專利名稱：用于在光學傳輸數(shù)據(jù)時對彩色編碼方法進行穩(wěn)定化的方法和裝置的制作方法
技術領域：
本發(fā)明涉及用于在光學數(shù)據(jù)傳輸時對彩色編碼方法進行穩(wěn)定化的方法和裝置。
背景技術：
從現(xiàn)有技術中已知借助于可見光的數(shù)據(jù)傳輸(“可見光通信(Visible-LightCommunications)”，VLC),其例如可以在對常規(guī)無線電技術的補充中被使用。在此,例如可以經(jīng)由發(fā)光二極管(LED)傳輸數(shù)據(jù)。在此，例如以對于人不可覺察的調(diào)制的形式傳輸要傳輸?shù)臄?shù)據(jù)流。此外，已知一種用于可見光的較新的編碼方法，該編碼方法基于利用基本顏色的彩色編碼。在專業(yè)領域中也在概念CSK (“色移鍵控(Color Shift Keying)”)下參照這種·方法。對于該編碼方法的其他較舊的稱呼是CCM (“色碼調(diào)制(Color Code Modulation)”)或 CMC (“顏色復用編碼(Color Multiplex Coding)”)。在應用該彩色編碼方法下VLC的功能原理粗略地說在于，使用由多個基本顏色混合的照明來附加地傳輸數(shù)據(jù)，其中相應的基本顏色快速地被調(diào)制為使得對于人眼而言總體地識別到連續(xù)的混合色。通常為此使用紅色、綠色和藍色三個基本顏色，這些基本顏色可以以在技術上充分考慮的方式通過相應的發(fā)光二極管發(fā)出。CSK的詳盡的描述在標準IEEE P802. 15. 7的修改建議，Yokoi等人“ModifiedText clause 6· 9· 2· 2”，2010 年 I 月 17 日，文獻標識 “ 15-10-0036-00-0007” 中找到。對于CSK建議的應用之一是VLC，也即利用光的自由空間通信。在所述的修改建議中描述了在接收機側對在發(fā)送機側設置的基本顏色發(fā)光二極管的光學功率的變化進行補償。根據(jù)該修改建議，不基于僅僅接收機側的補償來設置對在發(fā)送機側所發(fā)出的輻射的補償。用于在發(fā)送機側補償?shù)姆椒ㄓ缮暾埲嗽谟?010年11月5日提交的具有申請?zhí)?PCT/EP2010/066907 和標題“Verfahren und Anordnung zur Stabilisierung einesFarbkodierungsverfahrens bei einer optischen Obertragung von Daten，，的國際專利申請中被建議。在所述的方法中規(guī)定，由發(fā)送機將校準消息發(fā)送給接收機。在接收機中通過將從所接收的校準信息中導出的信道特性與先前在接收機中存儲的信道特性進行比較來確定補償信息。該補償信息被發(fā)送給發(fā)送機，在所述發(fā)送機中基于所確定的補償信息進行至少一個發(fā)送參數(shù)的匹配。所建議的方法雖然能夠實現(xiàn)光學功率在發(fā)送機側的補償，然而具有以下缺點對于其實施需要以協(xié)議交換的控制消息的大量改變。例如，需要附加的控制消息來傳送補償信息，該補償信息在協(xié)議中迄今未被設置。所建議的方法的另一缺點在于，存儲信道特性并且在接收機中基于所存儲的信道特性計算補償信息，這對接收機的資源提出附加的要求
