灯、HID灯和白炽灯的可行替代方案。LED的功能优点和益处包括高能量转换和光学效率、耐用性、更低的操作成本及许多其他方面。LED技术中的近期进展提供了高效和鲁棒的全光谱照明源，其在许多应用中实现了各种照明效果。体现这些源的设施中的一些设施的特征在于照明模块，该照明模块包括一个或多个能够产生不同颜色（例如红、绿和蓝）的LED以及用于独立控制LED的输出的处理器，以便生成多种颜色和颜色变换照明效果，例如如在美国专利第6,016,038号和第6,211,626号中详细讨论的，本文通过引用将其并入。

光学无线通信（“OWC”）使用可见和不可见光促进信息的无线传输。一种类型的OWC是可见光通信（“VLC”），其中由照明单元所发射的光的可见光谱被调制以携带信息。其他类型的OWC可以采用其他形式的光，包括但不限于红外线和/或紫外线。配备照明单元来用于OWC可以使照明单元能够支持基于联网的应用，诸如在线零售、优惠券分发、航空/酒店/火车核入、在线评论服务等。随着基于OWC的应用在室内和室外环境中得到普及，由采用的OWC技术向各种应用提供的服务质量（“QoS”）变得越来越重要。QoS可以主要由丢包率、抖动和/或信道利用来定义，并且可能受到由携带或以其他方式操作各种移动设备（例如智能电话、平板电脑、智能手表、其他可穿戴设备、交通工具计算系统等）的终端用户所产生的变化的需求的影响。例如，在室外环境中，个体的移动性模式可能导致流量模式的显著变化。因此，在本领域中需要了解终端用户的人口特征和/或移动性模式，以向基于OWC的应用递送最佳QoS和差异化服务。

发明内容

本公开针对基于移动性模式来改进光学无线通信（“OWC”）的发明方法和装置。例如，在各种实施例中，特定区域内的移动性模式可以例如基于与该区域中的移动设备相关联的无线通信活动而被确定。例如，由该区域内的移动设备生成的呼叫数据记录（“CDR”，也称为“呼叫详细记录”）——其记录电信事务（诸如蜂窝电话呼叫、文本消息等）的细节——可以被积累和分析以获取个体的移动性模式，该个体在该区域内操作其移动设备。移动性模式可以用于预测个体可能何时、何处和/或如何在任何给定的时间行进穿过、占用和/或以其他方式利用该区域。附加地，移动性模式可以在一些实施例中单独或与其他信息（诸如人口特征数据（观察到的或估测的））结合使用，以预测多个移动设备软件应用（本文称之为“移动app”和/或“基于OWC的移动app”）的区域中的使用。一旦预测了移动app使用，那么该区域中的一个或多个照明单元的一个或多个OWC资源（诸如物理层资源，其包括对于每个照明单元的LED可用的一个或多个子光波段）可以基于预测的移动app使用而被选择性地分配。此选择性的分配（在一些实施方案中其可以施行为网络协议）可以向被认为可能正在该区域内的移动设备上执行的一个或多个移动app提供改进的QoS。

在一个方面中，一般地，计算机实施的方法可以包括以下操作：确定一段时间内在区域中观察到的一个或多个移动性模式，其中该区域由一个或多个照明单元照射，以及该一个或多个照明单元被配置为使用光学无线通信（“OWC”）传输信息；从该一个或多个移动性模式选择适用的移动性模式；基于所选择的移动性模式预测多个基于OWC的移动app的区域中的使用；以及将用于传输数据的一个或多个照明单元中的至少一个照明单元的一个或多个OWC资源分配给多个基于OWC的移动app中的一个或多个，该多个基于OWC的移动app在区域内所操作的一个或多个移动设备上操作，其中该分配至少部分地基于所预测的使用。

在各种实施例中，该方法可以进一步包括基于与该区域相关联的人口调查数据来估测关于区域中的多个个体的人口特征数据。在各种实施例中，在多个基于OWC的移动app的区域中所预测的使用可以基于人口特征数据被进一步预测。在各种实施例中，该方法可以进一步包括至少部分地基于所预测的使用来预测多个基于OWC的移动app的资源分配需要。

在各种实施例中，该分配可以包括施行网络协议，该网络协议至少部分地基于所预测的使用来分配OWC物理层资源。在各种实施例中，该一个或多个OWC资源可以包括多个光波段。在各种实施例中，该分配可以进一步包括将用于传输数据的多个光波段的第一子集分配给多个基于OWC的移动app中的第一个，以及将用于传输数据的多个光波段的第二子集分配给多个基于OWC的移动app中的第二个。在各种实施例中，该第一和第二子集可以是不相交的。

在各种实施例中，该一个或多个OWC资源可以包括一个或多个可见光通信（“VLC”）资源。在各种实施例中，该分配可以基于与多个基于OWC的移动app中的至少一个相关联的服务质量（“QoS”）要求。在各种实施例中，可以基于由区域内所操作的移动设备所生成的积累的呼叫数据记录（“CDR”）来确定移动性模式。在各种实施例中，可以基于由区域内所操作的移动设备所生成的方位坐标数据来确定移动性模式。

如本文为了本公开所使用的，术语“LED”应当被理解为包括任何电致发光二极管或能够响应于电信号而生成辐射的其他类型的载流子注入/基于结的系统。因此，术语LED包括但不限于响应于电流而发光的各种基于半导体的结构、发光聚合物、有机发光二极管（OLED）、电致发光波段等。特别地，术语LED指的是所有类型的发光二极管（包括半导体和有机发光二极管），其可以被配置为在红外光谱、紫外光谱和可见光光谱（通常包括从大约400纳米到大约700纳米的辐射波长）的各种部分中的一个或多个中生成辐射。LED的一些示例包括但不限于各种类型的红外LED、紫外LED、红色LED、蓝色LED、绿色LED、黄色LED、黄褐色LED、橙色LED和白色LED（下文进一步讨论）。还应当领会，可以配置和/或控制LED来生成具有对于给定光谱（例如，窄波段宽、宽波段宽）的各种波段宽（例如，半峰全宽或FWHM）、以及在给定通用色彩分类内的各种主波长的辐射。

