(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
可視光通信(ＶＬＣ)ネットワークにおける使用のために、ディミングをサポートする高分解能フレーム生成方法であって、
前記高分解能フレームのために必要な可視性を決定するステップと、
前記決定された必要な可視性を満たす複数の低分解能パターンを生成するステップと、
前記必要な高分解能フレームを獲得するために前記複数の低分解能パターンを予め定義された方法で伝送するステップと、
を有することを特徴とする方法。
【請求項２】
前記複数の低分解能パターンは、第１及び第２の低分解能パターンを含み、前記第１及び第２の低分解能パターンは、複数の所定の低分解能パターンから選択されることを特徴とする請求項１に記載の方法。
【請求項３】
下記の数式１によって、前記第１の低分解能パターンｓｅｌ１ｐａｔを選択するステップと、
【数１】
0005414899.tif 000009
下記の数式２によって、前記第２の低分解能パターンｓｅｌ２ｐａｔを選択するステップと、をさらに有することを特徴とする請求項２に記載の方法。
【数２】
0005414899.tif 000010
ここで、ｄｖは百分率値として表現される前記高分解能フレームの必要な可視性であり、Ｋは異なる所定の低分解能パターンの個数より一つ少ない数である。
【請求項４】
前記第２の低分解能パターンの繰り返し回数ｒｅｐｐａｔ２は、下記の数式３により決定され、
【数３】
0005414899.tif 000011
前記第１の低分解能パターンの繰り返し回数ｒｅｐｐａｔ１は、下記の数式４により決定されることを特徴とする請求項３に記載の方法。
【数４】
0005414899.tif 000012
ここで、ｐは整数のログ値として表現される所望の精密度であり、ｄｖは百分率値として表現される前記高分解能フレームの前記必要な可視性であり、Ｋは異なる所定の低分解能パターンの個数より一つ少ない値である。
【請求項５】
インターリビングが適用されて前記第２の低分解能パターンと前記第１の低分解能パターンが伝送されることを特徴とする請求項１に記載の方法。
【請求項６】
前記パターンを生成するステップは、疑似雑音シーケンスと乱数生成器のうちいずれか一つを用いてランダムパターンを生成するステップを有することを特徴とする請求項１に記載の方法。
【請求項７】
前記複数の所定の低分解能パターンの範囲は、０％の可視性から１００％の可視性まで１０％のインクリメント範囲であることを特徴とする請求項２に記載の方法。
【請求項８】
前記高分解能フレームは、可視性とデータ通信のうち少なくとも一つに対して生成されることを特徴とする請求項１に記載の方法。
【請求項９】
前記高分解能のフレームは、
細かい時間スケールでパケット内の物理階層(ＰＨＹ)で生成されること、または、粗い時間スケールで一つ以上のパケットにわたってメディアアクセス制御階層(ＭＡＣ)で生成されることのうち、いずれか一つを特徴とする請求項１に記載の方法。
【請求項１０】
可視光通信(ＶＬＣ)ネットワークにおける使用のために、ディミングをサポートする高分解能フレームを生成及び伝送する送信器であって、
前記高分解能フレームに対して必要な可視性を決定し、前記決定された必要な可視性を満たす複数の低分解能パターンを生成するように構成される制御器と、
前記必要な高分解能フレームを獲得するために前記低分解能パターンを予め定義された方式で伝送するように構成される光源と、
を有することを特徴とする送信器。
【請求項１１】
前記低分解能パターンは、第１の低分解能パターン及び第２の低分解能パターンを含み、
前記制御器は、複数の所定の低分解能パターンから前記第１及び第２の低分解能パターンを選択するようにさらに構成されることを特徴とする請求項１０に記載の送信器。
【請求項１２】
前記制御器は、
下記の数式５によって、前記第１の低分解能パターンの繰り返し回数ｓｅｌ１ｐａｔを選択し、
【数５】
0005414899.tif 000013
下記の数式６によって、前記第２の低分解能パターンの繰り返し回数ｓｅｌ２ｐａｔを選択するようにさらに構成されることを特徴とする請求項１１に記載の送信器。
【数６】
0005414899.tif 000014
ここで、ｄｖは百分率値として表現される前記高分解能フレームの必要な可視性であり、Ｋは異なる所定の低分解能パターンの個数より一つ少ない数である。
【請求項１３】
前記第２の低分解能パターンの前記繰り返し回数ｒｅｐｐａｔ２は、下記の数式７により決定され、
【数７】
0005414899.tif 000015
前記第１の低分解能パターンの繰り返し回数ｒｅｐｐａｔ１は、下記の数式８により決定されることを特徴とする請求項１２に記載の送信器。
【数８】
0005414899.tif 000016
ここで、ｐは整数のログ値として表現される所望の精密度であり、ｄｖは百分率値として表現される前記高分解能フレームの前記必要な可視性であり、Ｋは異なる所定の低分解能パターンの個数より一つ少ない値である。
【請求項１４】