發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的任務是，規(guī)定用于在發(fā)射機側補償所發(fā)送的光學輻射的光譜的裝置，其對為實施補償裝置所需要的改變提出較少的要求。本發(fā)明的解決通過具有權利要求I的特征的方法以及通過具有權利要求9的特征的光學傳輸系統(tǒng)來進行。本發(fā)明規(guī)定一種用于當在發(fā)送機和接收機之間光學地傳輸數(shù)據(jù)時對彩色編碼進行穩(wěn)定化的方法，其中為了對數(shù)據(jù)進行編碼和傳輸設置基于多個基本顏色的彩色編碼方法，其中相應的基本顏色通過至少一個相應的發(fā)送機側的光學輻射源來發(fā)送并且在接收機側由相應的光學輻射接收機接收。由發(fā)送機構成的校準消息包括至少一個時間序列，在所述時間序列內(nèi)利用要發(fā)送的光學功率的值調(diào)整至少一個分配給基本顏色的光學輻射源。因此換句話說，通過該校準消息以定義的方式來操控為相應的基本顏色所設置的輻射源，使得可以接著確定在由相應的輻射源所發(fā)送的光學功率和在相應的輻射接收機處所接收的光學功率之間的關系。校準消息在接收機處被接收；接著，在相應的光學輻射接收機處所接收的光學功率的相應的值被確定。在相應的光學福射接收機處所接收的光學功率的相應的值隨后被傳送給發(fā)送機。 根據(jù)本發(fā)明，在發(fā)送機中使在相應的光學輻射接收機處所接收的光學功率的相應的值與在相應的光學輻射源處所發(fā)送的光學功率的相應的值產(chǎn)生關系?；谠撽P系，確定補償信息，其中基于該補償信息在發(fā)送機側對至少一個發(fā)送參數(shù)進行匹配。概念“發(fā)送機”和“接收機”下面可以被理解為，“發(fā)送機”除了其在雙工運行中不僅發(fā)送數(shù)據(jù)而且接收數(shù)據(jù)的特性之外同時用作光源，而“接收機”雖然在雙工運行中能夠發(fā)送和接收數(shù)據(jù)，但是不必要作為光源被運行。發(fā)送機作為光源運行包括作為空間照明或者也作為顯示板的示例性實施方式。概念“相應的光學輻射接收機”按具體情況包括一個或多個輻射接收機，所述輻射接收機被設置用于接收一個或多個基本顏色。相對應的情況適用于相應的光學輻射源。本發(fā)明以有利的方式能夠實現(xiàn)所發(fā)送的光學輻射的混合色的發(fā)送機側的補償，所述混合色例如由于各個基本顏色的強度漂移而發(fā)生了改變。本發(fā)明的重要優(yōu)點可以在于，在使用本發(fā)明的裝置情況下在協(xié)議方面可以僅進行輕微的改變。在接收機側的協(xié)議處理時僅僅規(guī)定，確定為相應的基本顏色設置的光學功率以及通過反向信道向發(fā)送機傳輸光學功率的相應的值。首先提到的確定不需要在總歸為接收和為確定光學功率的值所設置的流程方面的改變。其次提到的對光學功率的相應的值的反向傳輸有利地局限于“中繼(Relaying)”方法，在該“中繼”方法的情況下，所接收的值的單純返回與少量協(xié)議耗費相關聯(lián)。尤其是有利的是，使接收機與由現(xiàn)有技術中已知的措施脫離，所述措施需要維持數(shù)據(jù)和從所維持的和當前所測量的數(shù)據(jù)計算補償信息。該實施和計算耗費現(xiàn)在被轉移到發(fā)送機上，這在如下方面是有利的，因為總歸給發(fā)送機分配在補償中的中心角色。本發(fā)明的有利的擴展方案和改進方案是從屬權利要求的主題。有利的擴展方案涉及在發(fā)送機和接收機之間的聯(lián)合。本發(fā)明以及本發(fā)明的擴展方案導致由發(fā)送機和接收機發(fā)送的校準消息的相對于迄今已知的方法的改善的帶寬效率。該改善的帶寬效率可以歸因于在聯(lián)合期間僅須一次性地交換配置消息，并且只有當所謂的校準消息或者“可見性巾貞(Visibility Frame)”由發(fā)送機發(fā)出時,才接著確定在相應的光學輻射接收機處接收的光學功率。例如當當前不能傳輸另外的時，發(fā)送可見性幀。根據(jù)本發(fā)明的顏色穩(wěn)定性因此原則上不與數(shù)據(jù)通信業(yè)務競爭，這在前述的方法時情況如此。


