JP6167237B2

JP6167237B2 - 可視光信号のエンコードとデコード方法、装置及びシステム

Info

Publication number: JP6167237B2
Application number: JP2016530334A
Authority: JP
Inventors: リウ，ルオポン; ファン，リンヨン
Original assignee: Kuang Chi Intelligent Photonic Technology Ltd
Current assignee: Kuang Chi Intelligent Photonic Technology Ltd
Priority date: 2013-07-31
Filing date: 2014-07-24
Publication date: 2017-07-19
Anticipated expiration: 2034-07-24
Also published as: EP3029858A1; US9667345B2; JP2016531491A; WO2015014238A1; KR101854288B1; KR20160039632A; CN103812557A; EP3029858A4; CN103812557B; US20160164605A1; EP3029858B1

Description

本発明は、可視光通信分野に関し、特に可視光信号のエンコードとデコード方法、装置及びシステムに関する。

可視光通信は、ＬＥＤ技術の上に発展してきた新興、短距離型高速光無線通信技術である。可視光通信の基本原理は発光ダイオード（ＬＥＤ）が蛍光灯と白熱電球の切替スピードより速いという特徴を利用して、ＬＥＤ光源が高い周波数で点滅することで通信を行う。光があれば二進法の１を表し、光が無ければ二進法の０を表す。デジタル情報を含んだ高速光信号が光電転換によってすぐに情報を入手できる。光無線通信技術は、そのデータが干渉または収集されにくくて、光通信設備の制作が簡単でかつ損壊や磁気除去しにくいので、それを利用して光無線の暗証化キーを作ることができる。マイクロ波の技術と比べると、光無線通信ではかなり豊かなスペクトル資源を有するのは、ミクロ波通信と無線通信が比べられないものである。同時、可視光通信はいかなる通信プロトコルにおいても適用され、いかなる環境でも利用可能である。安全性について、光無線通信は従来の磁性材料と比べて、磁気除去という問題に心配をかける必要がなく、さらに通信内容が他人に盗み取られる心配もない。光無線通信の設備架設は柔軟で利便性のある、かつ低コストのため、大規模の普及応用に適合する。

可視光通信が広く普及されるにつれて、電子設備のＬＥＤ（発光ダイオード）照明を用いて可視光信号を送信する技術がすでに提出された。電子設備のＬＥＤ照明が開閉する時、信号デューティ比が確定していないが、その明るい、暗い持続時間が制御でき、それぞれにハイレベル、ローレベルとすることができる。だから、特別設定のエンコード方式によって、ＬＥＤ照明がキャラクタリゼーションデータ情報の可視光信号を送信するという目的を実現できる。しかし、本願の発明者は実践において現行の方法による情報伝送率（つまり、単位時間で伝送する情報量）がやっぱり小さく、さらにアップするスペースがあることを発見した。

本発明が解決しようとする技術問題は、ＬＥＤ照明に基づく可視光通信の情報伝送率をアップするように、可視光信号のエンコードとデコード方法、装置及びシステムを提供する。

本発明は上記の技術問題を解決するために採用する技術方案は、送信待ちのデータを複数のデータユニットに分け、データユニットごとに一つまたは複数のビットが含まれ、複数のデータユニットを複数の電気信号ユニットに転換し、電気信号ユニットごとにレベルのジャンプ回数で対応されるデータユニットの当該一つまたは複数のビットを表し、隣の電気信号ユニットの間に固定レベルで表示する間隔を有し、そのうち当該レベルのジャンプがローレベルからハイレベルへのジャンプとハイレベルからローレベルへのジャンプであり、各電気信号ユニットのレベルが第一レベル持続時間を有し、かつ隣の電気信号ユニット間の固定レベルが第二レベル持続時間を有し、各電気信号ユニットを組み合わせて、エンコードした後の電気信号を獲得し、可視光信号の形式によって当該エンコードした後の電気信号を送信する、という手順を含んだ可視光信号のエンコード方法を提出した。

本発明の一実施例において、当該第一レベル持続時間は、事前に獲得した放射線源とした発光ダイオードの点滅遅滞値によって調整されたものである。

本発明の一実施例において、当該第二レベル持続時間が当該第一レベル持続時間より明らかに大きい。

本発明の一実施例において、当該第二レベル持続時間は、事前に獲得した放射線源とした発光ダイオードの点滅遅滞値によって調整されたものである。

本発明の一実施例において、データユニットごとにＮ個ビットが含まれ、Ｎが自然数である。

本発明は、また、可視光信号を受信して電気信号に転換し、レベルジャンプを検出した場合、一つの電気信号ユニットが開始したと判断し、時間を計算し始め、レベル持続時間が第一閾値より大きいかつ第二閾値より小さいまたは等しいと検出した場合、レベルジャンプの回数を記録し、当該レベルのジャンプがローレベルからハイレベルへのジャンプとハイレベルからローレベルへのジャンプであり、レベル持続時間が第二閾値より大きいかつ第三閾値より小さいまたは等しいと検出した場合、当該電気信号ユニットが終了したと判断し、レベル持続時間が第三閾値より大きいと検出した場合、信号の受信が完了したと判断し、受信した各電気信号ユニットをデータユニットに転換し、複数のデータユニットをデータに組み合わせ、そのうち当該第三閾値が当該第二閾値より大きく、かつ前記第二閾値が前記第一閾値より大きい、という手順を含んだ可視光信号のデコード方法を提出した。

本発明の一実施例において、前記第一レベル持続時間は、事前に獲得した放射線源とした発光ダイオードの点滅遅滞値によって調整されたものである。

本発明の一実施例において、当該第二閾値及び／または当該第三閾値は、事前に獲得した放射線とした発光ダイオードの点滅遅滞値によって調整されたものである。

本発明の一実施例において、上記の方法は、また、当該データとプリセット条件を比較するのも含み、当該データがプリセット条件とマッチングしたら、当該データを使って一つの被制御設備に対して制御を行う。