インターリビングされて前記第２の低分解能パターン及び第１の低分解能パターンが伝送されることを特徴とする請求項１０に記載の送信器。
【請求項１５】
前記制御器は、疑似雑音シーケンスと乱数生成器のうちいずれか一つを用いてランダムパターンを生成するようにさらに構成されることを特徴とする請求項１０に記載の送信器。
【請求項１６】
前記複数の所定の低分解能パターンは、０％の可視性から１００％の可視性まで１０％のインクリメント範囲であることを特徴とする請求項１１に記載の送信器。
【請求項１７】
前記高分解能フレームは、可視性とデータ通信のうち少なくとも一つに対して生成されることを特徴とする請求項１０に記載の送信器。
【請求項１８】
前記高分解能のフレームは、
細かい時間スケールでパケット内の物理階層(ＰＨＹ)に生成されること、または、粗い時間スケールで一つ以上のパケットにわたってメディアアクセス制御階層(ＭＡＣ)に生成されることのうち、いずれか一つに生成されることを特徴とする請求項１０に記載の送信器。
【請求項１９】
可視光通信(ＶＬＣ)における使用のために、ディミングをサポートする高分解能フレーム生成システムであって、
前記高分解能フレームに必要な可視性を決定し、前記決定された必要な可視性を満たし、第１の低分解能パターンと第２の低分解能パターンを生成し、前記必要な高分解能フレームを獲得するために前記第１の低分解能パターン及び第２の低分解能パターンを予め定義された方式で伝送するように構成される送信器と、
前記送信器で生成された前記パターンに従って、前記データ受信を適応させることによって前記必要な可視性でデータを受信するように構成される受信器と、
を含むことを特徴とするシステム。
【請求項２０】
前記送信器は、複数の所定の低分解能パターンから前記第１及び第２の低分解能パターンを選択するようにさらに構成されることを特徴とする請求項１９に記載のシステム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は一般的に可視光通信に関するもので、より具体的には可視光通信のために高分解能の可視性フレームを生成する方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
可視光通信(Visible Light Communication：ＶＬＣ）は、光学的に透明な媒体で可視光を用いて短距離光学無線通信を行うための新たな技術である。この技術は、未認可スペクトル(unlicensed  spectrum)である数百テラヘルツ(ＴＨｚ)へのアクセスを提供する。ＶＬＣは、電磁干渉と無線周波数(ＲＦ)システムに関連した非干渉(non-interference)の問題点に影響を受けない。ＶＬＣは、付加的レベルのセキュリティを、ユーザーが通信チャンネルを介してデータの伝送を見ることができることで提供する。ＶＬＣの他の利点は、既存の可視光インフラストラクチャ(infrastructure)から既存のサービス(例えば、照明、ディスプレイ、表示、装飾など)を補強及び補完することである。ＶＬＣネットワークは、ＶＬＣに関与する２個以上の装置のうち任意のネットワークである。
【０００３】
図１は、全体の電磁周波数スペクトル及び可視光によって占められる波長のブレイクアウト(breakout）を示す。可視光スペクトルは、およそ３８０から７８０ｎｍの波長にわたって広がっており、これは、およそ４００〜７９０ＴＨｚの周波数範囲に該当する。このスペクトルが広範囲で多重カラーを有する光源をサポートできるため、ＶＬＣ技術は、多くの通信チャンネルを提供することができる。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
したがって、本発明の目的は、可視光通信(ＶＬＣ)ネットワークにおけるディミングサポートのための高分解能フレームを生成する方法及び装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
上記のような目的を達成するために、本発明の一態様によれば、可視光通信(ＶＬＣ)ネットワークで使用するために、ディミングをサポートする高分解能フレーム生成方法が提供される。この方法は、高分解能フレームのために必要な可視性を決定するステップを有する。また、この方法は、決定された必要な可視性を満たし、第１の品質の第１の低分解能フレームと第２の品質の第２の低分解能フレームを含むパターンを生成するステップを有する。この方法は、必要な高分解能フレームを獲得するために上記パターンを伝送するステップをさらに有する。
【０００６】
本発明の他の態様によれば、可視光通信(ＶＬＣ)ネットワークで使用するために、ディミングをサポートする高分解能フレームを生成及び伝送する送信器が提供される。この送信器は、制御器と光源を含む。制御器は、高分解能フレームに必要な可視性を決定し、決定した必要な可視性を満たすパターンを生成するように構成され、このパターンは、第１の品質の第１の低分解能フレームと第２の品質の第２の低分解能フレームを含む。この光源は、必要な高分解能フレームを獲得するために上記パターンを伝送するように構成される。
