JP2013546127A - 符号化光送信のための変調 - Google Patents

Abstract

光源の高度な制御及び光源を用いた情報の送信を可能とするために、符号化光が提案されている。光源を駆動するチャネルシンボルのシーケンスは、光源によって放射される符号化光に目に見えるちらつきがないようにソースシンボルのシーケンスから決定される。各ソースシンボルは、現在のソースシンボルと同一であってよい少なくとも１つの第１のチャネルシンボルと、現在のソースシンボルと少なくとも１つの将来及び／又は過去のソースシンボルとの関数であってよい少なくとも１つの第２のチャネルシンボルとを含む複合チャネルシンボルにマッピングされる。

Description

本発明は、符号化光システムに関する。具体的には、本発明は、符号化光システムにおける、符号化光を放射する少なくとも１つの光源を駆動する方法及びデバイスと、当該符号化光を情報シーケンスに復号化する方法及びデバイスとに関する。

今日では、光源は、多数の光源から構成される照明システムに応用されている。固体照明の導入以来、これらの光源の幾つかのパラメータは、光源システムにおいて変更及び制御することができる。当該パラメータには、光強度、光の色、光の色温度、及び、更には光の方向が含まれる。照明デザイナー又はシステムのユーザは、様々な光源のこれらのパラメータを変更及び制御することによって、照明シーンを生成することができる。このプロセスは、しばしば、シーン設定と呼ばれ、通常は、制御されるべき光源及びパラメータの数が多いことから、かなり複雑なプロセスである。通常は、各光源に１つのコントローラ又は制御チャネルが必要となる。これにより、１１個以上の光源を有するシステムを制御することが困難である。

光源のより直感的でかつ単純な制御を可能とするために、また、シーンを作成するために、照明器具の光出力に不可視識別子といった情報シーケンスを埋め込むことがこれまでに提案されてきている。この識別子の埋め込みは、照明器具の可視光（ＶＬ）の独自の変調に基づくか、又は、照明器具内に追加の赤外線（ＩＲ）光源を配置してこのＩＲ光を独自に変調することによる。符号化光を変調する手段として、マンチェスタ（Manchester）符号が一般的に用いられている。

識別子の光への埋め込みを、符号化光（ＣＬ）と呼ぶ。ＣＬを使用した通信を可視光通信（ＶＣＬ）と呼ぶ。ＣＬの送信については、主に、妥当な高変調周波数及び帯域幅がある発光ダイオード（ＬＥＤ）が考えられる。これによって、制御システムの高速応答がもたらされる。しかし、識別子は、白熱ランプ、ハロゲンランプ、蛍光ランプ、及び高輝度放電（ＨＩＤ）ランプといった他の光源の光にも埋め込むことができる。これらの光源識別子は、符号とも呼ばれ、個々の局所照明寄与の識別及び強度推定を可能にする。これは、試運転、光源選択、及びインタラクティブシーン設定といった光制御応用に応用することができる。これらの応用は、例えば家庭、オフィス、店舗、及び病院において使用される。したがって、これらの光源識別子は、これらがなければ非常に複雑である光源システムの制御動作を単純かつ直感的にする。

上記に鑑みて、符号化情報（例えばパケット）の光源の光出力への埋め込みが、光源の照明機能に関心のあるユーザに不可視であることが望ましい。つまり、光の符号化が目に見えるちらつきをもたらさないことが望ましい。この要件は、変調符号のスペクトルが低周波数を含むべきではないことを暗に示す。通常の送電網に接続された光源は、一般に、例えばＤＣ、５０Ｈｚ又は１００Ｈｚにおいて強い干渉を生成するので、受信器における適切なフィルタリングによって当該干渉を抑制することが有利である。所望の信号をこのフィルタリングによって劣化させ過ぎないために、干渉が存在するこれらのスペクトルの位置に、所望の信号がないことが有利である。この留意事項も、変調符号のスペクトルは低周波数を含むべきではないことを暗に示す。変調符号のスペクトルは、高周波数も含まないことが望ましく、これは、当該高周波数のための、ＬＥＤ光源用の安価なドライバにおける回路は実現するのが困難であるからである。

更に、受信器側において、例えば太陽、蛍光灯又は蛍光管、白熱灯等の他の光源からの干渉がある場合でもＶＬＣ内に含まれるデジタル情報を検出できることが望ましい。したがって、変調信号のスペクトルは、当該干渉があるスペクトルの周波数位置において任意の寄与を含まないことが望ましい。

本発明は、これらの問題を解決し、かつ、例えば、同程度の複雑さがあるものの、従来技術よりも良好なスペクトル閉じ込め（spectral confinement）（特に低周波数について）を可能にする方法、デバイス、及びシステムの概念を提供することによって、上で扱われた問題を解決又は少なくとも軽減する方法、デバイス、及びシステムの概念を提供することを目的とする。

一般に、上記目的は、添付の独立請求項に記載される方法及びデバイスによって達成される。

第１の態様では、上記目的は、制御信号に基づいて符号化光を放射する少なくとも１つの光源を駆動する光源ドライバ（light driver）によって達成される。当該光源ドライバは、情報源の情報シーケンスを表すソースシンボルｕ_ｋのシーケンスｕ＝［ｕ_１，…，ｕ_ｋ，…，ｕ_Ｋ］を受信する受信器と、ソースシンボルのシーケンスから、制御信号を形成するチャネルシンボルｚ_ｋのシーケンスｚ＝［ｚ_１，…，ｚ_ｋ，…，ｚ_Ｋ］を決定する処理ユニットと、少なくとも１つの光源に制御信号を提供し、これにより、少なくとも１つの光源を駆動する送信器とを含み、処理ユニットは、時間ｋにおける各ソースシンボルｕ_ｋを、少なくとも１つの第１のチャネルシンボルｚ_ｋ，１であって、そのうちの１つはｕ_ｋと同一である第１のチャネルシンボルｚ_ｋ，１と、集合Ｍから選択される値を有する少なくとも１つの第２のチャネルシンボルｚ_ｋ，２であって、前記ソースシンボルｕ_ｋ、並びに、入力引数として、（ｉ≠ｋ）である少なくとも１つの将来及び／又は過去のソースシンボルｕ _ｉ を有する、少なくとも２つの非ゼロ重み付け係数を含む重み関数に従って決定される第２のチャネルシンボルｚ_ｋ，２とを含む複合チャネルシンボルｚ_ｋ＝（ｚ_ｋ，１，ｚ_ｋ，２）にマッピングすることによって、前記チャネルシンボルのシーケンスｚを決定し、前記マッピングによって、前記チャネルシンボルのシーケンスｚの周波数ゼロにおけるパワースペクトル密度は、ゼロとなることがもたらされて、前記制御信号は、少なくとも１つの光源によって放射される符号化光に目に見えるちらつきがないようにする。

提案するマッピングは、例えば、同程度の複雑さがあるものの、マンチェスタパルスよりも良好なスペクトル閉じ込め（特に低周波数について）を可能にする。

シンボルｚ_ｋ，２は、Ｌ個の項ｕ_{ｋ−ｌ＋１}＋ｕ_ｋ＋１（ｌ＝１，…，Ｌ）の符号付き加重平均であってよく、チャネルシンボルのシーケンスｚのパワースペクトル密度が、（ｆＴ）^（４Ｌ）で減衰することがもたらされ、ここで、ｆはＨｚ単位の周波数を示し、Ｔはｕ_ｋを送信するための秒単位の時間を示す。マンチェスタ符号化のスペクトルは、ゼロ付近のｆに対して、ｆ^２で減衰する。したがって、提案する符号化スキームは、マンチェスタ符号化よりも速く減衰する。

第２の態様では、上記目的は、少なくとも１つの光源と、変調手段と、上記光源ドライバとを含む照明器具によって達成される。変調手段は、光源ドライバによって提供される制御信号に従って、少なくとも１つの光源によって放射される符号化光を変調する。