例如，配置为生成基本上是白色光的LED（例如，白色LED）的一个实施方案可以包括许多管芯，其分别发射电致发光的不同光谱，其组合起来混合形成基本上白色的光。在另一实施方案中，白色光LED可以与磷光体材料相关联，该磷光体材料将具有第一光谱的电致发光转换到不同的第二光谱。在该实施方案的一个示例中，具有相对短的波长和窄波段宽光谱的电致发光“泵浦(pump)”磷光体材料，磷光体材料进而辐射具有稍微更宽的光谱的更长的波长的辐射。

还应理解，术语LED不限制LED的物理和/或电封装类型。例如，如上文讨论的，LED可以指具有多个管芯的单个发光器件，该多个管芯被配置为分别发射不同光谱的辐射（例如，其可以是或不可以是独立可控的）。而且，LED可以与磷光体相关联，该磷光体被认为是LED（例如，一些类型的白色LED ）的必要部分。通常，术语LED可以指封装的LED、非封装的LED、表面安装LED、板上芯片LED、T封装安装LED、径向封装LED、功率封装LED、包括某种类型的壳体和/或光学元件（例如，漫射透镜）的LED等。

术语“光源”应该被理解为指各种辐射源中的任何一个或多个，包括但不限于基于LED的源（包括一个或多个如上定义的LED）、白炽源（例如，灯丝灯、卤素灯）、荧光源、磷光源、高强度放电源（如钠蒸汽、汞蒸汽和金属卤化物灯）、激光、其他类型的电致发光源、热释光源（如火焰）、烛火光源（例如，汽灯罩、碳弧辐射源）、光致光源（例如，气体放电源）、使用电子饱和的阴极发光源、电流发光源、结晶发光源、显像管发光源、热发光源、摩擦发光源、声发光源、辐射发光源和发光聚合物。

给定光源可以被配置为生成可见光谱内、可见光谱外或其二者的组合的电磁辐射。因此，术语“光”和“辐射”在本文中可互换使用。另外，光源可以包括一个或多个滤光器（例如，彩色滤光器）、透镜或其他光学组件作为必要组件。而且，应该理解的是，光源可以被配置用于各种应用，包括但不限于指示、显示和/或光照。“光照源”是一种光源，其特别地配置成生成具有足够强度的辐射，以有效地照射内部或外部空间。在该语境中，“足够强度”是指在空间或环境中生成的可见光谱中的足够的辐射功率（通常用单位“流明”来以辐射功率或“光通量”的术语表示在全部方向中来自光源的总光输出）以提供周围光照（即，可以间接感知并且可以例如在被全部或部分感知之前在各种介入表面中的一个或多个介入表面反射的光）。

术语“光谱”应该理解为是指由一个或多个光源产生的辐射的任何一个或多个频率（或波长）。因此，术语“光谱”不仅指可见光范围内的频率（或波长），还指红外线、紫外线和整个电磁光谱的其他区域中的频率（或波长）。此外，给定光谱可以具有相对窄的波段宽（例如，具有基本上极少频率或波长分量的FWHM）或相对宽的波段宽（具有各种相对强度的若干频率或波长分量）。还应当领会，给定光谱可以是两个或更多其他光谱的混合的结果（例如，将分别从多个光源发射的辐射混合）。

术语“照明设施”在本文中用于指以特定形状因子、组装或封装形式的一个或多个照明单元的实施方案或布置。术语“照明单元”在本文中用于指包括一个或多个相同或不同类型的光源的装置。给定的照明单元可以具有用于（多个）光源的各种安装布置、包封/外壳布置和形状和/或电气和机械连接配置中的任何一个。另外，给定的照明单元可选地可以与涉及（多个）光源的操作的各种其他组件（例如，控制电路）相关联（例如，包括、耦合到和/或与其他组件封装在一起）。“基于LED的照明单元”是指单独或与其他非基于LED的光源组合地包括一个或多个如上所述的基于LED的光源的照明单元。“多信道”照明单元是指包括至少两个光源的基于LED或非基于LED的照明单元，该至少两个光源被配置为分别生成不同光谱的辐射，其中每个不同的源光谱可被称为多信道照明单元的“信道”。

术语“控制器”在本文中一般地用于描述与一个或多个光源的操作有关的各种装置。控制器可以以多种方式实施（例如，诸如利用专用硬件）以实行本文所讨论的各种功能。“处理器”是采用一个或多个微处理器的控制器的一个示例，可以使用软件（例如，微代码）对该一个或多个微处理器编程以实行本文所讨论的各种功能。可以在采用或不采用处理器的情况下实施控制器，并且还可以将控制器实施为实行一些功能的专用硬件和实行其他功能的处理器（例如，一个或多个经编程的微处理器和相关联电路）的组合。可以在本公开的各种实施例中采用的控制器组件的示例包括但不限于常规微处理器、专用集成电路（ASIC）和现场可编程门阵列（FPGA）。

在各种实施方案中，处理器或控制器可以与一种或多种存储介质（本文统称为“存储器”，例如易失性和非易失性计算机存储器（诸如RAM、PROM、EPROM和EEPROM）、软盘、致密盘、光盘、磁带等）相关联。在一些实施方案中，可以利用一个或多个程序编码存储介质，当在一个或多个处理器和/或控制器上执行该一个或多个程序时，该一个或多个程序实行本文所讨论的功能中的至少一些功能。各种存储介质可以固定在处理器或控制器内，或者可以是便携的，使得存储在其上的一个或多个程序可以被加载到处理器或控制器中，以便实施本文讨论的本发明的各种方面。术语“程序”或“计算机程序”在本文中以通用含义使用，指可以被采用以对一个或多个处理器或控制器编程的任何类型的计算机代码（例如，软件或微代码）。