本発明の一実施例において、当該データがプリセット条件とのマッチングは、当該データが当該プリセット条件と同じく、あるいは対応関係が存在するのを含む。

本発明は、また、送信待ちのデータを複数のデータユニットに分けるのに用いるモジュールと、データユニットごとに一つまたは複数のビットが含まれ、複数のデータユニットを複数の電気信号ユニットに転換するのに用いるモジュールと、電気信号ユニットごとにレベルのジャンプ回数で対応されるデータユニットの当該一つまたは複数のビットを表し、隣の電気信号ユニットの間に固定レベルで表示する間隔を有し、そのうち当該レベルのジャンプがローレベルからハイレベルへのジャンプとハイレベルからローレベルへのジャンプであり、各電気信号ユニットのレベルが第一レベル持続時間を有し、かつ隣の電気信号ユニット間の固定レベルが第二レベル持続時間を有し、各電気信号ユニットを組み合わせて、エンコードした後の電気信号を獲得するのに用いるモジュールと、可視光信号の形式によって当該エンコードした後の電気信号を送信するのに用いるモジュールと、を備えた可視光信号のエンコード装置を提出した。

本発明の一実施例において、前記の当該複数のデータユニットを複数の電気信号ユニットに転換するのに用いるモジュールは、事前に設定された対応表によって前記送信待ちのデータユニットの対応される電気信号ユニットにおけるレベルジャンプの回数を確定する。

本発明は、また、可視光信号を受信して電気信号に転換するのに用いるモジュールと、レベルジャンプを検出した場合、一つの電気信号ユニットが開始したと判断し、時間を計算し始めるのに用いるモジュールと、レベル持続時間が第一閾値より大きいかつ第二閾値より小さいまたは等しいと検出した場合、レベルジャンプの回数を記録するのに用いるモジュールと、当該レベルのジャンプがローレベルからハイレベルへのジャンプとハイレベルからローレベルへのジャンプであり、レベル持続時間が第二閾値より大きいかつ第三閾値より小さいまたは等しいと検出した場合、当該電気信号ユニットが終了したと判断するのに用いるモジュールと、レベル持続時間が第三閾値より大きいと検出した場合、信号の受信が完了したと判断するのに用いるモジュールと、受信した各電気信号ユニットをデータユニットに転換するのに用いるモジュールと、複数のデータユニットをデータに組み合わせるのに用いるモジュールと、を備えた可視光信号のデコード装置を提出した。

本発明の一実施例において、前記の受信した電気信号ユニットをデータユニットに転換するのに用いるモジュールは、事前に設定された対応表によって前記記録電気信号ユニットにおけるレベルジャンプの回数の対応されるデータユニットを確定する。

本発明の一実施例において、当該第一閾値は、事前に獲得した放射線源とした発光ダイオードの点滅遅滞値によって調整されたものである。

本発明の一実施例において、当該第二閾値及び／または当該第三閾値は、事前に獲得した放射線とした発光ダイオードの点滅遅滞値によって調整されたものであり、当該第三閾値が当該第二閾値より大きく、かつ当該第二閾値が当該第一閾値より大きい。

本発明の一実施例において、上記の装置は、また、当該データとプリセット条件を比較して、当該データがプリセット条件とマッチングしたら、当該データを使って一つの被制御設備に対して制御を行うのに用いるモジュールとを備え、そのうち当該データがプリセット条件とのマッチングは、当該データが当該プリセット条件と同じく、あるいは対応関係が存在するのを含む。

本発明は、また、上記に記載の可視光信号のエンコード装置を備えた光子鍵を提出した。

本発明は、また、上記に記載の可視光信号のデコード装置を備えた光子被制御端末を提出した。

本発明は、また、上記に記載の光子鍵と上記に記載の光子被制御端末を備えた認証システムを提出した。

本発明は、また、上記に記載の可視光信号のエンコード装置と上記に記載の可視光信号のデコード装置を備えた認証システムを提出した。

本発明のエンコードとデコード方法、装置及びシステムは、携帯電話の獲得した身分識別データを若干の電気信号ユニットに分け、各電気信号ユニットの間にレベルの持続時間で区分し、レベルの変換回数で身分識別データを表示する。このエンコード方式は、ＬＥＤ照明の点滅遅滞による同期問題が存在しても、受信端末はやはり正しくデータをデコードすることができる。そして、点滅遅滞値を利用してレベル持続時間を調整し、レベル持続時間が有効的に短縮され、単位時間の情報伝送量を向上した。

本願の一部として構成する図面は、本発明をさらに理解できるように提供し、本発明の実例性実施例及びその説明は、本発明の解釈に用いて、本発明に対する不当な限定として構成しない。

図１は本発明第一実施例における可視光信号のエンコード方法のフローチャートを示す。図２は本発明第一実施例における可視光信号のデコード方法のフローチャートを示す。図３は本発明第一実施例における可視光通信の実例性エンコード電子信号を示す。図４は本発明第二実施例における可視光信号のエンコード方法のフローチャートを示す。図５は本発明第二実施例における可視光信号のデコード方法のフローチャートを示す。図６は本発明第三実施例における可視光信号のエンコード方法のフローチャートを示す。図７は本発明第三実施例における可視光信号のデコード方法のフローチャートを示す。図８は本発明第三実施例における可視光通信の実例性エンコード電子信号を示す。

説明が必要なことは、衝突しない場合、本願における実施例及び実施例における特徴はお互いに組み合わせることができる。以下は図面を参照しながら実施例を合わせて本発明について詳しく説明する。

本発明の実施例は、ＬＥＤ照明に基づく可視光通信の情報伝送率を向上させるエンコードとデコード方法を提出した。

さらに研究を行って、ＬＥＤ照明に基づく可視光通信の伝送率が小さい原因の一つは、ＬＥＤ照明の点滅制御にランダム遅延が存在し、すなわち明るい、暗い状態の持続時間がある時に期待の設定値より長いことが分かった。この現象の直接結果は、同じ長さのデータを伝播するために、ＬＥＤ照明が必要する時間が予測時間より長い。より深刻なことは、点滅制御の遅滞は送信端末と受信端末の間の同期に困難を発生させる。通常の技術に基づいて、ＬＥＤ照明が高い周波数で点滅することで通信を行い、光があれば二進法の１を表し、光が無ければ二進法の０を表す。しかし、精確な同期が無いため、それぞれに光有り、光無しで二進法の１と０を表す場合、ビット受信エラーを発生する可能性がある。例を挙げると、１桁の二進法の０を表す光無し状態の持続時間が設定値を超えた場合、定額以上の持続時間がもう１桁の二進法の０と識別される