第３の態様では、上記目的は、制御信号に基づいて符号化光を放射する少なくとも１つの光源を駆動するための方法によって達成される。当該方法は、情報源の情報シーケンスを表すソースシンボルｕ_ｋのシーケンスｕ＝［ｕ_１，…，ｕ_ｋ，…，ｕ_Ｋ］を受信するステップと、ソースシンボルのシーケンスから、制御信号を形成するチャネルシンボルｚ_ｋのシーケンスｚ＝［ｚ_１，…，ｚ_ｋ，…，ｚ_Ｋ］を決定するステップと、少なくとも１つの光源に制御信号を提供し、これにより、少なくとも１つの光源を駆動するステップとを含み、前記チャネルシンボルのシーケンスｚは、時間ｋにおける各ソースシンボルｕ_ｋを、少なくとも１つの第１のチャネルシンボルｚ_ｋ，１であって、そのうちの１つはｕ_ｋと同一である第１のチャネルシンボルｚ_ｋ，１と、集合Ｍから選択される値を有する少なくとも１つの第２のチャネルシンボルｚ_ｋ，２であって、前記ソースシンボルｕ_ｋ、並びに、入力引数として、（ｉ≠ｋ）である少なくとも１つの将来及び／又は過去のソースシンボルｕ _ｉ を有する、少なくとも２つの非ゼロ重み付け係数を含む重み関数に従って決定される第２のチャネルシンボルｚ_ｋ，２とを含む複合チャネルシンボルｚ_ｋ＝（ｚ_ｋ，１，ｚ_ｋ，２）にマッピングすることによって決定され、前記マッピングによって、前記チャネルシンボルのシーケンスｚの周波数ゼロにおけるパワースペクトル密度は、ゼロとなることがもたらされて、前記制御信号は、少なくとも１つの光源によって放射される符号化光に目に見えるちらつきがないようにする。

第４の態様では、上記目的は、上記光源ドライバによって駆動される少なくとも１つの光源から放射された符号化光を示す、光検出器から受信された信号から、情報シーケンスを復号化するための情報復号器によって達成される。当該情報復号器は、チャネルシンボルｚ_ｋ＝（ｚ_ｋ，１，ｚ_ｋ，２）のシーケンスｚ＝［ｚ_１，…，ｚ_ｋ，…，ｚ_Ｋ］を示す信号を、光検出器から受信する受信器と、当該信号から、復号化情報シーケンスを形成する復号化ソースシンボル

のシーケンス

を決定する処理ユニットと、を含み、当該処理ユニットは、復号化ソースシンボルのシーケンス

を決定し、これにより、復号化ソースシンボル

は、ｚ_ｋ，１と、少なくともチャネルシンボルｚ_ｋ，２並びに１つの将来及び／又は過去のチャネルシンボルｚ _ｉ （ｉ≠ｋ）の加重平均との差分から決定される。

処理ユニットは、硬判定復号器を含んでよい。硬判定復号器は、当該差分の符号として復号化されたソースシンボルのシーケンス

を決定してよい。

第５の態様では、上記目的は、上記光源ドライバによって駆動される少なくとも１つの光源から放射された符号化光を示す、光検出器から受信された信号から情報シーケンスを復号化するための情報復号器によって達成される。当該情報復号器は、チャネルシンボルｚ_ｋ＝（ｚ_ｋ，１，ｚ_ｋ，２）のシーケンスｚ＝［ｚ_１，…，ｚ_ｋ，…，ｚ_Ｋ］を示す信号を、光検出器から受信する受信器と、当該信号から、復号化情報シーケンスを形成する復号化ソースシンボル

のシーケンス

を決定する処理ユニットと、を含み、当該処理ユニットは、復号化ソースシンボルのシーケンス

を決定し、これにより、復号化ソースシンボル

は、ｋ付近のｌの値について、ｚ_ｌ，１と、ハーフシンボルｚ_{ｌ，２，Ｌ}及びｚ_{ｌ，２，Ｒ}との一次結合をとることによって決定され、ただし、ｚ_{ｋ，２，Ｌ}はｚ_ｋ，２の第１のハーフであり、ｚ_{ｋ，２，Ｒ}はｚ_ｋ，２の第２のハーフである。

処理ユニットは、当該ハーフシンボルに関して、シーケンス［−１，０，１，１］を含む係数の集合を有する整合フィルタを使用することによって、復号化ソースシンボルのシーケンス

を決定してよい。１つの実施形態では、当該整合フィルタは、当該ハーフシンボルに関して、シーケンス［−１，０］から開始し、［（−１）^Ｎ−１，（−１）^Ｎ−１］に等しいＮ番目の対まで、［１，１］と［−１，−１］とで入れ替わるＮ個の係数対が後続し、シーケンス［０，（−１）^Ｎ］で終了する、２Ｎ＋４個の係数を有する。

なお、本発明は、請求項に記載される特徴の任意の可能な組み合わせに関する。同様に、第１の態様の利点は、第２の態様、第３の態様、第４の態様、及び第５の態様に適用され、またその逆も同様である。

本発明のこれらの及び他の態様は、本発明の実施形態を示す添付図面を参照してより詳細に以下に説明される。
図１は、一実施形態による照明システムを示す。 図２は、一実施形態による光源を示す。 図３は、一実施形態による情報復号器を示す。 図４ａは、一実施形態によるシフトレジスタ符号器を示す。 図４ｂは、一実施形態によるシフトレジスタ符号器を示す。 図４ｃは、一実施形態によるシフトレジスタ符号器を示す。 図５は、一実施形態によるシフトレジスタ復号器を示す。 図６ａは、一実施形態によるソースシンボル及びチャネルシンボルのパルス列を示す。 図６ｂは、一実施形態によるソースシンボル及びチャネルシンボルのパルス列を示す。 図６ｃは、一実施形態によるソースシンボル及びチャネルシンボルのパルス列を示す。 図６ｄは、一実施形態によるソースシンボル及びチャネルシンボルのパルス列を示す。 図６ｅは、一実施形態によるソースシンボル及びチャネルシンボルのパルス列を示す。 図７ａは、一実施形態によるチャネルシンボルのシーケンスのスペクトル表現を示す。 図７ｂは、一実施形態によるチャネルシンボルのシーケンスのスペクトル表現を示す。 図７ｃは、一実施形態によるチャネルシンボルのシーケンスのスペクトル表現を示す。 図７ｄは、一実施形態によるチャネルシンボルのシーケンスのスペクトル表現を示す。 図７ｅは、一実施形態によるチャネルシンボルのシーケンスのスペクトル表現を示す。 図７ｆは、一実施形態によるチャネルシンボルのシーケンスのスペクトル表現を示す。 図７ｇは、一実施形態によるチャネルシンボルのシーケンスのスペクトル表現を示す。 図８ａは、一実施形態によるフローチャートである。 図８ｂは、一実施形態によるフローチャートである。

以下の実施形態は、本開示が完全かつ徹底的であるように、また、当業者に発明の範囲を十分に伝えるように例として提供される。同様の符号は、全体にわたって同様の要素を示す。

図１は、参照符号２によって概略的に示される少なくとも１つの光源を含む照明システム１を示す。当該少なくとも１つの光源２は、照明器具、及び／又は、照明制御システムの一部であってよいので、照明システム１は、符号化光システム１と示されてもよい。照明器具は、少なくとも１つの光源２を含んでよい。「光源」との用語は、室内の物体を照らすために室内に光を提供するために用いられるデバイスを意味する。この文脈における部屋とは、通常、アパートの部屋又はオフィスの部屋、体育館、公共の場における部屋又は道路の一部といったアウトドア環境の一部における部屋である。各光源２は、矢印６によって概略的に示されるように、符号化光を放射することができる。したがって、放射光は、情報シーケンスを含む符号化光に関連付けられた変調部分を含む。放射光はさらに、照明寄与（illumination contribution）に関連付けられた非変調部分を含んでもよい。
各光源２は、多数の照明設定、特に、放射光の色、色温度、及び強度といった光源の照明寄与に関する照明設定に関連付けられてよい。一般論として、光源の照明寄与は、光源２によって放射された光の時間平均出力として定義される。図２を参照して、光源２を更に説明する。

上記のとおり、少なくとも１つの光源２は、可視光６を介して情報シーケンスを放射する。可視光６を介して情報シーケンスが放射される前に、情報シーケンスは、変調信号を形成するようにチャネルシンボルのシーケンスにマッピングされる。この変調信号は、当該少なくとも１つの光源を駆動する制御信号として作用する。制御信号は、したがって、当該少なくとも１つの光源２を、発光（「オン」状態）と非発光（「オフ」状態）とで切り替えるパルス列を決定する。