具有本發(fā)明的其他優(yōu)點和擴展方案的實施例在下面根據(jù)附圖更詳細地予以闡述。在此
圖I示出用于示意性地表示光學 傳輸系統(tǒng)的結構 圖2示出用于示意性表示本發(fā)明調(diào)節(jié)回路的結構 圖3以第一表示示出具有由4個點定義的顏色分配的二維CIE標準彩色圖表；
圖4以第二表示示出具有由4個點定義的顏色分配的二維CIE標準彩色圖表；
圖5示出具有由8個點定義的顏色分配的二維CIE標準彩色圖表；
圖6示出具有由16個點定義的顏色分配的二維CIE標準彩色圖表；
圖7示出與所輸送的驅動電流有關的輻射源的光學輻射功率的交流電流特性；
圖8示出與所輸送的驅動電流有關的輻射源的光學輻射功率的直流電流特性；
圖9示出根據(jù)本發(fā)明的實施變型方案用于示意性地表示光學傳輸系統(tǒng)的結構 圖10示出用于表示在示例性校準消息內(nèi)的符號的時間序列的結構圖；和圖11示出基于數(shù)據(jù)的光學傳輸在網(wǎng)絡節(jié)點與協(xié)調(diào)器聯(lián)合時表示所交換的消息的時間序列的結構圖。
具體實施例方式圖I示出用于可見光的基于CSK (“色移鍵控”)的光學數(shù)據(jù)傳輸系統(tǒng)，例如VLC系統(tǒng)(“可見光通信”)。數(shù)據(jù)傳輸系統(tǒng)基本上由發(fā)送機TX、傳輸段TRM以及接收機RX組成。傳輸系統(tǒng)以雙工運行方式工作，其中發(fā)送機TX不僅可以發(fā)送數(shù)據(jù)而且可以接收數(shù)據(jù)。相對應的情況適用于接收機RX。CSK方法基于具有例如紅色、綠色和藍色的多個基本顏色的彩色編碼。CSK的詳盡的描述在標準IEEE P802. 15. 7的修改建議，Yokoi等人“Modified Text clause
6.9. 2.2”，2010 年 I 月 17 日，文獻標識 “ 15-10-0036-00-0007” 中找到。在圖I中，出于簡單化原因在發(fā)送機TX側僅僅示出對于發(fā)送所需要的功能單元以及在接收機RX側示出對于接收所需要的功能單元。根據(jù)圖I考慮CSK系統(tǒng)的傳輸功能。以一般寫法，下面A表示矩陣并且a表示列向量。在發(fā)送機側TX，首先將數(shù)字數(shù)據(jù)DAT輸送給彩色編碼器CC。數(shù)據(jù)DAT在彩色編碼器中根據(jù)映射規(guī)則被轉換成XY值。這些XY值對應于在根據(jù)稍后要描述的圖3的XY顏色坐標系中的值。在彩色編碼器CC的輸出端處，這些二維數(shù)據(jù)(在該圖中通過兩個箭頭象征性地表示)被輸送給變換器TR，在所述變換器的輸出端處將信號的三個數(shù)字信號強度值分別提供給三個基本顏色之一。針對相應的基本顏色索引i、j、k的三個數(shù)字信號強度值以信號強度向量描述
權利要求
1.用于在光學傳輸數(shù)據(jù)時對彩色編碼進行穩(wěn)定化的方法， -其中為了在發(fā)送機和接收機之間傳輸數(shù)據(jù)設置基于多個基本顏色的彩色編碼方法， -其中相應的基本顏色通過至少一個相應的發(fā)送機側的光學輻射源發(fā)送并且在接收機側由至少一個相應的光學輻射接收機接收， -其中由發(fā)送機構成至少一個校準消息，所述至少一個校準消息包括至少一個時間序列，在所述時間序列內(nèi)利用要發(fā)送的光學功率的值調(diào)整至少一個分配給基本顏色的光學輻射源， -其中由發(fā)送機發(fā)送至少一個校準消息， -其中在接收機中接收至少一個校準消息，并且在相應的光學輻射接收機處接收的光學功率的相應值被確定并且被發(fā)送給發(fā)送機， -其中在發(fā)送機中使在相應的光學輻射接收機處所接收的光學功率的相應值與在相應的光學輻射源處所發(fā)送的光學功率的相應值產(chǎn)生關系， -其中基于該關系確定補償信息，其中基于該補償信息進行至少一個發(fā)送參數(shù)的匹配。