ＬＥＤ照明が上記の欠陥が存在しているので、新しいエンコードとデコード方法を提出する必要がある。本発明の実施例によって、光信号の角度から見ると、光有りまたは光無しの状態のそのものではなく光有りから光無しへの状態の変化をもって情報を表す。電気信号の角度から見ると、レベル持続状態のそのものではなくレベルジャンプをもって情報を表す。

これで、エンコードの時、送信待ちのデータを複数のデータユニットに分けることができ、データユニットごとに一つまたは複数のビットが含まれる。それから、これらのデータユニットを複数の電気信号ユニットに転換し、電気信号ユニットごとにレベルのジャンプ回数で対応されるデータユニットのビットを表す。隣の電気信号ユニットの間に固定レベルで間隔を表示する。レベルのジャンプが、ローレベルからハイレベルへのジャンプだけを含む、あるいはハイレベルからローレベルへのジャンプだけを含むことができ、またもローレベルからハイレベルへのジャンプとローレベルからハイレベルへのジャンプを同時に含むことができる。

各電気信号ユニットのレベル持続時間（ここで「第一レベル持続時間」という）及び隣の電気信号ユニット間のレベル持続時間（ここで「第二レベル持続時間」という）を事前に設定することができる。第二レベル持続時間が第一レベル持続時間より大きい。このようなサイズ関係は目立つに受信端末に間違いなく識別させる。

本発明の実施例において、ＬＥＤ照明の点滅遅滞を考えて、第一レベル持続時間を設定された時、放射線源とした発光ダイオードの点滅遅滞値によって第一レベル持続時間を調整することができる。通常では、期待されるレベル持続時間の上に点滅遅滞値を減らす。例を挙げると、レベル持続時間が３ｍｓ、点滅遅滞値が２ｍｓと希望したい場合、レベル持続時間を１ｍｓと設定する。発光ダイオードの点滅遅滞値は事前に試験によって確定できる。

点滅遅滞値が第二レベル持続時間に対する影響が小さいと理解してもよい。オプションとして、第二レベル持続時間を設定する時、放射線源とした発光ダイオードの点滅遅滞値によって調整することができる。

期待される電気信号を得た後、電気信号をもって発光ダイオードを制御し、発光ダイオードより可視光信号の形式によって送信する。

受信端末において、デコード過程は逆である。受信端末は可視光信号を受信して電気信号に転換する。レベルジャンプと検出した場合、一つの電気信号ユニットが開始したと判断し、レベルの持続時間が第一閾値より大きい、かつ第二閾値より小さいまたは等しいと検出した場合、レベルジャンプの回数を記録し、レベル持続時間が第二閾値より大きいかつ第三閾値より小さいまたは等しいと検出した場合、一つの電気信号ユニットが終了したと判断する。レベル持続時間が第三閾値より大きいと検出した場合、信号の受信が完了したと判断する。そのうち、第三閾値が第二閾値より大きく第一閾値より大きい。第一閾値、第二閾値と第三閾値の設定は前記の第一レベル持続時間と第二レベル持続時間を参考すると理解してもよい。

受信が完了した後、受信した各電気信号ユニットを情報ユニットに転換して、それから複数の情報ユニットを情報と組み合わせる。これで可視光信号のキャラクタリゼーションされるオリジナル情報を獲得する。

レベルジャンプが少なくとも一回があると理解してもよい。だから、一つの電気信号ユニットのすべてのビット値が全部とも０であっても、レベル持続状態ではなくレベルジャンプをもって表示する。

今、図面を参照しながら保護が要求される発明を説明し、すべての図面において同じ参照表示番号で同じ部品または手順を指す。以下の説明には、解釈のために、たくさんの具体的な細かい点を開示して、保護が要求されるテーマに対する全面理解を提供する。しかし、明らかにこれらの発明はこれらの具体的な細かい点で実施しなくてもいい。

第一実施例
本実施例のエンコード及びその相応しいデコード方法は、携帯電話または類似の携帯式モバイルターミナルに実施する。次は携帯電話を例として説明する。

図１は、本発明の第一実施例における可視光信号のエンコード方法のフローチャートを示す。図１のように、当該エンコード方法は、次の手順を含む。

手順１０１、送信待ちのデータを複数のデータユニットに分け、データユニットごとに一つまたは複数のビット（ｂｉｔ）が含まれる。これらの送信待ちのデータはテキスト、写真、音声と・または動画とすることができる。

手順１０２、複数のデータユニットを複数の電気信号ユニットに転換し、電気信号ユニットごとにレベルのジャンプ回数で対応されるデータユニットの当該一つまたは複数のビットを表し、隣の電気信号ユニットの間に固定レベルで表示する間隔を有する。本実施例において、レベルの立上りエッジまたは立下りエッジをジャンプのスタートとすることができる。

例えば、一つの電気信号ユニットにおけるハイレベル（またはローレベル）の持続時間が２ｍｓとする。電気信号ユニットごとに四つのレベル変換があり、ローレベルからハイレベルへの変換とハイレベルからローレベルへの変換を含み、各電気信号ユニットは２ビット情報を表示し、四つの電気信号ユニットが１バイトを構成する。一つの電気信号ユニットにおけるローレベルからハイレベルへ、ハイレベルからローレベルへの変換回数は１である時、情報００を表し、ローレベルからハイレベルへ、ハイレベルからローレベルへの変換回数は２である時、情報０１を表し、ローレベルからハイレベルへ、ハイレベルからローレベルへの変換回数は３である時、情報１０を表し、ローレベルからハイレベルへ、ハイレベルからローレベルへの変換回数は４である時、情報１１を表す。ローレベルからハイレベルへ、ハイレベルからローレベルへの変換回数はその表す情報との対応関係は表１による。