照明システム１は、情報復号器４と呼ばれる装置を更に含む。情報復号器４は、少なくとも１つの光源２によって放射された符号化光からの情報シーケンスを復号化する。図３を参照して、情報復号器４を更に説明する。

照明システム１は、少なくとも１つの光源２を制御する及び／又は少なくとも１つの光源２に情報を提供する他のデバイス１０を更に含んでもよい。

図２は、光源２を、多数の機能ブロックを用いて概略的に示す。光源２は、符号化光を放射するエミッタ１４を含む。エミッタ１４は、１つ以上のＬＥＤを含んでよいが、１つ以上のＦＬ又はＨＩＤ源等を含んでもよい。一般に、符号化スキームは、多数の光源を使用する。例えば、３値（3-level）符号化スキームは、値「−Ａ」にマッピング（オフ，
オフ）を、値「０」にマッピング（オン，オフ）を、値「＋Ａ」にマッピング（オン，オン）を用いる２つのＬＥＤを有する。どのように値が決定されるのかを以下に開示する。エミッタは、光源ドライバ１８によって制御される。光源ドライバ１８は、中央処理演算ユニット（ＣＰＵ）といった処理ユニット１６を含むか又はその一部である。したがって、光源ドライバ１８は、受信器２０及び送信器２４を含む。受信器２０は、設定、制御情報、符号パラメータ等を受信する。受信器２０は、符号化光を受信する受信器であってよい。受信器２０は、赤外線を受信する赤外線インターフェースを含んでもよい。或いは、受信器２０は、無線を介して送信された情報を受信する無線受信器であってもよい。また、或いは、受信器２０は、ワイヤによって送信された情報を受信するコネクタを含んでもよい。ワイヤは、電線ケーブルであってもよい。ワイヤはコンピュータケーブルであってもよい。設定、制御情報、符号パラメータ等に関する情報は、メモリ２２内に格納される。

光源ドライバ１８は、光源２によって符号化光を用いて送信されるべき情報シーケンスに関する情報を、受信器２０を介して、受信する。光源ドライバ１８は、例えば処理ユニット１６を用いて、エミッタ１４によって放射される符号化光が情報シーケンス（の符号化されたバージョン）を含むように符号化光の符号化を変更する。このような送信を達成するために、光源ドライバ１８は、多数の機能を実行する。例えば、受信器２０は、情報源の情報シーケンスを表すソースシンボルｕ_ｋのシーケンスｕ＝［ｕ_１，…，ｕ_ｋ，…，ｕ_Ｋ］を受信する。処理ユニット１６は、ソースシンボルのシーケンスから、制御信号を形成するチャネルシンボルｚ_ｋのシーケンスｚ＝［ｚ_１，…，ｚ_ｋ，…，ｚ_Ｋ］を決定する。送信器２４は、光源２に制御信号を提供し、これにより、光源２を駆動する。これらの機能は、図８ａのフローチャートを参照して以下により詳細に説明する。代案として、光源２は、光源ドライバを含まない。その場合、光源ドライバ１８は、照明システム１の一部であってよい。

情報復号器４は、少なくとも１つの光源２によって放射された情報シーケンスを含む符号化光、及び、照明システム１外の光源（図示せず）によって放射された光といった光を検出しかつ受信する。検出かつ受信された光から、情報復号器４は、少なくとも１つの光源２によって送信された情報シーケンスを決定する。図３に、本発明の一実施形態による情報復号器４の機能ブロック図を示す。情報復号器４は、チャネルシンボルｚ_ｋ＝（ｚ_ｋ，１，ｚ_ｋ，２）のシーケンスｚ＝［ｚ_１，…，ｚ_ｋ，…，ｚ_Ｋ］を示す信号を、光検出器３２から受信する受信器３４を含む。情報復号器４は、当該信号から、復号化情報シーケンスを形成する復号化ソースシンボル

のシーケンス

を決定する処理ユニット２６を更に含む。この決定をするために、情報復号器４は、多数の機能を実行する。これらの機能は、図８ｂのフローチャートを参照して以下により詳細に説明する。情報復号器４は、メモリ２８及び送信器３０を更に含んでよい。メモリ２８は、情報シーケンスを推定する機能に関する命令を格納する。送信器３０は、照明システム１における少なくとも１つの光源２に情報を通信するために用いられる。

上記のとおり、情報シーケンスが可視光６を介して放射される前に、情報シーケンスは、変調信号を形成するようにチャネルシンボルのシーケンスにマッピングされる。このマッピングには、チャネルシンボルのシーケンスを変調する変調スキームを決定することが関与する。一般的に、マンチェスタ符号（即ち、バイフェーズ符号）が、符号化光を変調する手段として用いられる。マンチェスタ符号化では、各入力ビット（ユーザビットとも呼ばれる）が、１対のチャネルシンボルにマッピングされ、各対におけるチャネルシンボルは、異なる符号（sign）を有する。具体的には、「１」が対｛＋１，−１｝にマッピングされる一方、「０」は対｛−１，＋１｝にマッピングされる（またはこの逆であってもよい）。明らかに、マンチェスタ符号は、平均送信振幅がゼロであるので、ＤＣフリーである。図７ａは、参照符号５２において、５００ユーザビット／秒の通信速度の一例について、マンチェスタ符号を用いて、送信された波形の周波数表現（パワースペクトル密度（ＰＳＤ）の形式）を示す。しかし、ＰＳＤが比較的穏やかに減衰することによって、放射光に目に見えるちらつきがもたらされてしまう。

この問題は、チャネルシンボルのシーケンスｚの周波数ゼロにおけるＰＳＤがゼロとなり、ＰＳＤがマンチェスタ符号より速い減衰を有する、ソースシンボルｕからチャネルシンボルｚへのマッピングを提供する、以下に開示される方法、デバイス及びシステムの概念によって解決できる。制御信号（即ち、光源ドライバ１８によって生成されたチャネルシンボルのシーケンスに基づき、かつ、少なくとも１つの光源２を駆動するように用いられる信号）は、少なくとも１つの光源２によって放射された符号化光には目に見えるちらつきがないようにする。そのようなマッピングを提供し、かつ、そのようなマッピングで変調された情報シーケンスを復号化する手段を、以下に開示する。つまり、ビットを波形に変換するマンチェスタ変調符号化規則の改良と見なされるマッピングの集合が提供される。提案されるマッピングは、光に埋め込まれる情報の送信に特に有用である。良好な低周波特性によって、確実に目に見えるちらつきがなく、また、低周波干渉に影響を受けにくくなる。具体的には、提案されるマッピングは、マンチェスタ符号の「ＤＣフリー」という特性を改良し、それにより、放射された符号光の目に見えるちらつきをかなり少なくする（又は目に見えるちらつきを全くなくす）一方で、ＰＳＤの高速減衰による所与の（低）ビットレートに対する情報復号器における５０Ｈｚ及び１００Ｈｚ干渉の抑制を向上させる。可視光通信の変調システムのこのような様々な態様を、以下に検討する。

第１のマッピング案では、ユーザビット列ｕからの各ユーザビットｕ_ｋ（ｕ_ｋ∈｛−１，＋１｝）は、２つのチャネルシンボル（ｚ_ｋ，１，ｚ_ｋ，２）のグループにマッピングされ、ここでは、ｚ_ｋ，１，ｚ_ｋ，２∈｛−１，０，＋１｝であり、ｚ_ｋ，２は現在のグループのｕ_ｋと次のグループのｕ_ｋ＋１に依存する。したがって、ｚ_ｋ，１のマッピングは、ｚ_ｋ，１＝ｕ_ｋと定義され、ｚ_ｋ，２のマッピングは、ｕ_ｋ，２＝−（ｕ_ｋ＋ｕ_ｋ＋１）／２と定義される。次に、チャネルシンボルシーケンスｚが、２つのチャネルシンボル（ｚ_ｋ，１，ｚ_ｋ，２）からなる対によって形成される。この第１のマッピング案を用いる符号化の、マンチェスタ符号化に勝る１つの利点は、パワースペクトル密度といったパワースペクトルであり、これは、チャネルシーケンスの自己相関関数のフーリエ変換に対応する。平均値Ａ_０付近の振幅Ａでの振幅変調では、チャネルシンボルシーケンスｚは、振幅Ａ_０＋Ａ・ｚで送信される。この場合、マンチェスタ符号化のパワースペクトルは、
Ａ^２Ｔｓｉｎ^２（πｆＴ／２）ｓｉｎ．ｃ^２（ｆＴ／２）
となり、ここで、Ｔはユーザビット時間である。第１のマッピング案では、パワースペクトルは、
Ａ^２Ｔｓｉｎ^４（πｆＴ／２）ｓｉｎ．ｃ^２（ｆＴ／２）
である。