【０００７】
また、本発明の他の態様によれば、可視光通信(ＶＬＣ)で使用するために、ディミングをサポートする高分解能フレーム生成システムが提供される。このシステムは、受信器と送信器を含む。送信器は、高分解能フレームのために必要な可視性を決定するように構成される。また、送信器は、決定した必要な可視性を満たし、第１の品質の第１の低分解能フレームと第２の品質の第２の低分解能フレームを含むパターンを生成するように構成される。さらに、送信器は、必要な高分解能フレームを獲得するために上記パターンを伝送するように構成される。受信器は、送信器で生成されたパターンに従ってデータ受信を適応させることによって、必要な可視性でデータを受信するように構成される。
【０００８】
本発明の詳細な説明に先立ち、本明細書の全般で使われる用語や語句を定義する。「〜含む(include)」、「〜からなる(comprise)」だけでなく、それらの派生語は限定のない包含を意味する。「または(or)」は及び/または(and/or)を含み、「〜に関連する(associated with)」、「それに関連する(associated therewith)」及びそれらの派生語句は、包含する(include)、含まれる(be included within)、受容される(be contained within)、連結する(connect to or with)、接続する(couple to or with)、通信する(be communication with)、協力する(cooperate with)、相互配置する(interleave)、並置する(juxtapose)、近接する(be approximate to)、結合する(be bound to or with)、所有する(have)、性質の所有をする(have a property of)、または類以(the like)を意味し、「制御器(controller)」は少なくとも一つの動作を制御する装置、システム、またはその部分を意味し、そのような装置は、ハードウェア、ファームウェア、ソフトウェア、またはこれらのうちの少なくとも二つの組み合わせで具現することができる。特定の制御器に関連する機能は、集中しているか、あるいは近距離、または遠距離に分散されることもある。特定の用語及び語句は本明細書の全体で使用されるが、当業者は多くの場合に上述したような定義が過去だけでなく未来の使用にも適用されることを理解しなければならない。
【発明の効果】
【０００９】
本発明は、可視光通信(ＶＬＣ)ネットワークにおけるディミングサポートのための高分解能フレームを生成する方法及び装置を提供することができる。
【００１０】
本発明のより完全な理解及びそれに従う利点は、添付された図面とともに考慮すれば、後述する詳細な説明を参照してより容易に理解できる。また上記図面で同一の参照番号は同一の構成要素を示す。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】全体電磁周波数スペクトル、及び可視光によって占められる波長のブレイクアウトを示す図である。
【図２】可視光通信によって実現可能なアプリケーションの例を示す図である。
【図３】本発明の一実施形態によるインフラストラクチャ光源の待機(idle)又は受信状態で伝送される待機/受信(idle/RX)状態を示す図である。
【図４】ポイントアンドシュート(point-and-shoot)アプリケーションのために可視性に対する必要性の詳細な例を示す図である。
【図５】光度の増加に対する人間の目の光覚を示すグラフである。
【図６】ＶＰＭ(Variable  Pulse  Position  Modulation)信号のパルス幅を制御することによってＶＰＭディミングサポートを示す図である。
【図７】本発明の実施形態により、高分解能のディミングパターンを生成するために、既存の低分解能の可視性パターンを結合するように構成された送信器を示す図である。
【図８】本発明の一実施形態により、高分解能のディミング容量を獲得するために使用されるアルゴリズムを図式的に示す図である。
【図９】本発明の一実施形態により、高分解能のディミング容量を獲得するために使用される第２のアルゴリズムを図式的に示す図である。
【図１０】本発明の実施形態による２個のアルゴリズムの比較を示す図である。
【図１１】本発明の実施形態により、インターリビング(interleaving)を用いる第１のアルゴリズムとインターリビングを利用しない第２のアルゴリズムとの間の比較を示す図である。
【図１２】本発明の実施形態による疑似雑音(Pseudo-Noise：ＰＮ)シーケンスに基づく可視性パターンをランダムに選択する方法を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
以下、本発明の望ましい実施形態を添付の図面を参照して詳細に説明する。
【００１３】