だから、事前に設定された上記の対応関係表によって、情報ユニットの対応される電気信号ユニットのレベル組合を確定することができる。

当然、各電気信号ユニットは１ビット情報を表示でき、これは最大２回ジャンプを必要とする。これによって類推し、各電気信号ユニットは３ビット情報を表示でき、これは最大８回ジャンプを必要とする。

上表から見ると、ビット値が００としても、１回のレベルジャンプがある。制限ではなく例だけとして、この手順は携帯電話において光通信のために配置されるデータプロセッサーに実施する。

ここで、当該第一レベル持続時間は事前に獲得した放射線源とした発光ダイオードの点滅遅滞値によって調整されることができる。調整の方式は、期待する第一レベル持続時間で点滅遅滞値を減らして、設定する第一レベル持続時間を得る。例を挙げると、期待する一つの電気信号ユニットにおけるハイレベル（またはローレベル）の持続時間が２ｍｓとする。しかし、点滅遅滞値によって調整された後、設定する光信号の持続時間が２ｍｓより低く、ひいては０とする。

また、隣の二つの電気信号ユニットの間のハイレベル（またはローレベル）の第二レベル持続時間が第一レベル持続時間より大きく、２５ｍｓと設定することができ、この持続時間は点滅遅滞値によって調整されることができ、またも調整しなくてもよい。

手順１０３、各電気信号ユニットを組み合わせて、エンコード後の電気信号を獲得する。図３は、実例性のエンコード電気信号であり、そのうちにビット値がレベルとの関係表示図を示し、図中の四つ電気信号ユニットはぞれぞれに２回、４回、１回と３回のレベルジャンプがあって、０１、１１、００と１０を表し、そのうちレベルのジャンプとはローレベルからハイレベルへ、ハイレベルからローレベルへのジャンプを指し、隣の二つの電気信号ユニットの間のハイレベル（またはローレベル）の持続時間は２７ｍｓとし、組み合わせ後の信号は１バイトとし、その二進法は０１１１００１０を表示し、対応する十六進法信号は０ｘ７２とする。

手順１０４、可視光信号の形式によって当該エンコードした後の電気信号を送信する。

ここで、エンコードした後の電気信号をもって発光ダイオードが可視光信号の形式によってエンコードした後の電気信号を送信するように制御する。

図２は、本発明の第一実施例における可視光信号のデコード方法のフローチャートを示し、図２のように当該デコード方法は次の手順を含む。

手順２０１、携帯電話が可視光信号を受信して電気信号に転換する。受信時に受信携帯電話の光受信器を送信端末のＬＥＤ放射線源に合わせる必要がある。

手順２０２、レベルジャンプを検出した場合、一つの電気信号ユニットが開始したと判断し、時間を計算し始める。レベルジャンプはローレベルからハイレベルへ、またも逆にハイレベルからローレベルへとすることができる。

手順２０３、レベル持続時間が第一閾値より大きいかつ第二閾値より小さいまたは等しいと検出した場合、電気信号ユニットがやっぱり持続していると表明し、この間にレベルジャンプの回数を記録する。持続するレベルはハイレベルまたはローレベルとすることができる。この実施例において、レベルの立上りエッジまたは立下りエッジをジャンプのスタートとして記録することができる。

手順２０４、レベル持続時間が第二閾値より大きいかつ第三閾値より小さいまたは等しいと検出した場合、当該電気信号ユニットが終了したと判断する。

手順２０５、レベル持続時間が第三閾値より大きいと検出した場合、信号の受信が完了したと判断する。

そのうち、第三閾値＞第二閾値＞第一閾値。そして、送信端末の第一レベル持続時間の調整に対して、第一閾値も同じ点滅遅滞値によって調整され、正しく代表性のあるレベルを判別できるようにする。また、第二閾値と第三閾値は点滅遅滞値によって調整されることができ、またも点滅遅滞値によって調整しなくてもよい。

例えば、第一、第二、第三閾値をそれぞれに０、２５と６０ｍｓと設定し、立上りエッジ（または立下りエッジ）を検出した場合、時間を計算し始め、検出したハイレベル（またはローレベル）の持続時間が０より大きい、かつ２５ｍｓ以下の場合、ローレベルからハイレベルへ、とハイレベルからローレベルへの変換回数を記録し、検出したハイレベル（またはローレベル）の持続時間が２５ｍｓより大きい、かつ６０ｍｓより小さい場合、一つの電気信号ユニットが終了したと認め、検出したハイレベル（またはローレベル）の持続時間が６０ｍｓより大きい場合、全体の電気信号が終了したと認める。

もう一つの場合では、ハイレベル（またはローレベル）の持続時間が第三閾値より大きい場合も、信号受信の中断を表す可能性があって、新たに信号を検出しはじめる。

手順２０６、受信した各電気信号ユニットをデータユニットに転換する。

手順２０７、複数のデータユニットをデータに組み合わせて、可視光信号がキャラクタリゼーションする情報を獲得する。

本実施例に提供するエンコード方式は、データを若干の電気信号ユニットに分け、各電気信号ユニットの間にレベルの持続時間で区分し、一つの電気信号ユニットにおいて、レベルの変換回数をもって情報を表示する。このエンコード方式は、ＬＥＤ照明の点滅遅滞による同期問題が存在しても、受信端末はやはり正しくデータをデコードすることができる。そして、点滅遅滞値を利用してレベル持続時間を調整し、レベル持続時間が有効的に短縮され、単位時間の情報伝送量を向上した。

本実施例においては携帯電話で信号送信端末とし、携帯電話のＬＥＤ照明を通じて信号を可視光の形式によって送信する。受信端末は時間計算を通じて信号受信の終了、受信の中断または受信完了を判断して、一つの電気信号ユニットにおけるキャラクタリゼーション情報のローレベルからハイレベルへ、とハイレベルからローレベルへの変換回数を記録する。だから、本実施例を利用して携帯電話と可視光信号の送信端末の間の通信を実現でき、ユーザー体験を向上させることができる。