したがって、第１のマッピング案のスペクトルは、２／Ｔの整数倍数である周波数付近で、マンチェスタ符号化のスペクトルよりも強く抑制される。具体的には、ゼロ付近の周波数では、マンチェスタのパワースペクトルは、０（ｆ^２）である一方で、第１のマッピング案のパワースペクトルは、０（ｆ^４）である。つまり、マンチェスタ符号化のスペクトルは、ゼロ付近のｆに対して、ｆ^２で減衰する一方で、第１のマッピング案を用いるスペクトル符号化は、ゼロに近いｆに対して、ｆ^４で減衰する。図７ｂの参照符号５４において、第１のマッピング案のＰＳＤは、同じユーザビットレートについて、参照符号５６におけるマンチェスタ（バイフェーズ）マッピングと比較される。この図から分かるように、第１のマッピング案は、ＤＣ（ゼロ周波数）付近で、マンチェスタ（バイフェーズ）マッピングよりもかなり広いギャップを有する。

ＤＣ付近のスペクトルの「穴（hole）」が広げられなければならない場合、第１のマッピング案は、第２のクラスのマッピング案に拡張されてよい。第２のマッピング案を用いた変調では、１つのソースビットｕ_ｋ∈｛−１，＋１｝が、Ｎ＋１個のシンボルを含むワード［ｚ_ｋ，１ ^１，…，ｚ_ｋ，１ ^ｊ，ｚ_ｋ，１ ^Ｎ，ｚ_ｋ，２］にマッピングされ、最初のＮ個のシンボルは、ｚ_ｋ，１ ^ｊ＝（−１）^ｊ−１ｕ_ｋ（ｊ＝１，…，Ｎ）によって定義され、ｚ_ｋ，２は、マッピングｚ_ｋ，２＝−（ｚ_ｋ，１ ^Ｎ＋ｚ_{ｋ＋１，１} ^１）／２によって定義される。第２のマッピング案の効果は、信号帯域が周波数において上方向にシフトされ、これにより低周波数を解放することである。第２のマッピング案は、方形搬送波のある種のフェーズ変調と見なすことができ、マージシンボル（merging symbol）ｚ_ｋ，２は、必要な帯域幅を小さく保つために遷移を「平滑にする」働きをする。図７ｃは、参照符号６０のマンチェスタパルス及び参照符号６２の［＋１，−１，−１，＋１］と定義されるマッピングと比較されるＮ＝２についての第２のマッピング案のＰＳＤを参照符号５８で示す（すべて５００ビット／秒の同じユーザビットレート）。図７ｄは、Ｎ＝４についての第２のマッピング案のＰＳＤを参照符号６４で示し、ここでも、参照符号６６のマンチェスタパルス及び参照符号６８の［＋１，−１，−１，＋１］と定義されるマッピングと比較される（すべて５００ビット／秒の同じユーザビットレート）。

しかし、いくつかの応用では、第１及び第２のマッピング案によって達成される抑制よりも一層強い抑制が必要となる場合がある。第１及び第２のマッピング案は、第３のマッピング案のクラスに更に拡張される。第３のマッピング案のクラスは、整数Ｌによって分類され、かつ、ソースシンボルｕ_ｋを３Ｌ値チャネルシンボルｚ_ｋにマッピングすることを含む。結果として得られる送信信号（振幅変調を用いた場合）は、低周波数においてパワーがほとんどなく、（ｆＴ）^４Ｌで減衰する。ここで、ｆは周波数であり、Ｔはビット時間である。対応する整合フィルタ閾値受信器は、低周波数干渉を同様に除去する。Ｌ＝１では、第１のマッピング案が回復される。Ｌ＝２スキームは、実用性と所望の低周波特性とのよいバランスを与える。

具体的には、第３のマッピング案のクラスでは、各チャネルシンボルｚ_ｋは、１対（ｚ_ｋ，１，ｚ_ｋ，２）であり、ここでは、ｚ_ｋ，１＝ｕ_ｋであり、中間シンボルｚ_ｋ，２は、

として選択され、所与の値のＬについて、係数ａ_Ｌ，１は、

となる条件によって、パワースペクトル

が０（（ｆＴ）^４Ｌ）となるように決定される。

Ｌの各値について、係数ａ_Ｌ，１を見出すことは、線形代数の問題である。Ｌの最初の幾つかの値についての結果は、

である。

Ｌ個の３値シンボル（ternary symbol）の加重和である中間シンボルｚ_ｋ，２は、３^Ｌ個の異なる値をとることができる。上記のとおり、Ｌ＝１では、第１のマッピング案は回復される。Ｌ＝２に設定すると、Ｌ＝１に比べて相当な低周波数改善が与えられる一方で、レベル数を９個に、即ち、集合における値：

に保つ。

この場合、最大振幅は５／４であるので、Ｌ＝１での１と比較すると、Ｌ＝２での最大変調深度Ａは、Ｌ＝１での最大振幅の４／５倍である。

したがって、ユーザビットシーケンスは、上記のとおりにチャネルシンボルシーケンスに変換される。これらのチャネルシンボルは、可視光通信を用いて（例えば、振幅変調を用いて）チャネルを介して（即ち、少なくとも１つの光源２から情報復号器４に）送信される。情報復号器４では、受信された「ソフト」シンボルは、整合フィルタに通されて、推定ソースシーケンス、即ち、ユーザビットが、（例えば符号関数を用いて）閾値スキームを介して検出される。以下を参照されたい。図７ｅは、Ａ^２Ｔによって分割されるｆＴの関数としてのＰＳＤを示し、マンチェスタ符号化については参照符号７６で示し、また、第３のクラスのマッピング案については、Ｌ＝１については参照符号７２で、Ｌ＝２については参照符号７４で、Ｌ＝３については参照符号７８で、それぞれ示す。図から分かるように、ゼロ周波数付近の周波数ギャップは、Ｌが増加するにつれて大きくなる。

上で開示したとおり、第１のマッピング案では、ユーザビット列ｕからの各ユーザビットｕ_ｋ（ｕ_ｋ∈｛−１，＋１｝）は、２つのチャネルシンボル（ｚ_ｋ，１，ｚ_ｋ，２）のグループにマッピングされ、ここでは、ｚ_ｋ，１，ｚ_ｋ，２∈｛−１，０，＋１｝である。第１及び第２のマッピング案（出力波形は、したがって、３値アルファベット（ternary alphabet）｛Ａ_ｌｏｗ，０，Ａ_ｈｉｇｈ｝の値をとってよい）は、第４のマッピング案のクラス（出力波形は、２値アルファベット｛Ａ_ｌｏｗ，Ａ_ｈｉｇｈ｝の値をとる）に更に拡張されてもよい。したがって、第４のマッピング案のクラスでは、ユーザビット列ｕからの各ユーザビットｕｋ（ｕ_ｋ∈｛−１，＋１｝）は、２つのチャネルシンボル（ｚ_ｋ，１，ｚ_ｋ，２）のグループにマッピングされ、ここでは、ｚ_ｋ，１，ｚ_ｋ，２∈｛−１，＋１｝である。したがって、第１及び第２のマッピング案は、通常、３つの光出力レベルを必要とするのに対して、第４のマッピング案は、通常、２つの光出力レベルしか必要でなく、第１及び第２のマッピング案では、シンボル＋１に対応する波形は、上で開示されたように、高い振幅Ａ_ｈｉｇｈを有するパルスであってよく、シンボル−１に対応する波形は、低い振幅Ａ_ｌｏｗを有するパルスであってよく、また、シンボル「０」に対応する波形は、振幅（Ａ_ｈｉｇｈ＋Ａ_ｌｏｗ）／２であってよい。