下記の図１乃至図１２及び、本特許文献において本発明の開示原則を説明するために使用される多様な実施形態は、例示としてのみ提供され、開示の範囲を制限するいかなる方法として理解されてはならない。本発明の開示原則が任意の適切に設定された可視光通信ネットワークで実施可能であることは、当該技術分野における通常の知識を持つ者には理解できることであろう。
【００１４】
ＶＬＣは、様々な要求事項を有する広範囲なアプリケーションを可能にする。図２は、ＶＬＣにより可能になるいくつかの例示的なアプリケーションを示す。図２の(ａ)は、ピアツーピア(peer-to-peer：Ｐ２Ｐ)通信の一例を示す。この例で、携帯電話(mobile  phone)は、ＶＬＣを用いる他の携帯電話と通信する。図２の(ｂ)は、近距離通信(Near Field Communication：ＮＦＣ)として知られている他のタイプのＰ２Ｐ  ＶＬＣ通信の一例を示す。ＮＦＣは、通信距離が非常に短い(＜３０ｃｍ程度)所で使用され得る。ＮＦＣでは、非常に高いデータレート(＞１００Ｍｂｐｓ)が獲得され得る。例示において、携帯電話は、ＶＬＣを用いるラップトップコンピュータと通信する。
【００１５】
図２の(ｃ)は、インフラストラクチャ光システムがアクセスポイントとして機能し、ラップトップ又は携帯電話のような１個以上の装置にＬＡＮサービスが可能である可視的(Visible)ＬＡＮ(ＶＬＡＮ)の一例を示す。図２の(ｄ)は、ＶＬＣを用いて公共場所(例えば、商店街又は博物館)でディスプレイが情報(例えば、施設、指示、又はサービスに関する情報)を放送できる情報ブロードキャスティング(ＩＢ)の一例を示す。ブロードキャストが範囲内に存在する装置(例えば、携帯電話）は、上記情報を受信することができる。図２の(ｅ)は、交通信号又は他の車から安全又は交通情報の伝送のような車両用ブロードキャスティング(ＶＢ)アプリケーションのためのＶＬＣ使用の一例を示す。図２に示すＶＬＣアプリケーション及び装置は、但し例示的目的のためのものであることは当然である。その他のＶＬＣアプリケーション及び装置も可能である。
【００１６】
多くのＶＬＣアプリケーションのための一つの要求事項は、インフラストラクチャ光源(例えば、オーバーヘッド周辺光)が伝送(ＴＸ)出力の損失を避け、ダウンリンク伝送中にフリッカ(flicker)を避けるために“オン”状態に維持される必要があることである。また、連続的な“オン”状態は、光学的通信(すなわち、ポインティング)のために受信器に光を集中させるようにポイントアンドシュート技術をサポートするＶＬＡＮアップリンク及びＰ２Ｐアプリケーションに重要である。連続的な“オン”状態を確保するための一つの方法について、図３に示す。
【００１７】
図３は、本発明の一実施形態により、インフラストラクチャ光源の待機又は受信状態の間に伝送される待機/受信状態信号を示す。光源が一定間隔で伝送された後に、これら間隔の間に待機する場合、この光源の可視フリッカが発生する。待機/受信状態信号は、インフラストラクチャで待機又は受信期間で光学的可視性及びフリッカのない動作を維持するために使用することができる。これは、現在動作する伝送信号の一般的パターンを摸倣する待機/受信信号によって獲得される。具体的に、待機/受信信号は、信号のアクティブ時に使用される一般的に同一のデューティサイクルを有する。
【００１８】
図３を参照すると、光源は、２個のアクティブ伝送ブロックの中に信号３０２，３０４を伝送していることがわかる。アクティブ伝送ブロックは、待機/受信ブロックによって分離される。フリッカを低減させるために、待機/受信状態信号３０６は、待機/受信ブロックの中に伝送されるように生成される。待機/受信状態信号３０６が待機/受信状態で伝送される場合、その結果は、光源によって実際に一定の信号３０８が出力される。したがって、待機期間中に現れることができるフリッカ又は可視性効果は低減又は除去される。一実施形態において、一定の出力信号３０８は、インフラストラクチャの伝送出力となり得る。他の実施形態において、一定の出力信号３０８は、以下により詳細に説明されるように、ポイントアンドシュート伝送出力となり得る。可視フリッカを制御するために待機/受信期間の間にデータ信号を伝送することは、ＶＬＣに特有のものである。このような方式でフリッカを制御する機能は、たびたび可視性サポートと呼ばれる。
【００１９】
図４は、ポイントアンドアプリケーションのために可視性に対する必要性をより詳細に示す。図４において、モバイルデバイス４０２，４０３は、アクセスポイント４０４でＶＬＣを通じて通信することを所望し、このアクセスポイントは、ネットワーク４０６に対するアクセスポイントとして動作する。性能を向上させるために、モバイルデバイス４０２は、アクセスポイント４０４を直接に指すまで、そのビームを調整する必要がある。ビームが位置(position)Ａにある場合、通信は不可能である。ユーザーがアクセスポイント４０４に向かってモバイルデバイス４０２のビームを移動するにつれて、ビームは、位置Ｂに到達する。位置Ｂで、モバイルデバイス４０２は、ダウンリンク通信が可能なようにアクセスポイント４０４と十分にリンク合わせすることができる。しなしながら、アップリンク通信は、まだ不可能である。位置Ｃで、モバイルデバイス４０２は、アクセスポイント４０４と十分に合わせしてアップリンク及びダウンリンク伝送ともを可能にする。しかしながら、伝送に相当する待機期間が存在する場合、モバイルデバイス４０２からのビームの信号強度