2.根據(jù)權利要求I所述的方法，其特征在于，校準消息被構造為CVD幀。
3.根據(jù)前述權利要求之一所述的方法，其特征在于，多個相繼的校準消息分別包含相同的編碼，其對應于星座圖中的頂點。
4.根據(jù)權利要求3所述的方法，其特征在于，確定在相應的光學輻射接收機處所接收的光學功率，所述光學功率在分別具有相同的編碼的一個或多個相繼的校準消息之后被接收，所述校準消息優(yōu)選地被構成為所謂的可見性幀。
5.根據(jù)權利要求4所述的方法，其特征在于，確定、構成在相應的光學輻射接收機處所接收的光學功率的值的平均值。
6.根據(jù)前述權利要求之一所述的方法，其特征在于用于通過協(xié)調(diào)器分配網(wǎng)絡節(jié)點的聯(lián)合方法，其中在協(xié)調(diào)器側確定彩色編碼的穩(wěn)定化的規(guī)模和方式。
7.根據(jù)權利要求6所述的方法，聯(lián)合方法的特征在于，設置分配應答(30)，網(wǎng)絡節(jié)點利用所述分配應答將用于執(zhí)行彩色編碼的穩(wěn)定化的技術能力傳送給協(xié)調(diào)器。
8.根據(jù)權利要求6至7之一所述的方法，其特征在于，設置消息，利用所述消息傳送時間區(qū)間的定義，在所述時間區(qū)間結束后促使彩色編碼的重新穩(wěn)定化。
9.用于在發(fā)送機和接收機之間光學地傳輸數(shù)據(jù)的光學傳輸系統(tǒng)，其被設立用于在使用基于多個基本顏色的彩色編碼方法的情況下對所述數(shù)據(jù)進行編碼和傳輸，具有用于發(fā)送相應的基本顏色的相應的發(fā)送機側的光學輻射源和用于接收相應的基本顏色的相應的接收機側的光學輻射接收機，其特征在于， 在接收機中所設置的分析單元(CU)，用于確定在相應的光學輻射接收機處所接收的光學功率的相應的值； 反向信道(BC)，用于傳送通過分析單元(CU)所確定的相應的值； 在發(fā)送機中設置的顏色穩(wěn)定化模塊(CSM)，用于基于在相應的光學輻射接收機處所接收的光學功率的相應值與在相應的光學輻射源處發(fā)送的光學功率的相應值之間的關系確定至少一個補償因子； 在發(fā)送機中設置的校正元件，用于基于所述關系確定至少一個補償信息并且基于所述補償信息匹配至少一個發(fā)送參數(shù)。
10.光學傳輸系統(tǒng)，用于執(zhí)行根據(jù)前述權利要求I至8之一所述的方法。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種用于在發(fā)送機和接收機之間光學傳輸數(shù)據(jù)的方法，其中為了對數(shù)據(jù)進行編碼和傳輸設置基于多個基本顏色的彩色編碼方法，其中相應的基本顏色通過相應的發(fā)送機側的光學輻射源發(fā)送并且在接收機側由相應的光學輻射接收機接收。該方法規(guī)定，在發(fā)送機和接收機之間構成調(diào)節(jié)回路，其中由發(fā)送機將校準消息發(fā)送給接收機，并且其中通過將至少一個所接收的校準消息的至少一個信道特性與至少一個先前所發(fā)送的校準消息的相應的信道特性進行比較來確定補償信息，并且其中在發(fā)送機中基于補償信息進行至少一個發(fā)送參數(shù)的匹配。
文檔編號H04B10/116GK102884737SQ201180024397
公開日2013年1月16日 申請日期2011年5月17日 優(yōu)先權日2010年5月17日
發(fā)明者J.瓦萊夫斯基 申請人:西門子公司