第４のマッピング案のクラスでは、ｚ_ｋ，２にのみ用いられ、したがって、［Ｔ／２，Ｔ）に非ゼロサポートを有する「０」シンボルは、高レベルの振幅Ａ_ｈｉｇｈと低レベルＡ_ｌｏｗの振幅との組み合わせを用いて形成される一方で、４次の低周波パワースペクトルを維持する。［Ｔ／２，Ｔ）におけるサポートがある「０」波形Ｗ_０（ｔ）では、要件は次のとおりに公式化することができる。
Ｗ_０（ｔ）＝Ａ_ｈｉｇｈ又はＷ_０（ｔ）＝Ａ_ｌｏｗ（すべてのｔ∈［Ｔ／２，Ｔ））
∫（Ｗ_０（ｔ）−（（Ａ_ｈｉｇｈ＋Ａ_ｌｏｗ）／２）ｄｔ＝０
∫ｔ（Ｗ_０（ｔ）−（（Ａ_ｈｉｇｈ＋Ａ_ｌｏｗ）／２）ｄｔ＝０

シンボルにおけるレベル変更の回数が制限される場合、これらの制約を満たす波形の数は有限である。当該波形Ｗ_０（ｔ）についての最小レベル変更数は、２であり、その場合、２つの可能性がある。即ち、第１の可能性は、Ｗ_０（ｔ）＝Ａ_ｌｏｗ（ｔ∈［Ｔ／２，５Ｔ／８））及び［７Ｔ／８，Ｔ））と、Ｗ_０（ｔ）＝Ａ_ｈｉｇｈ（ｔ∈［５Ｔ／８，７Ｔ／８））とを有し、第２の可能性は、第１の可能性と同じではあるが、高レベルと低レベルとが入れ替えられている。

シンボル「＋１」を送信するための波形をＷ_＋によって示し、シンボル「−１」を送信するための波形をＷ₋によって示す。シンボル「０」は、シンボル「＋１」が先行し、シンボル「−１」が後続する場合、Ｗ_＋−と示される波形として、また、シンボル「−」が先行し、シンボル「＋」が後続する場合、Ｗ_−＋と示される波形として送信される。例えば、波形Ｗ_＋−及びＷ_−＋が、以下の条件（したがって、上記条件ａ）、ｂ）及びｃ）に対応する）：
Ｗ_＋−（ｔ）＝Ａ_ｈｉｇｈ又はＷ_＋−（ｔ）＝Ａ_ｌｏｗ（すべてのｔ∈［Ｔ／２））
∫（Ｗ_＋−（ｔ）−（Ａ_ｈｉｇｈ＋Ａ_ｌｏｗ）／２）ｄｔ＝０Ｗ_＋−（ｔ）＋Ｗ_−＋（ｔ）＝Ａ_ｈｉｇｈ＋Ａ_ｌｏｗ
を満たす場合、パワースペクトル密度には、非ゼロ周波数では、デルタピークがなく、４次の低周波挙動を有する。

波形Ｗ_＋−及び波形Ｗ_−＋のそれぞれに１つのレベル変更がある場合、「０」シンボルと先行するシンボルとの間の遷移におけるレベル変更はなく、また、「０」シンボルと後続するシンボルとの間の遷移におけるレベル変更はなく、Ｗ_＋−及びＷ_−＋は、次のとおりに選択されてよい：
Ｗ_＋−（ｔ）＝Ａ_ｈｉｇｈ（すべてのｔ∈［Ｔ／２，５Ｔ／４））及びＷ_＋−（ｔ）＝Ａ_ｌｏｗ（すべてのｔ∈［５Ｔ／４，Ｔ））
Ｗ_−＋（ｔ）＝Ａ_ｌｏｗ（すべてのｔ∈［Ｔ／２，５Ｔ／４））及びＷ_−＋（ｔ）＝Ａ_ｈｉｇｈ（すべてのｔ∈［５Ｔ／４，Ｔ））。

したがって、ｚ_ｋ，２は、ｕ_ｋ及びｕ_ｋ＋１の値に依存して、Ｗ_＋−又はＷ_−＋のいずれかによって表される。ｕ_ｋ＝＋１であり、ｕ_ｋ＋１＝−１である場合、ｚ_ｋ，２は、Ｗ_＋−で表され、この逆もまた同様である。更に、Ｗ_＋−及びＷ_−＋がレベルを変更するので、各ｚ_ｋ，２もレベルを変更し、また、上記によれば、２つの下位部分から構成される。Ｗ_＋−では、第１の下位部分はＡ_ｈｉｇｈの値を有し、第２の下位部分はＡ_ｌｏｗの値を有する。また、Ｗ_−＋では、第１の下位部分はＡ_ｌｏｗの値を有し、第２の下位部分はＡ_ｈｉｇｈの値を有する。図７ｆ、図７ｇ（図７ｇは、図７ｆにおけるプロットの非ゼロ周波数付近の拡大図）の参照符号９２において、第４のマッピング案のＰＳＤが、同じユーザビットレートについて、参照符号９４におけるマンチェスタ（バイフェーズ）マッピング及び参照符号９６における第１のマッピング案と比較されている。図７ｆ、図７ｇから分かるように、第４のマッピング案は、ＤＣ（ゼロ周波数）付近において、第１のマッピング案より細いギャップを有するが、マンチェスタ（バイフェーズ）マッピングよりは依然として広いギャップを有する。

中間シンボル（即ち、「０」シンボル）に２つの異なる波形を用いることは、第２のマッピング案のクラスにも適用できる。具体的には、ｚ_ｋ，１ ^Ｎ−１とｚ_{ｋ＋１，１} ^１との間に挿入されるべき３値シンボルｚ_ｋ，２が、「０」である場合（即ち、ｕ_ｋ＋１＝（−１）^Ｎｕ_ｋである場合）、波形Ｗ_＋−は、ｚ_{ｋ＋１，１} ^１＝−１であれば使用でき、波形Ｗ_−＋は、ｚ_{ｋ＋１，１} ^１＝１であれば使用できる。

第３のクラスのマッピング案では、ｚ_ｋ，２は、上記によると、３^Ｌ個の異なる値をとることができ、この値のうちいくつかは、＋１より大きく又は−１より小さい。第３のクラスのマッピング案のシンボル値ｚ_ｋ，１及びｚ_ｋ，２は、どれも区間［−１，１］内にあるようにスケーリングされてよい。一例として、Ｌ＝２では、可能な値は、ｚ_ｋ，２については、−１、−９／１０、−４／５、−１／１０、０、１／１０、４／５、９／１０、１となり、ｚ_ｋ，１については−４／５、＋４／５となる。シンボル値ｚを表す波形は、シンボル時間の一部（１＋ｚ）／２について高レベルを、シンボル時間の一部（１−ｚ）／２について低レベルを使用することによって形成されてよい。さらに、ｚ_ｋ，２シンボルについては、（−４／５，−４／５）に等しい１対の（ｚ_ｋ，１，ｚ_{ｋ＋１，１}）シンボルの間でのみ３つの「高い」シンボル値４／５、９／１０、及び１が生じ、したがって、高いシンボル値では、波形は、好ましくは、「高」で開始してかつ終了し、中間では「低」部分を有する。同様に、３つの低いシンボル値−１、−９／１０及び−４／５の波形は、「低」で開始してかつ終了し、中間では「高」部分を有する。３つの「中間」シンボル値−１／１０、０、１／１０は、１対（−４／５，４／５）又は（４／５，−４／５）の間でのみ生じるので、これらのシンボルでは、２つの異なる波形、即ち、「低」から始まり「高」で終了する第１の波形と、「高」から始まり「低」で終了する他の波形とを有することが好適であり、そのうち、近隣の信号レベルと合う波形が使用される。