は非常に弱くなる。したがって、可視性パターンは、ポインティングを支援するようにモバイルデバイス４０２から送信することができる。
【００２０】
多くの場合において、ディミングアプリケーションでのサポートのために高分解能の可視性パターンを獲得することが望ましいこともある。図５は、光度の増加に対する人間の目の光覚(perception  of  light)を示すグラフである。このグラフに示すように、人間の目は、ディミングレベルに対して非線形的な応答を有する。低い光レベルで、人間の目が認知する光量は、ルクスメーター(lux  meter)からの光測定に基づき、室内に存在する実際の光より大きい。したがって、特に低い光レベルで、光源によってサポートされ得る広範囲な可視性レベルを有することが好ましい。望ましい実施形態において、光源のディミング範囲は、ユーザーの便宜に合わせて可視性を設定するために０.１と１００％との間で変化できる。
【００２１】
可視性パターン及びデータパターンは、インフラストラクチャでフリッカを最小化するためによく調整されることが重要である。したがって、データ伝送パターンがディミングのために調整される場合、任意の関連した可視性パターンも調整されなければならない。
【００２２】
従来の技術は、制限された数の可視性パターンのみを考慮した。これは、ディミングをサポートするアプリケーションに対するサポートが可視性を考慮しなかったためであり、それによって高分解能のパターンに対して予めいかなる考慮もなされなかった。例えば、ＥＣＭＡ  ＴＣ-４７は、可視性に対して１１個の異なるパターンのみを説明する。これらパターンは、下記の＜表１＞に示す。＜表１＞に示すように、可視性パターンは、１０％のインクリメント又はステップで０％から１００％までの範囲を有する。したがって、これら可視性パターンは、低分解能パターンと考えられる。ＥＣＭＡ  ＴＣ-４７は、例えば、１％又は０.１％の分解能のような細かい分解能レベルで任意の可視性パターンを提供しない。そのため、ＥＣＭＡ  ＴＣ-４７は、例えば、４３％又は２５.８％のような全般的な可視性を獲得するためにいかなる提案も提示しない。さらに、細かい分解能レベルでの明確な可視性パターンに対する定義は、実行できなくなる。例えば、ディミングのために０.１％の分解能レベルの全体範囲をサポートするためには、少なくとも１０００個の異なる可視性パターンが要求される。
ＥＣＭＡ  ＴＣ-４７で現在提案されている可視性パターン
【００２３】
【表１】
0005414899.tif 000002
【００２４】
高分解能ディミングに対するサポートの提供に失敗したＶＬＣ通信の他の例は、可変パルス位置変調(Variable Pulse Position Modulation：ＶＰＭ)である。ＶＰＭは、パルス位置変調(２-ＰＰＭ)とパルス幅変調(ＰＷＭ)の特性を採用する変調方式である。ＶＰＭは、フリッカのない２-ＰＰＭの概念と、ディミング制御機能及び最大光度(full  brightness)に対するＰＷＭの概念を使用する。ＶＰＭでのディミング制御機能及び最大光度は、光源の“ＯＮ”時間幅を意味するＶＰＭ信号のパルス幅を制御することによって獲得される。
【００２５】
図６は、ＶＰＭ信号のパルス幅を制御することによってＶＰＭでディミングをサポートすることを示す。ビット“０”及び“１”は、それぞれの周期でのパルス位置によって区別される。パルス幅は、ディミングレベルを決定する。図６は、１０％の分解能を有するディミングレベルの例を示す。しかしながら、細かい分解能を獲得するためには、装置は非常に高いクロックレートをサポートする必要があるため、ＶＰＭは、高分解能ディミングを提供することができない。例えば、０.１％のデューティサイクル分解能を獲得するために、光源(optical  source)は、現実的でない１０００倍も速いクロックをサポートする必要がある。
【００２６】
本発明の実施形態は、ＶＬＣのための高分解能可視性パターンを生成する方法を提供する。高分解能は、実際に複雑でなく、数百又は数千の異なる可視性パターンをメモリ内に予め定義及び格納することなく提供される。開示されている方法は、ポイントアンドシュート、連続的インフラストラクチャ照明、ディミング、及び他のＶＬＣ通信をサポートするために使用することができる。この方法は、ＶＰＭ通信と併用可能である。
【００２７】
高分解能パターンを生成するために、考慮されるべきいくつかの要素がある。
【００２８】
０と１との間での遷移回数は、フリッカを避け、同期化の目的で受信器でのクロック及びデータ復旧(ＣＤＲ)回路を助けるために高周波数スイッチングを提供するように最大化することができる。
【００２９】