第二実施例
本実施例は光子アクセスコントロールシステムにおいて実施され、そのうち携帯電話を送信端末とし、アクセスコントロール被制御端末を受信端末とする。代替の実施例において、携帯電話は光子鍵で代替することができる。アクセスコントロール被制御端末は信号のデコードを行う以外に、またも信号をさらに利用してマッチングを行うことができ、ドアを開けるかどうかを決定する。

図４は、本発明の第二実施例における可視光信号のエンコード方法のフローチャートを示す。図４のように、エンコード方法は次の通りである。

手順４０１、携帯電話における送信待ちの身分識別データを複数のデータユニットに分け、データユニットごとに一つまたは複数のビット（ｂｉｔ）が含まれる。

手順４０２、複数のデータユニットを複数の電気信号ユニットに転換し、電気信号ユニットごとにレベルのジャンプ回数で対応されるデータユニットの当該一つまたは複数のビットを表し、隣の電気信号ユニットの間に固定レベルで表示する間隔を有する。本実施例において、レベルの立上りエッジまたは立下りエッジをジャンプのスタートとすることができる。

制限ではなく例だけとして、この手順は携帯電話において光通信のために配置されるデータプロセッサーに実施する。

また、隣の二つの電気信号ユニットの間のハイレベル（またはローレベル）の第二レベル持続時間が２５ｍｓと設定することができ、この持続時間は点滅遅滞値によって調整されることができ、またも調整しなくてもよい。

手順４０３、各電気信号ユニットを組み合わせて、エンコード後の電気信号を獲得する。図３は、実例性のエンコード電気信号であり、そのうちにビット値がレベルとの関係表示図を示し、図中の四つ電気信号ユニットはそれぞれに２回、４回、１回と３回のレベルジャンプがあって、０１、１１、００と１０を表し、そのうちレベルのジャンプとはローレベルからハイレベルへ、ハイレベルからローレベルへのジャンプを指し、隣の二つの電気信号ユニットの間のハイレベル（またはローレベル）の持続時間は２７ｍｓとし、組み合わせ後の信号は１バイトとし、その二進法は０１１１００１０を表示し、対応する十六進法信号は０ｘ７２とする。

手順４０４、可視光信号の形式によってエンコードした後の電気信号を送信する。送信時、携帯電話のＬＥＤ放射線源を光子アクセスコントロール被制御端末の光受信器に合わせる必要がある。

図５は、本発明の第二実施例における可視光信号のデコード方法のフローチャートを示し、図５のように当該デコード方法は次の手順を含む。

手順５０１、光子アクセスコントロール被制御端末が可視光信号を受信して電気信号に転換する。

手順５０２、レベルジャンプを検出した場合、一つの電気信号ユニットが開始したと判断し、時間を計算し始める。レベルジャンプはローレベルからハイレベルへ、またも逆にハイレベルからローレベルへとすることができる。

手順５０３、レベル持続時間が第一閾値より大きいかつ第二閾値より小さいまたは等しいと検出した場合、電気信号ユニットがやっぱり持続していると表明し、この間にレベルジャンプの回数を記録する。持続するレベルはハイレベルまたはローレベルとすることができる。この実施例において、レベルの立上りエッジまたは立下りエッジをジャンプのスタートとして記録することができる。

手順５０４、レベル持続時間が第二閾値より大きいかつ第三閾値より小さいまたは等しいと検出した場合、当該電気信号ユニットが終了したと判断する。

手順５０５、レベル持続時間が第三閾値より大きいと検出した場合、信号の受信が完了したと判断する。

そのうち、第三閾値＞第二閾値＞第一閾値。

手順５０６、受信した各電気信号ユニットをデータユニットに転換する。

手順５０７、光子アクセスコントロール被制御端末は複数のデータユニットをデータに組み合わせて、可視光信号がキャラクタリゼーションする情報を獲得する。

手順５０８、光子アクセスコントロール被制御端末は、身分識別データとプリセット条件を比較して、身分識別データがプリセット条件とマッチングしたら、それと接続している電気鎖錠器を開ける。

本実施例において、身分識別データがプリセット条件とのマッチングは、身分識別データがプリセット条件と同じく、あるいは身分識別データがプリセット条件との間に対応関係が存在するのを含む。

本実施例に提供するエンコード方式は、携帯電話の獲得した身分識別データを若干の電気信号ユニットに分け、各電気信号ユニットの間にレベルの持続時間で区分し、レベルの変換回数をもって身分識別データを表示する。このエンコード方式は、ＬＥＤ照明の点滅遅滞による同期問題が存在しても、受信端末はやはり正しくデータをデコードすることができる。そして、点滅遅滞値を利用してレベル持続時間を調整し、レベル持続時間が有効的に短縮され、単位時間の情報伝送量を向上した。

本実施例においては携帯電話で光子アクセスコントロールシステムの送信端末とし、携帯電話のＬＥＤ照明を通じてエンコードした後の身分識別データを可視光の形式によって送信する。光子アクセスコントロールシステム被制御端末は、携帯電話から受信した可視光信号に対してデコードを行って、それからデコードで獲得した身分識別データによって認証を行い、認証合格した場合、それと接続している電気鎖錠器を開けて、携帯電話のロック解除を実現でき、ユーザー体験を向上させることができる。

第三実施例
本実施例は、光子ロックシステムにおいて実施され、そのうち専門的な光子鍵を送信端末とし、光子ロック被制御端末を受信端末とする。代替の実施例において、光子鍵は携帯電話で代替することができる。光子ロック被制御端末は信号のデコードを行う以外に、またも信号をさらに利用してマッチングを行うことができ、ロックを開けるかどうかを決定する。

図６は、本発明の第三実施例における可視光信号のエンコード方法のフローチャートを示す。図６のように、エンコード方法は次の通りである。

手順６０１、光子鍵における送信待ちの身分識別データを複数のデータユニットに分け、データユニットごとに一つまたは複数のビット（ｂｉｔ）が含まれる。

手順６０３、複数のデータユニットを複数の電気信号ユニットに転換し、電気信号ユニットごとにレベルのジャンプ回数で対応されるデータユニットの当該一つまたは複数のビットを表し、隣の電気信号ユニットの間に固定レベルで表示する間隔を有する。本実施例において、レベルの立上りエッジまたは立下りエッジをジャンプのスタートとすることができる。