通常、マンチェスタ符号化と第１のマッピング案に基づいた符号化とは、それぞれ、整合フィルタ：

及び

に基づいた単純な閾値受信器を可能にし、ここでは、右辺のｚ_ｋは、情報復号器４における受信値を示す。これらのフィルタの低周波数除去は、対応する信号のパワースペクトルに直接関連する。したがって、第１のマッピング案のための復号器の１つの単純な実施は、各受信チャネルシンボルｚについて積分／除去フィルタ（integrate-and-dump filter
）を含んでよい。したがって、硬判定復号器は、次式：
（ｚ_ｋ，１−（ｚ_{ｋ−１，２}＋ｚ_ｋ，２）／２）
を計算し、この結果を閾値０と比較して、送信された＋１又は−１（即ち、ｕ_ｋ＝＋１であるかｕ_ｋ＝−１であるか）のどちらかに判定する。ここから及び上記から、当業者は、第２及び第３のマッピング案のそれぞれについて、どのように整合閾値受信器が実施されるか理解できよう。具体的には、第３のマッピング案についての整合フィルタ閾値受信器は、次のとおりに表すことができる：

ここでは、右辺のｚ値は、受信器におけるこれらのシンボルの測定値である。

第１のマッピング案についての上記式（ｚ_ｋ，１−（ｚ_{ｋ−１，２}＋ｚ_ｋ，２）／２）は、フィルタ係数［−１／２，１，−１／２］を有する整合フィルタを有する受信器の出力に対応する。同様に、提案した第２のクラスのマッピングに対応する整合フィルタは、以下の係数の集合を有する：
Ｎ＝１：［−１／２，１，−１／２］
Ｎ＝２：［−１／２，１，−１，１／２］
Ｎ＝３：［−１／２，１，−１，１，−１／２］
Ｎ＝４：［−１／２，１，−１，１，−１，１／２］
など（上記のとおり、Ｎ＝１について、第２のクラスのマッピングは、第１のマッピングに対応する）。

一般論として、整合フィルタに基づく受信器は、受信波形でフィルタ係数を畳み込み積分して、標本モーメントにおいて値を出力する。ユーザビットｕ_ｋに、同じ値を有するユーザビットが先行してかつ後続する場合、このビットに対応するシンボルに先行しかつ後続するシンボルは、反対の値を有し、したがって、整合フィルタを用いた畳み込みは、ｕ_ｋ・（Ａ_ｈｉｇｈ−Ａ_ｌｏｗ）・Ｔ／２を与える。隣接ビットのうちの片方が反対の符号を有する場合、隣接シンボルのうちの片方は、「０」であり、整合フィルタの出力は、（３／４）・ｕ_ｋ・（Ａ_ｈｉｇｈ−Ａ_ｌｏｗ）・Ｔ／２である。さらに、隣接ビットの両方が反対の符号を有する場合、整合フィルタの出力は、（１／２）・ｕ_ｋ・（Ａ_ｈｉｇｈ−Ａ_ｌｏｗ）・Ｔ／２である。

第４のマッピング案の受信器も、整合フィルタに基づいてもよい。具体的には、第１のマッピング案の上記の整合フィルタ閾値受信器が、第４のマッピング案にも使用されて良好な結果が得られる。一般論として、第４のマッピングの最適な復号化のためには、受信器は、シンボルｚ_ｋ，２（すべてのｋ）を表す波形のシンボルの両ハーフ、即ち、「０」を表すことのできるシンボルを考慮に入れる必要がある。ｚ_ｋ，２の第１のハーフをｚ_{ｋ，２，Ｌ}によって示し、ｚ_ｋ，２の第２の部分をｚ_{ｋ，２，Ｒ}によって示す。つまり、各区間［０，Ｔ）内で、ｚ_{ｋ，２，Ｌ}は、ｔ∈［Ｔ／２，５Ｔ／４）について、ｚ_ｋ，２に対応し、ｚ_{ｋ，２，Ｒ}は、ｔ∈［５Ｔ／４，Ｔ）について、ｚ_ｋ，２に対応する。この場合、ｕ_ｋの復号化には、ｋ付近におけるｌの値について、ｚ_ｌ，１、ｚ_{ｌ，２，Ｌ}及びｚ_{ｌ，３，Ｒ}の一次結合をとることが関与する。具体的には、第４のマッピング案の整合フィルタは、好適にはフィルタ係数［−１，０，＋１，＋１，０，−１］に対応するインパルス応答を有し、したがって、それぞれ継続時間Ｔ／４を有する６つのブロックに分割される。したがって、これらのフィルタ係数について、出力は、隣接ビットの値とは無関係である。

第４のマッピング案の整合フィルタのフィルタ係数は、第１のマッピング案の整合フィルタに基づいた受信器に使用されてもよい。第４のマッピング案の整合フィルタのフィルタ係数を、第１のマッピング案の整合フィルタに基づいた受信器において使用することは、整合フィルタ出力の符号をとることによって検出されるユーザビットについて、隣接するビットの片方又は両方が反対の符号を有する場合の追加の雑音による誤検出の確率を下げる。具体的には、第２のマッピング案のクラスについて、整合フィルタは、「ハーフシンボル」に関して、以下の係数の集合を有する：
Ｎ＝１：［−１，０，１，１，０，−１］
Ｎ＝２：［−１，０，１，１，−１，−１，０，１］
Ｎ＝３：［−１，０，１，１，−１，−１，１，１，０，−１］
Ｎ＝４：［−１，０，１，１，−１，−１，１，１，−１，−１，０，１］
など（上記のとおり、ｎ＝１について、第２のクラスのマッピングは、第１のマッピングに対応する）。したがって、通常、整合フィルタは、「ハーフシンボル」に関して、２Ｎ＋４個の係数を有する。係数は、シーケンス［−１，０］から開始する。この開始シーケンスには、［（−１）^Ｎ−１，（−１）^Ｎ−１］に等しいＮ番目の対まで、［１，１］と［−１，−１］とで入れ替わるＮ個の係数対が後続する。そして、係数は、シーケンス［０，（−１）^Ｎ］で終了する。受信器は、当然ながら、同じＮの値で、あらゆるマッピングを復号化するためにどのフィルタを使用してもよい。第４のマッピングのためのフィルタは、第１又は第２のマッピングのためのフィルタと同等に良好か又はそれよりも良好である。スケーリングされた第３のクラスのマッピング案についての検出には、最初に提案した第３のクラスのマッピングよりも高いタイミング精度（例えば検出器におけるオーバーサンプリング）が必要となる。しかし、振幅に基づくＬ＝２システムの整合フィルタは、上記のスケーリングされたシンボルの検出器に用いることができ、これにより、タイミング精度要件を下げることができる。

符号器（即ち、マッピングプロセス）及び復号器（即ち、逆マッピングプロセス）は、それぞれ、シフトレジスタを使用して実施されてよい。図４ａは、参照符号３６において、第１のマッピング案に基づく符号器のシフトレジスタ実施を示す。ソースシーケンスｕが、２つのメモリセル（１つはｕ_ｋ＋１を記憶するメモリセル、もう１つはｕ_ｋを記憶するメモリセル）を有するシフトレジスタに供給される。ｚ_ｋ，１は、ｕ_Ｋから直接得られる。ｚ_ｋ，２は、まず、ｕ_ｋ及びｕ_ｋ＋１を加算して、この和に倍数−１／２を乗算することにより得られる。ｚ_ｋ，１及びｚ_ｋ，２は、次に、マルチプレクサ（ｍｕｘ）内で直列化されて、チャネルシンボルの最終シーケンスｚが形成される。

図４ｂは、参照符号３８において、第２のマッピング案に基づく符号器のシフトレジスタ実施を示す。ソースシーケンスｕが、２つのメモリセル（１つはｕ_ｋ＋１を記憶するメモリセル、もう１つはｕ_ｋを記憶するメモリセル）を有するシフトレジスタに供給される。ｚ_ｋ，１は、シーケンスｚ_ｋ，１＝［ｚ_ｋ，１ ^１，…，ｚ_ｋ，１ ^ｎ，…，ｚ_ｋ，１ ^Ｎ］として形成され、各ｚ_ｋ，１ ^ｎは、交互にされた符号を有するｕ_ｋ（ｎが奇数である場合はｚ_ｋ，１ ^ｎ＝ｕ_ｋ、ｎが偶数である場合はｚ_ｋ，１ ^ｎ＝−ｕ_ｋ）のシーケンスから得られる。つまり、ｚ_ｋ，１ ^ｎを得るためには、ｕ_ｋは＋１で乗算されるか（即ち、演算は不要）、又は、−１で乗算される。結果として得られるシーケンスｚ_ｋ，１＝［ｚ_ｋ，１ ^１，…，ｚ_ｋ，１ ^ｎ，…，ｚ_ｋ，１ ^Ｎ］は、マルチプレクサ（ｍｕｘ）に供給される。ｚ_ｋ，２は、まず、ｚ_ｋ，１ ^Ｎ及びｕ_ｋ＋１を加算して、この和に倍数−１／２を乗算することにより得られる。ｚ_ｋ，１及びｚ_ｋ，２は、次に、マルチプレクサ内で直列化されて、チャネルシンボルの最終シーケンスｚが形成される。