术语“可寻址的”在本文中用于指一种设备（例如，通常为光源、照明单元或设施、与一个或多个光源或照明单元相关联的处理器或控制器、其他非照明相关设备等），该设备被配置为接收旨在用于多个设备（包括其自身）的信息（例如数据），以及选择性地响应于旨在用于该设备的特定信息。术语“可寻址的”经常与联网环境（或“网络”，下文进一步讨论）结合使用，其中多个设备经由某个或一些通信介质耦合在一起。

在一个网络实施方案中，耦合到网络的一个或多个设备可以充当耦合到该网络的一个或多个其他设备的控制器（例如，处于主/从关系）。在另一实施方案中，联网环境可以包括配置为控制耦合到该网络的设备中的一个或多个的一个或多个专用控制器。通常，耦合到该网络的多个设备中的每个设备可以访问存在于一个或多个通信介质上的数据；然而，给定设备可以是“可寻址的”，因为它被配置为例如基于分派给它的一个或多个特定标识符（例如，“地址”）与该网络选择性地交换数据（即，从网络接收数据和/或向网络传输数据）。

如本文使用的术语“网络”指促进在任何两个或更多设备之间和/或在耦合到网络的多个设备之间的信息的运输（例如，用于设备控制、数据存储、数据交换等）的两个或多个设备（包括控制器或处理器）的任何互连。如应该容易领会的，适用于互连多个设备的网络的各种实施方案可以包括各种网络拓扑中的任何网络拓扑，以及采用各种通信协议中的任何通信协议。另外，在根据本公开的各种网络中，两个设备之间的任何一个连接可以表示两个系统之间的专用连接，或者可替代地是非专用连接。除了携带旨在用于该两个设备的信息之外，这种非专用连接可以携带不一定是旨在用于两个设备中的任何一个设备的信息（例如，开放式网络连接）。更进一步地，应该容易领会的是，如本文所讨论的各种设备网络可以采用一个或多个无线、有线/电缆和/或光纤链路来促进遍及全网的信息运送。

如本文使用的术语“用户接口”指人类用户或操作者与一个或多个设备之间的能够使该用户和该（多个）设备之间进行通信的接口。可以在本公开的各种实施方案中采用的用户接口的示例包括但不限于开关、电位计、按钮、拨盘、滑动器、鼠标、键盘、小键盘、各种类型的游戏控制器（例如，操纵杆）、轨迹球、显示屏、各种类型的图形用户接口（GUI）、触摸屏、麦克风和其他类型的传感器，其可以接收某种形式的人类生成的激励并响应于此生成信号。

如本文使用的术语“移动性模式”指给定区域中的多个个体的移动和/或占用模式。可以基于诸如上文的CDR参考的各种数据点和/或信号以及诸如从在该区域中操作的移动设备获得的方位坐标传感器数据的其他数据点/信号来确定给定时间的给定区域的移动性模式。如本文使用的“方位坐标传感器数据”可以指由移动设备生成或代表移动设备的任何数据，其指示给定时间点时该移动设备的方位。方位坐标传感器数据可以包括但不限于全球定位系统（“GPS”）数据、三角测量数据（例如，由蜂窝塔、无线基站等产生的）、惯性测量单元（“IMU”）、蜂窝塔位置（其可以提供移动设备位置的粗略近似）等。

应当领会，以下更详细讨论的另外的概念和前述概念的所有组合（假设这些概念不相互矛盾）被认为是本文公开的发明主题的一部分。特别地，出现在本公开末尾的所要求保护的主题的所有组合都被认为是本文公开的发明主题的一部分。还应当领会，本文明确采用的、也可能出现在通过引用并入的任何公开内容中的专业名词，应当被赋予与本文公开的特定概念最一致的含义。

附图说明

在附图中，相同的附图标记贯穿不同的视图一般地指相同的部分。而且，附图不一定按比例绘制，而是一般地将重点放置在图示本发明的原理上。

图1根据各种实施例示意性图示了本公开的各种组件。

图2根据各种实施例示意性描绘了示例数据流。

图3根据各种实施例描绘了实践所选择的本公开的多个方面的示例方法。

具体实施方式

光学无线通信（“OWC”）使用可见光和不可见光来促进信息的无线传输。配备照明单元来用于OWC可以使照明单元能够支持基于联网的应用，诸如在线零售、优惠券分发、航空/酒店/火车的预订/核入、在线评论服务等。随着基于OWC的应用在室内和室外环境中得到普及，由采用的OWC技术向各种应用提供的服务质量（“QoS”）变得越来越重要。QoS可能受到由携带或以其他方式操作各种移动设备（例如智能电话、平板电脑、智能手表、其他可穿戴设备、交通工具计算系统等）的终端用户所产生的变化的需求的影响。例如，在室外环境中，个体的移动性模式可以导致流量模式的显著变化。因此，在本领域中需要了解终端用户的人口特征和/或移动性模式，以便向基于OWC的应用递送最佳QoS和差异化服务。更一般地，鉴于前述内容，本发明的各种实施例和实施方案是针对基于移动性模式和/或其他信息来分配OWC相关资源，以改进针对各种移动app的OWC的 QoS。如本文所描述地分配OWC资源可以引致较低的丢包率和/或可以增加信道利用。不是让每个移动app使用所有可用频段（这可能导致每个频段具有与偶然的拥塞时段相混合的严重不可用时段），而是如本文所描述地在多个app之间分配频段，这可以将来自不同移动app的流量分离到不同频段，从而减少整体拥塞的时段。