当然、各電気信号ユニットはＮビット情報を表示でき、Ｎは自然数であり、例えば１ビット情報では最大２回ジャンプを必要とする。これによって類推し、各電気信号ユニットは３ビット情報を表示でき、これは最大８回ジャンプを必要とし、例えば一つの電気信号ユニットにのけるローレベルからハイレベルへ及び／またはハイレベルからローレベルへの変換回数は１である時、情報０００を表し、ローレベルからハイレベルへ及び／またはハイレベルからローレベルへの変換回数は２である時、情報００１を表し、ローレベルからハイレベルへ及び／またはハイレベルからローレベルへの変換回数は３である時、情報０１０を表し、ローレベルからハイレベルへ及び／またはハイレベルからローレベルへの変換回数は４である時、情報０１１を表し、ローレベルからハイレベルへ及び／またはハイレベルからローレベルへの変換回数は５である時、情報１００を表し、ローレベルからハイレベルへ及び／またはハイレベルからローレベルへの変換回数は６である時、情報１０１を表し、ローレベルからハイレベルへ及び／またはハイレベルからローレベルへの変換回数は７である時、情報１１０を表し、ローレベルからハイレベルへ及び／またはハイレベルからローレベルへの変換回数は８である時、情報１１１を表す。上記のジャンプ回数が対応代表される情報は、ユーザー需要と習慣によって機敏に設定することができる。

制限ではなく例だけとして、この手順は光子鍵において光通信のために配置されるデータプロセッサーに実施する。

手順６０３、各電気信号ユニットを組み合わせて、エンコード後の電気信号を獲得する。図８は、実例性のエンコード電気信号であり、そのうちにビット値がレベルとの関係表示図を示し、図中の四つ電気信号ユニットはそれぞれに２回、４回、１回と３回のローレベルからハイレベルへのジャンプがあって、０１、１１、００と１０を表し、隣の二つの電気信号ユニットの間のハイレベルまたはローレベルの持続時間は２７ｍｓとし、組み合わせ後の信号は１バイトとし、その二進法は０１１１００１０を表示し、対応する十六進法信号は０ｘ７２とする。

手順６０４、可視光信号の形式によってエンコードした後の電気信号を送信する。ここで、エンコードした後の電気信号をもって発光ダイオードが可視光信号の形式にょってエンコードした後の電気信号を送信するように制御する。送信時、光子鍵のＬＥＤ放射線源を光子ロック被制御端末の光受信器に合わせる必要がある。

図７は、本発明の第三実施例における可視光信号のデコード方法のフローチャートを示し、図７のように当該デコード方法は次の手順を含む。

手順７０１、光子ロック被制御端末が可視光信号を受信して電気信号に転換する。

手順７０２、レベルジャンプを検出した場合、一つの電気信号ユニットが開始したと判断し、時間を計算し始める。レベルジャンプはローレベルからハイレベルへ、またも逆にハイレベルからローレベルへとすることができる。

手順７０３、レベル持続時間が第一閾値より大きいかつ第二閾値より小さいまたは等しいと検出した場合、電気信号ユニットがやっぱり持続していると表明し、この間にレベルジャンプの回数を記録する。持続するレベルはハイレベルまたはローレベルとすることができる。この実施例において、レベルの立上りエッジまたは立下りエッジをジャンプのスタートとして記録することができる。

手順７０４、レベル持続時間が第二閾値より大きいかつ第三閾値より小さいまたは等しいと検出した場合、当該電気信号ユニットが終了したと判断する。

手順７０５、レベル持続時間が第三閾値より大きいと検出した場合、信号の受信が完了したと判断する。

そのうち、第三閾値＞第二閾値＞第一閾値。

例えば、第一、第二、第三閾値をそれぞれに０、２５と６０ｍｓと設定し、立上りエッジ（または立下りエッジ）を検出した場合、時間を計算し始め、検出したローレベルの持続時間が０より大きい、かつ２５ｍｓ以下の場合、ローレベルからハイレベルへの変換回数を記録し、検出したローレベルの持続時間が２５ｍｓより大きい、かつ６０ｍｓより小さい場合、一つの電気信号ユニットが終了したと認め、検出したローレベルの持続時間が６０ｍｓより大きい場合、全体の電気信号が終了したと認める。

もう一つの場合では、ローレベルの持続時間が第三閾値より大きい場合も、信号受信の中断を表す可能性があって、新たに信号を検出しはじめる。

手順７０６、受信した各電気信号ユニットをデータユニットに転換する。

手順７０７、光子ロック被制御端末は複数のデータユニットをデータに組み合わせて、可視光信号がキャラクタリゼーションする情報を獲得する。

手順７０８、光子ロック被制御端末は、身分識別データとプリセット条件を比較して、身分識別データがプリセット条件とマッチングしたら、それと接続している電気鎖錠器を開ける。

本実施例に提供するエンコード方式は、光子鍵の獲得した身分識別データを若干の電気信号ユニットに分け、各電気信号ユニットの間にレベルの持続時間で区分し、レベルの変換回数をもって身分識別データを表示する。このエンコード方式は、ＬＥＤ照明の点滅遅滞による同期問題が存在しても、受信端末はやはり正しくデータをデコードすることができる。そして、点滅遅滞値を利用してレベル持続時間を調整し、レベル持続時間が有効的に短縮され、単位時間の情報伝送量を向上した。