現在の低分解能可視性パターンは、一定の特性(例えば、可視性パターンは、８ｂ１０ｂコードから任意の既存のデータパターンとマッチされないこともある。)を有することができる。これら特性は、新たな高分解能パターンと共に保存され得る。
【００３０】
千個以上のパターンを細かい分解能(例えば、０.１％の分解能）をサポートするように定義することは、現実的でなく、可視性パターンを生成して使用が複雑になる。
【００３１】
可視性パターンは、フリッカを最小化してディミングの有無での規制要求事項を満たすために伝送しなければならない。可視性パターンがクロック周波数(インバンド)を変更しつつ伝送される場合、使用されるパターンは、既存のＲＬＬ符号語を有する衝突(conflict)を避けなければならない。
【００３２】
本発明の実施形態において、既存の低分解能パターンは、多重方式及び異なる割合で結合することによって任意の精密度に高分解能のディミングパターンを改善させるために使用することができる。図７は、本発明の実施形態により、高分解能のディミングパターンを生成するために既存の低分解能の可視性パターンを結合するように構成される送信器を示す。送信器７００は、プロセッサ/制御器７０２、メモリ７０４、及び光源７０６を含む。送信器７００は、ネットワーク７０８と結合される。送信器７００は、受信器７２０に伝送する。
【００３３】
送信器７００は、光源７０６を通じて、参照番号７１０で表すように、１０％分解能で定義される可視性パターンを伝送するように構成される。いくつかの実施形態において、定義された可視性パターン７１０は、上記の＜表１＞に示したように、ＥＣＭＡ  ＴＣ-４７で提案された可視性パターンに該当することができる。２５％ディミングパターンを生成するために、参照番号７１２ａで表すように、光源７０６は、３０％の可視性パターンに続く、２０％の可視性パターンを交互に送信するようになる。この方法では、既存の可視性フレームと同一の特性を維持するように保証する。これを達成できる多様な方法があるので、遷移を最大化し、フリッカを最小化する方法を選択することが望ましい。他のディミングパターンは、異なる方法で定義された異なる可視性パターン７１０を結合することによって可能になる。例えば、３９.０％のディミングパターン(参照番号７１２ｂ)及び６７.１３％のディミングパターン(参照番号７１２ｃ)を生成することが可能である。これらは代表的な例であるが、本発明を限定すると考えてはならない。実際に、本発明の実施形態を用いて任意の高分解能のディミングパターンが可能である。
【００３４】
パターンがディミングサポートのために送信器７００に適用される前に、送信器７００で要求される可視性レベルに関する情報は受信器７２０に送信される。この情報は、例えば、メディアアクセス制御階層(ＭＡＣ)でのコマンド)を通じて送信され得る。受信器７２０は、ディミングサポートのために生成される送信器パターンを知るためにこの情報を使用する。送信器７００がデータ通信のためにこのパターンを適用する場合、受信器７２０は、成功的なデータ通信のためにデータ受信を生成された送信器パターンに従って適応させる。
【００３５】
上述したように、高分解能可視性及びディミングパターンを獲得するためのこれら方法は、ＶＰＭ通信と両立できる。しかしながら、メディアアクセス制御階層(ＭＡＣ)で高分解能フレームを生成する他のＶＬＣ通信とは異なり、ＶＰＭ通信は、物理階層(ＰＨＹ)で高分解能フレームを生成する。ＰＨＹでの高分解能フレームは、細かい時間スケールでパケット内に生成される。その反面、ＭＡＣでの高分解能フレームは、粗い時間スケールで一つ以上のフレームにわたって生成される。図６に示すように、ＶＰＭ  ＰＨＹは、１０％デューティサイクル分解能で基本的なディミングレベルをサポートすることができる。ディミングのための高分解能をサポートするために、ＶＰＭ  ＰＨＹは、本発明で説明するように同一のアルゴリズムを使用することができる。例えば、２５％のディミングを実現するために、ＶＰＭ  ＰＨＹは、２０％と３０％のデューティサイクルシンボルを交互に送信することができる。
【００３６】
図８は、本発明の一実施形態により、高分解能のディミング容量を獲得するために使用されるアルゴリズムの図式的表示を示す。図示されているアルゴリズム８００は、送信器７００のメモリ７０４のような、ＶＬＣ送信器のメモリに格納することができる。アルゴリズム８００について、一例を用いて説明する。この例において、ディミング要求事項は２５.３％であると仮定する。低分解能の可視性又は＜表１＞に詳細に示す可視性パターンのように、１０％の分解能でのディミングパターンが予め定義されることにする。このような場合に、アルゴリズム８００は、次のように２５.３％のディミング要求事項を達成するために使用される。
【００３７】
１００％パターン(“１１１１１  １１１１１”）を２５回反復、
３０％パターン(“００００１  １１０００”）を１回反復、及び
０％パターン(“０００００  ０００００”）を７４回反復。
【００３８】
伝送された１の全体個数は、下記の数式のように計算される。
【００３９】
【数１】
0005414899.tif 000003