普遍使用的一种类型的OWC是可见光通信（“VLC”）。VLC可以用于调制可见光波来传输和接收信息，因此促进无线通信。一种非限制性VLC标准使用由用于通信的常见可用光源（诸如LED）发射的光的光谱的可见部分。下文的表1示出了不同波段的一个非限制性示例，该不同波段可以被分配为用于通信的载波或“信道”：

如将在下文进一步详细描述的，在各种实施例中，这些波段可以构成OWC资源（以及在该实例中，为VLC资源），该OWC资源对于配备OWC的照明单元进行通信（例如与在照明单元的照射范围内的一个或多个移动设备上操作的一个或多个移动app通信）是可用的。通过基于移动性模式和/或其他信息来动态地分配这些波段（或更一般地，任何OWC相关资源），可以改进与OWC传输（特别是与被认为可能在该区域中所操作的移动app）相关联的QoS。

参考图1，在一实施例中，地理区域100可以包括多个照明单元102_1-12，其被配置为照射地理区域100的各个部分。照明单元102可以采取多种形式，诸如在图1中描绘的室外街灯、（例如，在办公建筑物、购物中心、机场、体育场等中的）室内照明单元、建筑用灯等。在各种实施例中，照明单元102_1-12中的一个或多个可以被配置为使用OWC（诸如VLC）将信息传输至远程计算设备和/或其他照明单元102 。照明单元102_1-8照射北/南街道，而照明单元102_9-11照射人行道。地理区域100还包括一个或多个建筑物124_A和124_B。地理区域100只是可以采用公开技术的“区域”的一个示例。所公开的技术还可以用于其他类型的区域和/或环境，诸如室内环境、室内/室外混合环境、交通工具内的环境（例如，在火车、飞机、汽车等上）等。

个体（未描绘）可以在特定时间以可以形成移动性模式的方式行进穿过和/或以其他方式占用地理区域100。例如如果建筑物124_A是火车站以及建筑物124_B是办公建筑物，则人们可以在早高峰期间从建筑物124_A行进至建筑物124_B，以及在晚高峰以相反的方向行进。行进穿过或以其他方式占用地理区域100的个体可以在位于地理区域100中时操作移动设备。移动设备可以以各种形式出现，诸如智能电话、平板电脑、可穿戴设备（例如智能手表、智能眼镜）、交通工具计算系统（例如导航系统）等。

在各种境况下，移动设备可以生成各种数据，诸如CDR（例如，当操作个体打电话或发送文本消息时）、方位坐标数据、网络应用事务（例如个体在位于地理区域100中时操作移动app）等。如上文注明的，此数据可以用于检测一段时间内个体的移动性模式。例如，个体进行电信事务（例如，呼叫、文本消息等）可以导致服务地理区域100的一个或多个蜂窝塔104生成相应的CDR。另外或替代地，该移动设备可以生成（在人类干预或没有人类干预的情况下）方位坐标数据（例如，GPS坐标），该方位坐标数据可以在各个时间指示地理区域100内个体的（多个）位置。在一些情况中，电信提供商可以使此数据中的至少一些数据可用于移动性模式分析和预测引擎（“MPAPE”）106。

MPAPE 106可以包括一个或多个计算系统（其可以经由一个或多个网络连接，未描绘），该一个或多个计算系统被配置为（例如，利用软件）分析从一个或多个蜂窝塔104接收的数据或由电信提供商控制的其他资源来确定地理区域100内的个体的移动性模式。在一些实施例中，MPAPE 106可以包括标准计算组件，诸如可以与存储器112操作上耦合的一个或多个处理器110。一般地，MPAPE 106可以分析从（多个）电信提供商接收的数据来确定例如个体在特定位置或建筑物中驻留多久、个体在地理区域100内改变位置的频率和/或与地理区域100内的个体的移动性相关的任何其他模式。在一些实施例中，由MPAPE 106分析的数据可以包括来自一个或多个源（诸如适于指示地理区域100中的个体的移动性模式的CDR、室外摄像头、室内摄像头、分光计、交通工具跟踪日志、调查表、方位坐标日志和/或任何其他数据源）的匿名批量数据。在图1的背景中，例如，MPAPE 106可以检测第一移动性模式和第二移动性模式，该第一移动性模式示明在工作日早晨期间从建筑物124_A到建筑物124_B的增加的流量，该第二移动性模式示明在工作日下午期间从建筑物124_B到建筑物124_A的增加的流量。

在一些实施例中，MPAPE 106也可以从电信提供商或其他地方获得其他信息。例如，在一些实施例中，MPAPE 106可以被提供以关于由个体在地理区域100内操作移动设备而发送和/或接收的web流量数据的信息。此web流量数据可以包括由移动app交换的各种级别的信息，诸如超文本传输协议（“HTTP”）数据、超文本标记语言（“HTML”）数据、可扩展标记语言（“XML”）数据、JavaScript对象简谱（“JSON”）数据、简单对象访问协议（“SOAP”）数据、Web服务描述语言（“WSDL”）数据等。在各种实施例中，MPAPE 106可以使用此web流量数据来确定一个或多个移动app使用模式、偏好（例如，根据社交媒体上的“喜欢”和“不喜欢”所确定的）和/或地理区域100内的操作移动设备的个体的人口特征。

例如，MPAPE 106可以检测早通勤和晚通勤期间天气和/或流量相关的移动app的增加的使用。在午餐期间，MPAPE 106可以检测涉及餐馆的移动app（例如，评论app、导航app、预订app等）的增加的使用。在一些实施例中，MPAPE 106也可以基于web流量数据推测关于地理区域100中的个体的一个或多个人口特征。例如，如果在地理区域100中操作移动设备的大部分个体在给定时间倾向于操作特定移动app，则可以在给定的时间就地理区域100内的个体的人口方面推测已知与该移动app相关联的用户人口特征。