本発明は、また、送信待ちのデータを複数のデータユニットに分けるのに用いるモジュールと、データユニットごとに一つまたは複数のビットが含まれ、複数のデータユニットを複数の電気信号ユニットに転換するのに用いるモジュールと、電気信号ユニットごとにレベルのジャンプ回数で対応されるデータユニットの当該一つまたは複数のビットを表し、隣の電気信号ユニットの間に固定レベルで表示する間隔を有し、そのうち各電気信号ユニットのレベルが第一レベル持続時間を有し、かつ隣の電気信号ユニット間の固定レベルが第二レベル持続時間を有し、各電気信号ユニットを組み合わせて、エンコードした後の電気信号を獲得するのに用いるモジュールと、可視光信号の形式によって当該エンコードした後の電気信号を送信するのに用いるモジュールと、を備えた可視光信号のエンコード装置を提出した。

当該レベルのジャンプがローレベルからハイレベルへのジャンプとハイレベルからローレベルへのジャンプである。

前記の当該複数のデータユニットを複数の電気信号ユニットに転換するのに用いるモジュールは、事前に設定された対応表によって前記送信待ちのデータユニットの対応される電気信号ユニットにおけるレベルジャンプの回数を確定する。

当該第一レベル持続時間は、事前に獲得した放射線源とした発光ダイオードの点滅遅滞値によって調整されたものである。

当該第二レベル持続時間が当該第一レベル持続時間より明らかに大きい。

当該第二レベル持続時間は、事前に獲得した放射線源とした発光ダイオードの点滅遅滞値によって調整されたものである。

データユニットごとにＮ個ビットが含まれ、Ｎが自然数である。

本発明は、また、可視光信号を受信して電気信号に転換するのに用いるモジュールと、レベルジャンプを検出した場合、一つの電気信号ユニットが開始したと判断し、時間を計算し始めるのに用いるモジュールと、レベル持続時間が第一閾値より大きいかつ第二閾値より小さいまたは等しいと検出した場合、レベルジャンプの回数を記録するのに用いるモジュールと、レベル持続時間が第二閾値より大きいかつ第三閾値より小さいまたは等しいと検出した場合、当該電気信号ユニットが終了したと判断するのに用いるモジュールと、レベル持続時間が第三閾値より大きいと検出した場合、信号の受信が完了したと判断するのに用いるモジュールと、受信した各電気信号ユニットをデータユニットに転換するのに用いるモジュールと、複数のデータユニットをデータに組み合わせるのに用いるモジュールと、を備えた可視光信号のデコード装置を提出した。

前記の受信した電気信号ユニットをデータユニットに転換するのに用いるモジュールは、事前に設定された対応表によって前記記録電気信号ユニットにおけるレベルジャンプの回数の対応されるデータユニットを確定する。

当該第一閾値は、事前に獲得した放射線源とした発光ダイオードの点滅遅滞値によって調整されたものである。

当該第二閾値及び／または当該第三閾値は、事前に獲得した放射線とした発光ダイオードの点滅遅滞値によって調整されたものであり、当該第三閾値が当該第二閾値より大きく、かつ当該第二閾値が当該第一閾値より大きい。

上記の装置は、また、当該データとプリセット条件を比較して、当該データがプリセット条件とマッチングしたら、当該データを使って一つの被制御設備に対して制御を行うのに用いるモジュールとを備え、そのうち当該データがプリセット条件とのマッチングは、当該データが当該プリセット条件と同じく、あるいは対応関係が存在するのを含む。

本発明は、また、当該認証システムはアクセスコントロールシステム、地下鉄システム、支払システムまたは消費管理システムとすることができる認証システムを提出した。認証システムは光子鍵と光子被制御端末を含み、光子鍵は前記の可視光信号のエンコード装置を備え、光子被制御端末は前記の可視光信号のデコード装置を備える。アクセスコントロールシステムを例として、本実施例は光子鍵を送信端末として、エンコードした後の身分識別データを電子鍵のＬＥＤ照明を通じて可視光信号の形式によって送信する。光子被制御端末は光子鍵から可視光信号を受信してデコードを行って、それからデコードで獲得した身分識別データによって認証を行い、認証合格した場合、それと接続している電気鎖錠器を開けて、携帯電話のロック解除を実現でき、ユーザー体験を向上させることができる。そのうち、ロックもほかの開けと閉め状態の切替を有するアクセスコントロール開閉装置と切り替えることができる。例えば、ゲートなど。

本発明は、また、前記の可視光信号のエンコード装置と可視光信号のデコード装置を備えた認証システムを提出した。

上記の記載は、本発明の最優先実施例だけで、本発明に制限するのに用いらなく、本分野における技術者にとっては、本発明はいろんな変更と変化を行うことができる。本発明の精神と原則以内に、行った何れかの修正、同等切替、改造などは、全部とも本発明の保護範囲以内に含まれるものとする。