【００４０】
伝送された１と０の全体個数は、次のように計算できる。
Ｎ＝２５＊１０＋１＊１０＋７４＊１０＝１０００
したがって、獲得した可視性は、下記の数式により決定される。
【００４１】
【数２】
0005414899.tif 000004
【００４２】
アルゴリズム８００は、次のように一般化した形態で表すことができる。次の値は、下記のように定義される。
可視性パターン：Ｖ０，Ｖ１，…，Ｖｋ(Ｖ０＝０％，Ｖｋ＝１００％)
所望の可視性＝ｄｖ(百分率値として表現(例えば、２５.３％の可視性に対して、ｄｖ＝２５.３))
所望の精密度＝ｐ，ｐ＝０，ｐ∈Ｚ(整数のアルゴリズム値(例えば、０.０１％の精密度に対して、ｐ＝-２)として表現)
【００４３】
したがって、アルゴリズム８００は、次の数式のように示される。
【００４４】
【数３】
0005414899.tif 000005
【００４５】
その後、可視性ｄｖを獲得するために、
ＶＫパターンをｒｅｐ１ｐａｔ回反復し、
Ｖｎパターンを１回反復し、
Ｖ０パターンをｒｅｐ０ｐａｔ回反復する。
【００４６】
アルゴリズム８００の特性は、すべての１(１００％のパターン）と０(０％のパターン）を共にグループ化することである。これは、図８のグラフからわかる。１と０の長いシーケンスを伝送することは、光源で顕著なフリッカをもたらし、ＣＤＲ回路との同期化を一層難しくし得る。したがって、フリッカを最小化し、ＣＤＲ同期化のために全体可視性パターン内に０と１を交互にすることが望ましい。例えば、インタリーバ(interleaver）は、全体の効果的な可視性パターンで１００％及び０％の可視性パターンを交互に使用することができる。しかしながら、０％パターンと１００％パターンの個数が同一にならないこともあるため、このような単純なアルゴリズムは、交互的パターンの終端で多数の１又は０の残りのグループ化をもたらす。
【００４７】
図９は、本発明の一実施形態により、高分解能のディミング容量を獲得するために使用される第２のアルゴリズムの図式的表現を示す。図示のアルゴリズム９００は、所望する高分解能のディミングパターンに最も近い低分解能のパターンを選択する。アルゴリズム９００について、次の一例により説明する。この例において、ディミング要求事項は２５.３％であるともう一度仮定する。＜表１＞に詳細に示す可視性パターンのように、低分解能ディミングパターンを１０％の分解能で予め定義することにする。この実施形態において、アルゴリズム９００は、所望する可視性を獲得するために２０％及び３０％の可視性パターン(要求された２５.３％のディミングに最も近いパターン）を選択する。これは、次のように行うことができる。
【００４８】
２０％のパターン(“００００１  １００００”）を４７回反復し、
３０％のパターン(“００００１  １１０００”）を５３回反復する。
【００４９】
伝送された１の全体個数は、下記の数式のように計算される。
【００５０】
【数４】
0005414899.tif 000006
【００５１】
伝送された１と０の全体個数は、下記のように計算できる。
Ｎ＝１０＊４７＋１０＊５３＝１０００
【００５２】
したがって、獲得した可視性は、下記の数式によって決定される。
【００５３】
【数５】
0005414899.tif 000007
【００５４】
アルゴリズム９００は、次のように一般化した形態で表すことができる。次の値を定義する。
可視性パターン：Ｖ０，Ｖ１，…，Ｖｋ(Ｖ０＝０％，Ｖｋ＝１００％)
所望の可視性＝ｄｖ(百分率値(例えば、２５．３％の可視性に対して、ｄｖ＝２５.３)として表現)
所望の精密度＝ｐ，ｐ＝０，ｐ∈Ｚ(整数のアルゴリズム値(例えば、０.０１％の精密度に対して、ｐ＝−２)として表現)
【００５５】
したがって、アルゴリズム９００は、下記の数式のように表すことができる。
【００５６】
【数６】
0005414899.tif 000008
【００５７】
その後、可視性ｄｖを獲得するために、
Ｖsel1patをｒｅｐｐａｔ１回反復し、
Ｖsel2patをｒｅｐｐａｔ２回反復する。
【００５８】
所望のディミングパターンが低分解能の可視性パターンのうちいずれか一つと同一である場合、アルゴリズム９００は、自動で所定の低分解能の可視性パターンにスイッチングされることがわかる。例えば、所望の可視性は２０％(ｄｖ＝２０，ｐ＝０，Ｋ＝１０)である場合、次のようである。
【００５９】
ｓｅｌ１ｐａｔ＝２，ｓｅｌ２ｐａｔ＝２、
ｒｅｐ２ｐａｔ＝０，ｒｅｐ１ｐａｔ＝１００、
Ｖ２を１００回の中の０回反復し、
Ｖ２を２００回の中の１００回反復する。
したがって、アルゴリズム９００は、２０％の可視性を提供するためにＶ２のみを自動に選択する。アルゴリズム８００は、このように所望する特性を獲得しない。
【００６０】
１と０との間でフリッカを減少させ、遷移を最大化するために、インターリビングは、アルゴリズム９００と両立させることができる。例えば、２５.３％の可視性を得るために、Ｖ２パターンを４７回、Ｖ３パターンを５３回伝送する代わりに、インタリーバは、Ｖ２及びＶ３パターンが各々４７回交互に伝送した後に、Ｖ３パターンが６回伝送するのに使用される。しかしながら、アルゴリズム９００が自動で２個の相互に近接した可視性パターンを選択するため、インターリビングが要求されないこともある。