MPAPE 106也可以基于其他数据推测地理区域100内的个体的人口特征和/或偏好。例如，在一些实施例中，MPAPE 106可以利用人口调查数据（未描绘）来确定居住在地理区域100内的个体的人口特征（例如，年龄、性别、社会经济地位等），诸如年龄分布、性别分布、收入分布等。在各种实施例中，例如，假设符合移动性模式的个体在人口特征上与人口调查数据所指示的位于地理区域100内的个体相似，MPAPE 106可以将这些人口特征投射到移动性模式上。个体的偏好可以被确定，例如使用web流量来确定在地理区域内操作移动设备的个体在社交媒体上“喜欢”或“不喜欢”什么，以及使用点击进入率和/或其他类似度量来确定当在地理区域100内时个体选择什么链接。

在各种实施例中，MPAPE 106可以向动态OWC资源分配引擎（“DOAE”）108提供它可以推测的移动性和/或移动app使用模式和/或任何人口特征。在一些实施例中，DOAE 108可以包括一个或多个计算系统，该一个或多个计算系统被配置为控制由地理区域100内的一个或多个照明单元102发射的光。在各种实施例中，DOAE 108可以包括标准计算组件，诸如可以与存储器112操作上耦合的一个或多个处理器110。基于从MPAPE 106接收的数据，DOAE108可以被配置为优化OWC的一个或多个层（诸如物理和/或介质层）来改进QoS。例如，在一些实施例中，DOAE 108可以在物理层处施行动态网络协议来将用于传输数据的一个或多个照明单元102中的至少一个照明单元的一个或多个OWC资源分配给在地理区域100内所操作的一个或多个移动设备上操作的一个或多个移动app。例如，假设由MPAPE 106提供的移动性和移动app使用模式指示在工作日的午餐期间中特定移动app增加的使用。DOAE 108可以增加由地理区域100内的一个或多个照明单元102所使用的 OWC资源（例如，波段的数量）以与特定移动app交换数据。通过增加或以其他方式选择性地分配用来与特定移动app通信的OWC资源，可以改进针对移动app的QoS。

图2示意性描绘了可以由图1的各个组件实施的示例处理流。在此示例中，可以从数据库228获得原始移动性数据（诸如上文描述的CDR、方位坐标数据或其他相似数据）。如上文注明的，在一些实施例中，例如使用在电信系统的蜂窝塔和/或其他组件处生成的数据，数据库228可以填以由一个或多个电信提供商提供的数据。在其他实施例中，可以由电信提供商实时提供数据或使用其他数据传输措施，诸如批量下载等。在又一实施例中，由电信提供商或其他相似实体提供的数据可以经分析来识别移动性模式（例如，数据可以包括注释和/或可以被总结以指示移动性模式）。

MPAPE 106可以获得此数据以及如上文描述的（假设移动性模式尚未被预先识别和/或预注释）可以根据该数据识别一个或多个移动性模式。在一些实施例中，数据库228中的数据可以被周期地和/或持续地更新。在一些这样的实施例中，MPAPE 106可以从数据库228周期地（例如，每小时、每天、每星期、每月等）和/或持续地获得数据，使得MPAPE 106可以基于新数据继续检测新移动性模式和/或修改现有的移动性模式。如上文注明的，在一些实施例中，MPAPE 106可以例如基于web流量数据或可以由或不可以由（多个）相同电信提供商提供的其他数据，另外或替代地识别地理区域100中个体的移动app使用模式。在一些实例中，可以由MPAPE 106根据数据库228至少部分地基于移动性模式来确定移动app使用模式。

可以以周期或持续的方式（例如，当由MPAPE 106检测到新移动性模式）和/或应要求向DOAE 108提供由MPAPE 106识别的移动性模式。如上文描述的，DOAE 108可以将用于传输数据的一个或多个照明单元（102）中的至少一个照明单元的一个或多个OWC资源分配给地理区域100内所操作的一个或多个移动设备上操作的多个移动app中的一个或多个。例如，DOAE 108可以例如使用各种网络通信协议（例如，蜂窝、Wi-Fi、ZigBee、OWC、Z-Wave等）将一个或多个分配命令传输至一个或多个照明单元102。如上文注明的，在一些实施例中,OWC资源的该分配可以至少部分地基于上文描述的所确定的移动app使用模式。例如在图2中，OWC资源包括可以使用诸如频分复用（“FDM”）的技术在各种移动app 230_1-N之间分配的光信道232_1-M。在一些实施例中，可以跨一个或多个信道或在单个信道内利用诸如正交频分复用（“OFDM”）的更复杂的方案。

假设APP 1 230₁涉及本地餐馆（例如，评论app、预订app、折扣优惠券app等），并且APP 2 230₂涉及与儿童有关的本地机构（例如，玩具店、游乐场等）。进一步假设在所考虑的地理位置中，在当前时间，MPAPE 106确定：适用的移动性模式和/或移动app使用模式指示瞬时人口（例如，人口简况）可能主要包括寻求进餐（例如，晚餐时间）的成年人。对于被投射的地理区域的当前人口，APP 1 230₁比APP 2 230₂更可能是有用的。结果，DOAE 108可以将对于本地光源可用的两个信道（信道1 232₁和信道2 232₂）分配给APP 1 230₁。相比之下，因为该瞬时本地人口较小可能地包括许多儿童，APP 2 230₂可能对于被投射的地理区域的当前人口是不那么有用的。因此，可以仅为APP2 230₂分配单个信道：信道3 232₃。