Claims

送信待ちのデータを複数のデータユニットに分ける手順であって、前記データユニットの各々が一つまたは複数のビットを含んでいる手順と、
前記複数のデータユニットを複数の電気信号ユニットに転換する手順であって、前記電気信号ユニットの各々は、対応するデータユニットの前記一つまたは複数のビットをレベルジャンプの回数によって表すものであり、隣接する前記電気信号ユニットの間には、固定レベルで表示される間隔を有しており、ここで、前記レベルジャンプがローレベルからハイレベルへのジャンプ及びハイレベルからローレベルへのジャンプであり、各電気信号ユニットのレベルの持続時間が第一レベル持続時間であり、かつ隣接する電気信号ユニットの間の固定レベルの持続時間が第二レベル持続時間であり、前記第二レベル持続時間が前記第一レベル持続時間より明らかに大きい、手順と、
各電気信号ユニットを組み合わせて、エンコードした後の電気信号を獲得する手順と、
可視光信号の形式によって、前記エンコードした後の電気信号を送信する手順と、
を含む、可視光信号のエンコード方法。
前記複数のデータユニットを前記複数の電気信号ユニットに転換する前記手順が、事前に設定された対応テーブルによって前記送信待ちのデータユニットに対応する電気信号ユニットにおけるレベルジャンプの回数を確定する、ことを特徴とする請求項１に記載の方法。
前記第一レベル持続時間が、放射線源として事前に獲得した発光ダイオードの点滅遅滞値によって調整されたものである、ことを特徴とする請求項１に記載の方法。
前記第二レベル持続時間が、放射線源として事前に獲得した発光ダイオードの点滅遅滞値によって調整されたものである、ことを特徴とする請求項１に記載の方法。
可視光信号を受信して電気信号に転換する手順と、
レベルジャンプを検出した場合、一つの電気信号ユニットが開始したと判断し、時間を計り始める手順と、
レベル持続時間が第一閾値より大きいかつ第二閾値より小さいまたは等しいと検出した場合、レベルジャンプの回数を記録する手順であって、前記レベルジャンプがローレベルからハイレベルへのジャンプ及びハイレベルからローレベルへのジャンプである手順と、
レベル持続時間が第二閾値より大きいかつ第三閾値より小さいまたは等しいと検出した場合、前記電気信号ユニットが終了したと判断する手順と、
レベル持続時間が第三閾値より大きいと検出した場合、信号の受信が完了したと判断する手順であって、ここで、前記第三閾値が前記第二閾値より大きく、かつ前記第二閾値が前記第一閾値より大きい、手順と、
受信した各電気信号ユニットをデータユニットに転換する手順と、
複数のデータユニットを組み合わせてデータにする手順と、
を含む、ことを特徴とする可視光信号のデコード方法。
前記受信した電気信号ユニットをデータユニットに転換する前記手順が、事前に設定された対応テーブルによって前記記録電気信号ユニットにおけるレベルジャンプの回数に対応するデータユニットを確定する、ことを特徴とする請求項５に記載の方法。
前記第一閾値が、放射線源として事前に獲得した発光ダイオードの点滅遅滞値によって調整されたものである、ことを特徴とする請求項５に記載の方法。
前記第二閾値及び／または前記第三閾値が、放射線として事前に獲得した発光ダイオードの点滅遅滞値によって調整されたものである、ことを特徴とする請求項５に記載の方法。
前記データとプリセット条件とを比較して、前記データがプリセット条件とマッチングした場合、当該データを使って一つの被制御設備に対して制御を行うことをさらに備え、前記データがプリセット条件とマッチングすることが、前記データと前記プリセット条件とが同じである又は対応関係にあることを含む、ことを特徴とする請求項５に記載の方法。
エンコード装置は、
送信待ちのデータを複数のデータユニットに分けるのに用いるモジュールであって、前記データユニットの各々が一個または複数のビットを含んでいるモジュールと、
前記複数のデータユニットを複数の電気信号ユニットに転換するのに用いるモジュールであって、前記電気信号ユニットの各々は、対応するデータユニットの前記一個または複数のビットをレベルジャンプの回数によって表すものであり、隣接する前記電気信号ユニットの間には、固定レベルで表示される間隔を有しており、ここで、前記レベルジャンプがローレベルからハイレベルへのジャンプ及びハイレベルからローレベルへのジャンプであり、各電気信号ユニットのレベルの持続時間が第一レベル持続時間であり、かつ隣接する電気信号ユニットの間の固定レベルの持続時間が第二レベル持続時間であり、前記第二レベル持続時間が前記第一レベル持続時間より明らかに大きいモジュールと、
各電気信号ユニットを組み合わせて、エンコードした後の電気信号を獲得するのに用いるモジュールと、
可視光信号の形式によって、前記エンコードした後の電気信号を送信するのに用いるモジュールと、
を備え、
デコード装置は、
可視光信号を受信して電気信号に転換するのに用いるモジュールと、
レベルジャンプを検出した場合、一つの電気信号ユニットが開始したと判断し、時間を計り始めるのに用いるモジュールと、
レベル持続時間が第一閾値より大きいかつ第二閾値より小さいまたは等しいと検出した場合、レベルジャンプの回数を記録するのに用いるモジュールであって、前記レベルジャンプがローレベルからハイレベルへのジャンプ及びハイレベルからローレベルへのジャンプであるモジュールと、
レベル持続時間が第二閾値より大きいかつ第三閾値より小さいまたは等しいと検出した場合、前記電気信号ユニットが終了したと判断するのに用いるモジュールと、
レベル持続時間が第三閾値より大きいと検出した場合、信号の受信が完了したと判断するのに用いるモジュールと、
受信した各電気信号ユニットをデータユニットに転換するのに用いるモジュールと、
複数のデータユニットを組み合わせてデータにするのに用いるモジュールと、
を備えており、ここで、前記第三閾値が前記第二閾値より大きく、かつ前記第二閾値が前記第一閾値より大きい、ことを特徴とする可視光信号のエンコード及びデコード装置。
前記複数のデータユニットを前記複数の電気信号ユニットに転換するのに用いるモジュールが、事前に設定された対応テーブルによって前記送信待ちのデータユニットに対応する電気信号ユニットにおけるレベルジャンプの回数を確定する、ことを特徴とする請求項１０に記載の装置。
前記第一レベル持続時間が、放射線源として事前に獲得した発光ダイオードの点滅遅滞値によって調整されたものである、ことを特徴とする請求項１０に記載の装置。
前記第二レベル持続時間が、放射線源として事前に獲得した発光ダイオードの点滅遅滞値によって調整されたものである、ことを特徴とする請求項１０に記載の装置。
前記受信した電気信号ユニットをデータユニットに転換するのに用いるモジュールが、事前に設定された対応テーブルによって前記記録電気信号ユニットにおけるレベルジャンプの回数に対応するデータユニットを確定する、ことを特徴とする請求項１０に記載の装置。
前記第一閾値が、放射線源として事前に獲得した発光ダイオードの点滅遅滞値によって調整されたものである、ことを特徴とする請求項１０に記載の装置。
前記第二閾値及び／または前記第三閾値が、放射線源として事前に獲得した発光ダイオードの点滅遅滞値によって調整されたものである、ことを特徴とする請求項１０に記載の装置。
前記データとプリセット条件とを比較して、前記データがプリセット条件とマッチングした場合、当該データを使って一つの被制御設備に対して制御を行うことをさらに備え、前記データがプリセット条件とマッチングすることが、前記データが前記プリセット条件と同じである、又は対応関係にあることを含む、ことを特徴とする請求項１０に記載の装置。