図４ｃは、参照符号４０において、第３のマッピング案に基づく符号器のシフトレジスタ実施を示す。Ｌ＝２について、ソースシーケンスｕが、それぞれｕ_ｋ＋２、ｕ_ｋ＋１、ｕ_ｋ及びｕ_ｋ−１を記憶する４つのメモリセルを有するシフトレジスタに供給される。ｚ_ｋ，１は、ｕ_Ｋから直接得られる。ｚ_ｋ，２は、ｕ_ｋ＋２、ｕ_ｋ＋１、ｕ_ｋ及びｕ_ｋ−１の加重和から得られる。上記のとおり、Ｌ＝２の重み付け係数は、１／１６、−９／１６、−９／１６及び１／１６である。したがって、第１の実施では、ｕ_ｋ＋２、ｕ_ｋ＋１、ｕ_ｋ及びｕ_ｋ−１は、それぞれ、まず、１、−９、−９、及び１で乗算され、次に加算されて、倍数１／１６が乗算されて、ｚ_ｋ，２が得られる。或いは、ｚ_ｋ，２は、１／１６、−９／１６、−９／１６及び１／１６を、それぞれ、ｕ_ｋ＋２、ｕ_ｋ＋１、ｕ_ｋ及びｕ_ｋ−１に直接乗算することによっても見出すことができ、これにより、過剰な乗数が不要となる。ｚ_ｋ，１及びｚ_ｋ，２は、次に、マルチプレクサ（ｍｕｘ）内で直列化されて、チャネルシンボルの最終シーケンスｚが形成される。

図５は、参照符号４２において、第１のマッピング案に基づく復号器のシフトレジスタ実施を示す。受信したチャネルシーケンスｚは、デマルチプレクサ（ｄｍｕｘ）に供給されて、ｚ_ｋ，１及びｚ_ｋ，２が得られる。ｚ_ｋ，２は、２つのメモリセル（１つはｚ_{ｋ−１，２}を記憶するメモリセル、もう１つはｚ_ｋ，２を記憶するメモリセル）を有するシフトレジスタに供給される。ｚ_{ｋ−１，２}及びｚ_ｋ，２は、加算されて、倍数−１／２が乗算される。この乗算の結果に、ｚ_ｋ，１を加算し、和の符号をとることによって、推定ソースシーケンス

が得られる。

図６ａ−ｄは、第１のマッピング案の適用例を与える。図６ａは、参照符号４４で、特に、情報シーケンス［０，０，１，１，０，…］を表すソースシーケンスｕ＝［−１，−１，＋１，＋１，−１，…］を示す。図６ｂの参照符号４６で、ソースシーケンスｕの波形表現が示され、各ソースビットはＴ秒の持続時間を有する。例示に過ぎないが、波形の振幅は、−１から＋１までの区間に限定されているが、通常は、振幅Ａでの振幅変調が使用される場合、区間は−Ａから＋Ａまでである。当業者であれば理解できるように、振幅変調以外の変調方法も同等に可能である。図６ｃは、参照符号４８で、チャネルシンボルの対応するシーケンスｚ、即ち、ｚ＝［−１，＋１，−１，０，＋１，−１，＋１，０，−１，？，…］を示す。ここで、「？」は、次のソースシンボルに依存して「０」か又は「＋１」である。図６ｄの参照符号５０で、チャネルシーケンスｚの波形表現が示される。したがって、このマッピングは、連続するユーザビットが同じである場合、バイフェーズと同様である。しかし、２つの連続ユーザビットが同じではない場合、第１のマッピング案は、マージングビットｚ_ｋ，２として「０」を生成する。これは、送信波形の平滑な遷移をもたらし、これにより、疑似搬送波周波数（上記例では、５００Ｈｚ）から「離れた」周波数の発生を阻止する。

図６ｅは、図６ａ−ｄと同じ例、即ち、特に、情報シーケンス［０，０，１，１，０，…］を表すソースシーケンスｕ＝［−１，−１，＋１，＋１，−１，…］に用いられる第４のマッピング案の適用例を与える。図６ｅの参照符号９０で、第４のマッピング案のチャネルシーケンスｚの波形表現が示される。この波形表現は、図６ｄに示される第１のマッピング案の波形表現と同様である。しかし、２つの連続ユーザビットｕ_ｋ、ｕ_ｋ＋１が同じではない場合、第４のマッピング案は、マージングビットｚ_ｋ，２として「０」を生成しないが、その代わりに、Ｗ_＋−（シンボル「＋１」が先行し、シンボル「−１」が後続する場合）又はＷ_−＋（シンボル「−１」が先行し、シンボル「＋１」が後続する場合）のいずれかを生成する。Ｗ_＋−及びＷ_−＋は、上記のとおりに定義され、本実施例では、Ａ_ｈｉｇｈ＝「＋１」であり、Ａ_ｌｏｗ＝「−１」である。

マッピング案の適用は、ランプ間、又は、ランプと遠隔制御器との間の可視光通信（ＶＬＣ）に適している。そのような通信を定義するＯＳＩスタックに関して、これは、物理層の定義の一部を形成する。当業者であれば、本発明は、上記した好適な実施形態のいずれにも限定されないことは認識できよう。そうではなく、多くの変更及び変形が添付の特許請求の範囲内で可能である。

例えば、開示される実施形態は、符号化光環境のコンテキストにおいて例示されているが、マッピング案は、一般的なデータ送信及び情報通信（例えば無線通信）に適用可能である。その場合、開示される光源ドライバは、無線送信器を駆動するドライバに置換される。同様に、情報復号器は、受信された無線信号から情報シーケンスを復号化する。更に、個々のチャネルシンボルに含まれる様々なレベルが、送信光レベルの振幅にマッピングされている。これらのレベルは、パルス幅変調スキーム（ＬＥＤベースのＶＬＣシステムにも適している）にマッピングされてもよい。提案されているスキームは、情報復号器は、送信器においてどの方式（振幅変調又はパルス幅変調）が使用されているのか認識しなくてもよいように実施されてもよい。

Claims (18)