这些技术可以被应用于将OWC资源分配给其他移动app 230₃-230_N。例如，假设移动性和/或使用模式揭示出APP 3 230₃对于当前被投射的本地人口的大部分也不太可能有用。也可以为APP 3 230₃分配单个信道：信道3 232₃。如图2中描绘的，在一些实施例中，多个移动app可以共享同一信道，如在APP 2 230₂和APP 3 230₃的情况中。在这样的实施例中，共享的信道可以以一种方式被分配，使得数据针对不同应用而被不同地调制。例如，在一些实施例中，在单个频道内，可以采用时分复用（“TDM”）或其他类似技术将去往/来自一个相关联的移动app的流量与去往/来自共享该频道的另一个移动app的流量相区分。在其他实施例中，频道232可以不在移动app之间共享（即被分配给不同移动app的波段的不同子集可以是不相交的）。

DOAE 108可以选择它如何以各种方式分配OWC资源。在一些实施例中，DOAE可以采用基于规则的方法来在多个移动app 230_1-N之间分配频道232_1-M。例如，如果地理区域中的大多数人被MPAPE 106投射为二十几岁，则可以将更多波段宽（例如，更多频道232）分配给使这样的人口特征受益或者以其他方式主要由其使用的移动app。

在一些实施例中，OWC资源的分配可以包括网络协议的施行，该网络协议至少部分地基于基于OWC的移动app的预测的使用来分配OWC物理层资源。下文表2说明了使用基于规则的技术，可以如何分配OWC物理层资源（也就是说，多个OWC频段）的一个示例。在表2中，一串七比特代码用于向移动app表明应该如何使用七个可用波段（类似表1）。

假设用户正行进穿过由照明单元照射的区域，该照明单元按照本公开的所选择的多个方面配置。进一步假设该用户正携带或以其他方式操作移动设备，该移动设备执行从机构接收推送通知（例如，“附近的欢乐时光特别活动”）的特定移动app，该机构已经在先安排了要推送至特定应用的用户的这样的通知。常规地，用户的移动设备的蜂窝连接可以用来响应于基于用户的GPS坐标的用户在参与机构附近的确定来将此通知推送至用户的移动设备（例如作为用户屏幕上的弹出消息）。然而，使用本文所描述的技术，用户的移动设备取而代之地可以使用OWC来从参与机构附近的一个或多个照明单元接收这样的推送通知（以及可以发送响应数据）。因此，移动app可以在蜂窝和/或GPS信号可能是不可用的区域（诸如室内、火车或飞机上等）中接收这样的通知。

在一些实施例中，可以例如经由来自附近照明单元的一个或多个OWC传输或通过其他波段外措施（诸如蜂窝通信等）通知用户的移动设备的操作系统或其他组件（例如，单独的OWC接口控制器）：第一移动app已经被分配了（多个）特定OWC波段来用于通信。使用表2的示例，比特模式“0000001”可以与第一移动app相关联，并且此关联可以被传送至用户的移动设备的操作系统。该操作系统（或单独的OWC接口控制器）可以使用该比特模式来确定：波段7被分配用于第一移动app经由一个或多个附近的照明单元使用OWC来交换数据。之后，操作系统可以仅向第一移动app提供经由波段7接收的入站数据（例如，串行比特流）。经由其他OWC波段接收的入站数据可以被忽略，或至少不提供给第一移动app。同样地，来自第一移动app的出站数据可以使用波段7来传输。

（基于移动性和/或使用模式、人口特征等）被认为相比第一移动app更可能由区域的瞬时人口的相对大的部分使用的第二移动app可以被分配更多量的OWC资源。例如，比特模式0100110可以分配波段2、5和6以用于去往/来自第二移动app的流量的传输。之后，该操作系统可以向第二移动app提供经由波段2、5和6接收的入站数据（例如，串行比特流）。经由其他OWC波段接收的入站数据可以不向第二移动app提供。同样地，来自第二移动app的出站数据可以使用波段2、5和6中的一个或多个来传输。

在其他实施例中，DOAE 108可以使用更复杂的技术来分配OWC资源。例如，在一些实施例中，可以使用监督和/或无监督的机器学习技术来训练一个或多个模型（例如，神经网络）以提供规定在给定情境中应该如何分配一个或多个OWC资源的输出。例如，可以使用训练数据作为输入来训练神经网络或其他机器学习模型，该训练数据包括特定情境中的移动性和/或使用模式的各种方面，以及在一些情况下的相应人口特征，以及涉及在那个特定情境中OWC资源被如何分配的各种特征。负训练示例可以包括表示OWC资源的特定分配产生了负结果（诸如不可接受的丢包率）的情境的特征向量。正训练示例可以包括表示OWC资源的特定分配产生了正结果（诸如相对低的丢包）的情境的特征向量。在一些实施例中，可以例如通过区域中的照明单元检测丢包率、抖动等自动地确定特定训练示例的结果（或标记）。在一些这样的实施例中，当照明单元使用OWC与移动app交换数据时，可以使用随时间推移生成的附加的训练示例来持续地训练模型。例如，照明单元可以检测特定情境中的丢包率，利用此丢包率标记新训练数据，以及将新训练数据作为被标记的输入提供给模型。

图3描绘了用于实施本公开的各个方面的示例方法300。虽然方法300的操作被以特定顺序描绘，但是这不意味着限制。在各种实施例中，方法300的一个或多个操作可以被省略、重排和/或一个或多个操作可以被添加。

在框302处，可以确定随时间推移在给定区域中观察到的一个或多个移动性模式。该区域可以包括地理区域，诸如城市（例如，100）的全部或部分，和/或可以包括由按照本公开的所选择的多个方面配置的照明单元照射的其他室内和/或室外区域，诸如校园、院落、营地、机场、火车站等。如上文注明的，移动性模式可以依据各种不同数据确定，包括但不限于CDR、方位坐标数据（例如，GPS日志）等。在一些实施例中，可以由电信提供商提供数据，移动性模式在该数据中被观察到，尽管这不是所要求的。