本発明の実施形態によるインターリビングアルゴリズムは、次のように説明することができる。
【００６１】
‘ｍｉｎＲｅｐ’は最小反復パターンとする。ｒｅｍＰａｔは、交互するｓｅｌ１Ｐａｔとｓｅｌ２Ｐａｔパターン以後の残っている反復とする。ｓｅｌＭａｘＰａｔは、より高い回数の反復を有するパターンとする。
【００６２】
アルゴリズムは、次のようである。
ｍｉｎＲｅｐ＝ｍｉｎ(ｒｅｐ１ｐａｔ，ｒｅｐ２ｐａｔ)、
ｒｅｍＰａｔ＝ｍａｘ(ｒｅｐ１ｐａｔ，ｒｅｐ２ｐａｔ)−ｍｉｎＲｅｐ、
ｓｅｌＭａｘＰａｔ＝(ｒｅｐ１ｐａｔ＞ｒｅｐ２ｐａｔ)？ｒｅｐ１ｐａｔ：ｒｅｐ２ｐａｔ、
Ｖsel1patとＶsel2patを交互にｍｉｎＲｅｐ回反復、及び
ＶselmaxPatをｒｅｍＰａｔ回送信。
【００６３】
このようなインターリビングアルゴリズムは、インターリビングの一つの方法を示す。他のインターリビング方法が高分解能のアルゴリズム８００，９００と共に使用できることは、理解できることである。次の図は、インターリビングの存在有無によるアルゴリズム８００及び９００の比較を示す。
【００６４】
図１０は、本発明の実施形態によるアルゴリズム８００又はアルゴリズム９００を用いて生成された２５.３％のディミングパターンの全体遷移の比較を示す。図１０に示すように、アルゴリズム８００(太線で表示)は、１００％及び０％の可視性パターンにグループ化し、それによって低周波数遷移が発生する。一方、アルゴリズム９００(細線で表示)は、高周波数遷移をもたらし、それによってフリッカを低減し、ＣＤＲが使用されると、そのために受信器でより良い同期化が提供される。
【００６５】
図１１は、本発明の実施形態により、インターリビングを行うアルゴリズム８００又はインターリビングを行わずアルゴリズム９００を用いて生成された２５.３％のディミングパターンでの全体遷移の比較を示す。図１１に示すように、インターリビングがなくても、アルゴリズム９００は、１００％の可視性フレームと０％の可視性フレームの個数がすべてのサンプルにわたってさらにバランスを取れるため、アルゴリズム８００より好ましい。１００％と０％の可視性パターンのデューティサイクル比率にインタリーバパターンをマッチングさせてインターリビングが加えたアルゴリズム８００の結果をさらに改善させることができる。しかしながら、アルゴリズム９００は、２５.３％可視性を獲得するために２０％及び３０％の可視性パターンを使用するので、大部分の場合において相変わらずアルゴリズム８００より望ましい。
【００６６】
以前の例では＜表１＞に示す所定のＥＣＭＡ  ＴＣ-４７の可視性パターンを使用したが、このようなパターンは、但し図示を目的のためのものである。同様に、他の低分解能パターンが使用可能であることはわかることであろう。
【００６７】
図１２は、本発明の実施形態により、疑似雑音(Pseudo-Noise：ＰＮ)シーケンスに基づいた可視性パターンをランダムに選択する方法を示す。図１２に示すように、ＰＮシーケンスの各ビットが検査される。‘０’と同一のＰＮシーケンスビットは可視性パターンＶ１の伝送に該当し、一方、‘１’と同一のＰＮシーケンスビットは可視性パターンＶ２の伝送を決定する。他の実施形態において、可視性パターンは、乱数生成器(random  number  generator)の出力に基づいてランダムに選択される。例えば、確率{Ｐ０，Ｐ１，…，Ｐｋ}は、それぞれ可視性パターン{Ｖ０，Ｖ１，…，Ｖｋ}に割り当てられる。例えば、３％の可視性を生成するためには、次のように選択される。
【００６８】
Ｖ０＝０％，Ｖ１＝１０％を有するＰ０＝０.７，Ｐ１＝０.３
【００６９】
以上、本発明を具体的な実施形態に関して図示及び説明したが、添付した特許請求の範囲により規定されるような本発明の趣旨及び範囲を外れることなく、形式や細部の様々な変更が可能であることは、当該技術分野における通常の知識を持つ者には明らかである。
【符号の説明】
【００７０】
７００  送信機
７０２  プロセッサ／制御器
７０４  メモリ
７０６  光源
７０８  ネットワーク
７１０  参照番号
７２０  受信機
【図２】
0005414899.tif 000017
【図６】
0005414899.tif 000018
【図１】
0005414899.tif 000019
【図３】
0005414899.tif 000020
【図４】
0005414899.tif 000021
【図５】
0005414899.tif 000022
【図７】
0005414899.tif 000023
【図８】
0005414899.tif 000024
【図９】
0005414899.tif 000025
【図１０】
0005414899.tif 000026
【図１１】
0005414899.tif 000027
【図１２】
0005414899.tif 000028