1. 制御信号に基づいて符号化光を放射する少なくとも１つの光源を駆動する光源ドライバであって、
   情報源の情報シーケンスを表すソースシンボルｕ_ｋのシーケンスｕ＝［ｕ_１，…，ｕ_ｋ，…，ｕ_Ｋ］を受信する受信器と、
   前記ソースシンボルのシーケンスから、前記制御信号を形成するチャネルシンボルｚ_ｋのシーケンスｚ＝［ｚ_１，…，ｚ_ｋ，…，ｚ_Ｋ］を決定する処理ユニットと、
   前記少なくとも１つの光源に前記制御信号を提供し、これにより、前記少なくとも１つの光源を駆動する送信器と、
   を含み、
   前記処理ユニットは、時間ｋにおける各ソースシンボルｕ_ｋを、少なくとも１つの第１のチャネルシンボルｚ_ｋ，１であって、そのうちの１つはｕ_ｋと同一である第１のチャネルシンボルｚ_ｋ，１と、集合Ｍから選択される値を有する少なくとも１つの第２のチャネルシンボルｚ_ｋ，２であって、前記ソースシンボルｕ_ｋ、並びに、入力引数として、（ｉ≠ｋ）である少なくとも１つの将来及び／又は過去のソースシンボルｕ _ｉ を有する、少なくとも２つの非ゼロ重み付け係数を含む重み関数に従って決定される第２のチャネルシンボルｚ_ｋ，２とを含む複合チャネルシンボルｚ_ｋ＝（ｚ_ｋ，１，ｚ_ｋ，２）にマッピングすることによって、前記チャネルシンボルのシーケンスｚを決定し、前記マッピングによって、前記チャネルシンボルのシーケンスｚの周波数ゼロにおけるパワースペクトル密度は、ゼロとなることがもたらされて、前記制御信号は、前記少なくとも１つの光源によって放射される符号化光に目に見えるちらつきがないようにする、光源ドライバ。
2. 前記集合Ｍの要素の数は、奇数である、請求項１に記載の光源ドライバ。
3. 前記集合Ｍは、ゼロ付近で対称的である、請求項１又は２に記載の光源ドライバ。
4. ゼロ要素が、前記集合Ｍに含まれている、請求項１乃至３の何れか一項に記載の光源ドライバ。
5. ｚ_ｋ，２は、Ｌ個の項ｕ_{ｋ−ｌ＋１}＋ｕ_ｋ＋１（ｌ＝１，…，Ｌ）の符号付き加重平均であり、結果的に前記チャネルシンボルのシーケンスｚの前記パワースペクトル密度は、（ｆＴ）^（４Ｌ）で減衰し、ここで、ｆはＨｚ単位の周波数を示し、Ｔはｕ_ｋを送信するための秒単位の時間を示す、請求項１乃至４の何れか一項に記載の光源ドライバ。
6. 前記Ｌ個の項についての重み付け係数ａ_Ｌ，１は、
   
   が成立するように決定される、請求項５に記載の光源ドライバ。
7. 前記重み付け係数ａ_Ｌ，１は、前記チャネルシンボルのシーケンスの振幅Ａでの振幅変調について、
   
   が成立するように更に決定される、請求項６に記載の光源ドライバ。
8. ｚ_ｋ，２＝−（ｕ_ｋ＋ｕ_ｋ＋１）／２である、請求項１乃至７の何れか一項に記載の光源ドライバ。
9. ｚ_ｋ，１は、第１のチャネルシンボルのシーケンス（ｚ_ｋ，１＝［ｚ_ｋ，１ ^１，…，ｚ_ｋ，１ ^ｊ，…，ｚ_ｋ，１ ^Ｎ］）であり、ｊ番目のシンボルは、ｚ_ｋ，１ ^ｊ＝（−１）^ｊ−１ｕ_ｋ（ｊ＝１，…，Ｎ）によって与えられ、ｚ_ｋ，２＝−（ｚ_ｋ，１ ^Ｎ＋ｚ_{ｋ＋１，１} ^１）／２である、請求項１乃至８の何れか一項に記載の光源ドライバ。
10. 少なくとも１つの光源と、変調手段と、請求項１乃至９の何れか一項に記載された光源ドライバとを含む照明器具であって、前記変調手段は、前記光源ドライバによって提供される前記制御信号に従って、前記少なくとも１つの光源によって放射される符号化光を変調する、照明器具。
11. 制御信号に基づいて符号化光を放射する少なくとも１つの光源を駆動するための方法であって、
    情報源の情報シーケンスを表すソースシンボルｕ_ｋのシーケンスｕ＝［ｕ_１，…，ｕ_ｋ，…，ｕ_Ｋ］を受信するステップと、
    前記ソースシンボルのシーケンスから、前記制御信号を形成するチャネルシンボルｚ_ｋのシーケンスｚ＝［ｚ_１，…，ｚ_ｋ，…，ｚ_Ｋ］を決定するステップと、
    前記少なくとも１つの光源に前記制御信号を提供し、これにより、前記少なくとも１つの光源を駆動するステップと、
    を含み、
    前記チャネルシンボルのシーケンスｚは、時間ｋにおける各ソースシンボルｕ_ｋを、少なくとも１つの第１のチャネルシンボルｚ_ｋ，１であって、そのうちの１つはｕ_ｋと同一である第１のチャネルシンボルｚ_ｋ，１と、集合Ｍから選択される値を有する少なくとも１つの第２のチャネルシンボルｚ_ｋ，２であって、前記ソースシンボルｕ_ｋ、並びに、入力引数として、（ｉ≠ｋ）である少なくとも１つの将来及び／又は過去のソースシンボルｕ _ｉ を有する、少なくとも２つの非ゼロ重み付け係数を含む重み関数に従って決定される第２のチャネルシンボルｚ_ｋ，２とを含む複合チャネルシンボルｚ_ｋ＝（ｚ_ｋ，１，ｚ_ｋ，２）にマッピングすることによって決定され、前記マッピングによって、前記チャネルシンボルのシーケンスｚの周波数ゼロにおけるパワースペクトル密度は、ゼロとなることがもたらされて、前記制御信号は、前記少なくとも１つの光源によって放射される符号化光に目に見えるちらつきがないようにする、方法。
12. 請求項１乃至９の何れか一項に記載の光源ドライバによって駆動される少なくとも１つの光源から放射された符号化光を示す、光検出器から受信された信号から情報シーケンスを復号化するための情報復号器であって、
    チャネルシンボルｚ_ｋ＝（ｚ_ｋ，１，ｚ_ｋ，２）のシーケンスｚ＝［ｚ_１，…，ｚ_ｋ，…，ｚ_Ｋ］を示す信号を前記光検出器から受信する受信器と、
    前記信号から、前記復号化情報シーケンスを形成する復号化ソースシンボル
    
    のシーケンス
    
    を決定する処理ユニットと、
    を含み、
    前記処理ユニットは、前記復号化ソースシンボルのシーケンス
    
    を決定し、これにより、前記復号化ソースシンボル
    
    は、ｚ_ｋ，１と、少なくとも前記チャネルシンボルｚ_ｋ，２並びに１つの将来及び／又は過去のチャネルシンボルｚ _ｉ （ｉ≠ｋ）の加重平均との差分から決定される、情報復号器。
13. 前記処理ユニットは、硬判定復号器を含み、前記硬判定復号器は、前記差分の符号として前記復号化されたソースシンボルのシーケンス
    
    を決定する、請求項１２に記載の情報復号器。
14. 
    は、
    
    に従って決定される、請求項１２又は１３に記載の情報復号器。
15. 
    は、
    
    に従って決定される、請求項６に従属する請求項１２又は１３に記載の情報復号器。
16. 請求項１乃至９の何れか一項に記載の光源ドライバによって駆動される少なくとも１つの光源から放射された符号化光を示す、光検出器から受信された信号から、情報シーケンスを復号化するための情報復号器であって、
    チャネルシンボルｚ_ｋ＝（ｚ_ｋ，１，ｚ_ｋ，２）のシーケンスｚ＝［ｚ_１，…，ｚ_ｋ，…，ｚ_Ｋ］を示す信号を、前記光検出器から受信する受信器と、
    前記信号から、前記復号化情報シーケンスを形成する復号化ソースシンボル
    
    のシーケンス
    
    を決定する処理ユニットと、
    を含み、
    前記処理ユニットは、前記復号化ソースシンボルのシーケンス
    
    を決定し、これにより、前記復号化ソースシンボル
    
    は、ｋ付近のｌの値に対して、ｚ_ｌ，１と、ハーフシンボルｚ_{ｌ，２、Ｌ}及びｚ_{ｌ、２、Ｒ}との一次結合をとることによって決定され、ここで、ｚ_{ｋ，２、Ｌ}はｚ_ｋ，２の第１のハーフであり、ｚ_{ｋ，２、Ｒ}はｚ_ｋ，２の第２のハーフである、情報復号器。
17. 前記処理ユニットは、前記ハーフシンボルに関して、シーケンス［−１，０，１，１］を含む係数の集合を有する整合フィルタを使用することによって、前記復号化ソースシンボルのシーケンス
    
    を決定する、請求項１６に記載の情報復号器。
18. 前記整合フィルタは、前記ハーフシンボルに関して、シーケンス［−１，０］から開始し、［（−１）^Ｎ−１，（−１）^Ｎ−１］に等しいＮ番目の対まで、［１，１］と［−１，−１］とで入れ替わるＮ個の係数対が後続し、シーケンス［０，（−１）^Ｎ］で終了する、２Ｎ＋４個の係数を有する、請求項１６又は１７に記載の情報復号器。