在可选框304处，随时间推移可以确定区域中的移动app使用模式。如上文注明的，这些移动app使用模式可以涉及区域内的移动app使用，并且这些移动app使用模式可以例如使用诸如上文描述的web流量数据之类的数据以及诸如应用日志等的其他数据而被检测到。在一些实施例中，一个或多个电信提供商还可以提供用于识别移动app使用模式的web流量数据的至少一些web流量数据。然而，这不是所要求的。在各种实施例中，移动app使用模式可以或可以不基于移动性模式（例如与其相关）。在框306处，可以例如基于人口调查数据、调查表、移动app使用模式等确定区域的人口特征。如上文注明的，可以将这些人口特征有效地投射到移动性模式来“估测”形成给定移动性模式的一部分的个体的人口特征。

在框308处，可以选择“适用的”移动性模式。如一个简单示例，对于当前时间（或紧接当前时间），一种移动性可以是“适用的”。例如，如果高峰期即将开始，那么可以选择与高峰期相关联的移动性模式作为是瞬时（或片刻）适用的。然后，实施方法300的余下操作来实时分配OWC资源。然而，没有必要实时选择适用的移动性模式。在一些实施例中，可以在将来的某个时刻选择适用的移动性模式。方法300的余下操作中的至少一些（诸如310）可以即刻或随后实行，以及方法300的其他余下操作可以在将来的该时刻处或稍前实行。

在框310处，可以预测区域中移动app的使用。此预测可以至少部分地基于移动性数据，但也可以基于在框304处确定的移动app使用模式和/或在框306处确定的人口特征来预测。例如，可以预测，对于期望在特定时间发生的给定移动性模式，被预测符合该移动性模式的个体将具有某些人口特征属性（例如，年龄、性别）。另外或替代地，以及在一些基于该人口特征实施例中，可以预测相比其他app，个体将更多地使用某些移动app。

在框312处，基于预测的移动app的使用，可以选择性地分配一个或多个OWC资源（诸如上文描述的波段/信道）用于由区域中的一个或多个照明单元使用来与特定移动app交换信息。这样的分配的一个示例在图2中被说明。在框314处，一个或多个照明单元可以使用如在框312处分配的OWC资源来将数据传输至在区域内的一个或多个移动设备上执行的一个或多个移动app和/或从其接收数据。

虽然若干发明实施例已经在本文被描述和图示，那些本领域普通技术人员将容易地预见用于实行本文描述的功能和/或取得本文描述的结果和/或优点中的一个或多个优点的多种其他构件和/或结构，并且每个这样的变化形式和/或修改被认为在本文描述的多个发明实施例的范围之内。更一般地，那些本领域技术人员将容易地领会本文描述的所有参数、尺寸、材料和配置意欲为示例性的，并且实际的参数、尺寸、材料和/或配置将取决于本发明教导被使用于的一个或多个具体应用。那些本领域技术人员将认识到，或者能够仅仅使用常规实验确定本文描述的具体的多个发明实施例的许多等同物。因此，应理解，前述多个实施例仅通过示例的方式展示，并且在所附权利要求及其等同物的范围内，多个发明实施例可以被以除如具体描述和要求保护的之外的方式实施。本公开的多个发明实施例是针对本文描述的每个单独特征、系统、物品、材料、套件和/或方法。此外，如果这样的特征、系统、物品、材料、套件和/或方法不相互矛盾，那么两个或多个这样的特征、系统、物品、材料、套件和/或方法的任意组合包括在本公开的发明范围内。

如本文定义和使用的，所有定义应理解为凌驾在词典定义、通过参考并入的文献中的定义和/或所定义术语的通常含义之上。

如本文在说明书和权利要求书中使用的不定冠词“一”、“一个”（“a”和“an”），除非明确表明为相反，应理解为意指“至少一个”。

如本文在说明书和权利要求书中所使用的词语“和/或”，应理解为意指如此连接的元件中的“任一个或二者”，即在一些情况中结合地存在、在其他情况中分离地存在的元件。使用“和/或”列出的多个元件应以相同方式解释，即如此连接的元件中的“一个或多个”。除了被“和/或”句子特别地标识的元件之外，其他元件可以可选地存在，无论与那些被特别地标识的元件有关还是无关。因此，作为一非限制性示例，当与开放式语言（诸如“包括”）结合使用时，对“A和/或B”的提及在一个实施例中可以仅指A（可选的包括除B以外的元件）；在另一个实施例中可以仅指B（可选的包括除A以外的元件）；在又一实施例中可以指既有A也有B（可选的包括其他元件）等。

如本文在说明书和权利要求书中使用的，“或者”应理解为与上面定义的“和/或”具有相同的含义。例如，当分离列表中的项时，“或者”或者“和/或”应被解释为包括性的，即包括多个元件或元件列表中的至少一个元件，但是也包括不止一个元件，以及可选地包括其他的未列出的项。只有被清楚地表明为相反的术语，诸如“……中的仅一个”或者“……中的恰一个”，或者当在权利要求书中使用“由……组成”时，将指包括多个元件或元件列表中的恰一个元件。总体来说，如本文所使用的术语“或者”，仅当前面是排他性术语（诸如“任一个”、“……中的一个”、“……中的仅一个”或者“……中的恰一个”）时，才应该被解释为表明排他性选择（即“一个或另一个而不是两者都”）。当在权利要求书中使用“基本由……组成”时，该术语应当具有它如在专利法领域所使用的通常含义。

如本文在说明书和权利要求书中所使用的，提及一个或多个元件的列表的词语“至少一个”应理解为意指从元件的列表中的元件中的任何一个或多个元件选择的至少一个元件，而不必包括在元件的列表内具体列出的每一个元件的至少一个元件，并且不排除元件的列表中的元件的任意组合。此定义也允许除了在词语“至少一个”所指的元件的列表内具体标识的元件之外的元件可以可选地存在，无论与那些具体标识的元件有关还是无关。因此，作为一个非限制性示例，“A和B中的至少一个”（或者等同地“A或者B中的至少一个”，或者等同地“A和/或B中的至少一个”）在一个实施例中可以指至少一个A、可选地包括不止一个A，不存在B（并且可选地包括除了B以外的元件）；在另一个实施例中可以指至少一个B、可选地包括不止一个B，不存在A（并且可选地包括除了A以外的元件）；在又一实施例中，可以指至少一个A、可选地包括不止一个A，和至少一个B、可选地包括不止一个B（并且可选地包括其他元件）等。

还应理解，除非被表明为相反，在本文要求保护的任何包含不止一个步骤或行为的方法中，方法的步骤或行为的顺序不必限制于该方法的步骤或行为被记载的顺序。

在权利要求书和上面的说明书中，所有过渡性词语诸如“包含”、“包括”、“携带”、“具有”、“含有”、“牵涉”、“持有”、“……构成的”等应被理解为开放式的，即指包括而不限制于。只有过渡性词语“由……组成”和“基本上由……组成”应该如美国专利局专利审查程序手册2111.03节所规定的那样，分别是封闭式或半封闭式的过渡性词语。应理解根据专利合同条约（“PCT”）的细则6.2（b）在权利要求中使用的某些表达和附图标记不限制范围。

Claims

1.一种用于光学无线通信的计算机实施的方法，包括：

确定（302）随时间推移在区域中观察到的一个或多个移动性模式，其中所述区域由一个或多个照明单元（102）照射，以及所述一个或多个照明单元被配置为使用光学无线通信（OWC）传输信息；

从所述一个或多个移动性模式选择（308）适用的移动性模式；

基于所选择的移动性模式预测（310）多个基于OWC的移动app（230）的所述区域中的使用；以及

将用于传输数据的所述一个或多个照明单元中的至少一个照明单元的一个或多个OWC资源分配（312）给在所述区域内所操作的一个或多个移动设备上操作的所述多个基于OWC的移动app中的一个或多个移动app，其中所述分配至少部分地基于所预测的使用。

2.根据权利要求1所述的计算机实施的方法，进一步包括基于与所述区域相关联的人口调查数据来估测（306）关于所述区域中的多个个体的人口特征数据。

3.根据权利要求2所述的计算机实施的方法，其中所述多个基于OWC的移动app的所述区域中的所预测的使用是基于所述人口特征数据进一步预测的。

4.根据权利要求1所述的计算机实施的方法，进一步包括至少部分地基于所述所预测的使用来预测（310）所述多个基于OWC的移动app的资源分配需要。

5.根据权利要求1所述的计算机实施的方法，其中所述分配包括施行网络协议，所述网络协议至少部分地基于所述所预测的使用来分配OWC物理层资源。

6.根据权利要求1所述的计算机实施的方法，其中所述一个或多个OWC资源包括多个光波段。

7.根据权利要求6所述的计算机实施的方法，其中所述分配进一步包括将用于传输数据的所述多个光波段的第一子集分配给所述多个基于OWC的移动app中的第一个，以及将用于传输数据的所述多个光波段的第二子集分配给所述多个基于OWC的移动app中的第二个。

8.根据权利要求7所述的计算机实施的方法，其中所述第一子集和第二子集是不相交的。

9.根据权利要求1所述的计算机实施的方法，其中所述一个或多个OWC资源包括一个或多个可见光通信（VLC）资源。

10.根据权利要求1所述的计算机实施的方法，其中所述分配进一步基于与所述多个基于OWC的移动app中的至少一个移动app相关联的服务质量（QoS）要求。

11.根据权利要求1所述的计算机实施的方法，其中所述移动性模式是基于积累的呼叫数据记录（CDR）确定的，所述呼叫数据记录（CDR）由所述区域内所操作的移动设备生成。

12.根据权利要求1所述的计算机实施的方法，其中所述移动性模式是基于方位坐标数据确定的，所述方位坐标数据由所述区域内所操作的移动设备生成。

13.一种用于光学无线通信的系统，包括：

配置为照射区域的一个或多个照明单元（102），其中所述一个或多个照明单元被配置为使用光学无线通信（OWC）来传输信息；

与所述一个或多个照明单元操作上耦合的一个或多个处理器（110）；以及

与所述一个或多个处理器操作上耦合的存储器（112），其中所述存储器存储指令，响应于所述一个或多个处理器执行所述指令，所述指令导致所述一个或多个处理器：

确定（302）随时间推移在所述区域中观察到的一个或多个移动性模式；

将用于传输数据的所述一个或多个照明单元中的至少一个照明单元的一个或多个OWC资源分配（312）给在所述区域内所操作的一个或多个移动设备上操作的所述多个基于OWC的移动app中的一个或多个，其中所述分配至少部分地基于所述所预测的使用和一个或多个移动性模式。

14.根据权利要求13所述的系统，还包括指令以估测（306）关于在给定时间所述区域中的多个个体的人口特征数据。

15.至少一种非易失性计算机可读介质，其包括指令，响应于由一个或多个处理器执行所述指令，所述指令导致所述一个或多个处理器实行以下操作：

确定（302）随时间推移在区域中观察到的一个或多个移动性模式，其中所述区域由一个或多个照明单元（102）照射，以及所述一个或多个照明单元被配置为使用光学无线通信（OWC）来传输信息；

基于所选择的移动性模式，预测（310）多个基于OWC的移动app的所述区域中的使用；以及

将用于传输数据的所述一个或多个照明单元中的至少一个照明单元的一个或多个OWC资源分配（312）给在所述区域内所操作的一个或多个移动设备上操作的所述多个基于OWC的移动app中的一个或多个，其中所述分配至少部分地基于所述所预测的使用。