(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
光通信用に構成された光照射システムに使用するためのアップリンクサブシステムであって、
照明器具のグループと、
ユーザデバイスから無線で送信されたアップリンク信号のそれぞれのインスタンスをそれぞれにサンプリングするためのセンサのグループであって、前記センサのうちの異なる１つのセンサそれぞれが、前記グループの前記照明器具のそれぞれに組み込まれているか、若しくは前記グループの前記照明器具のそれぞれと同じ場所に配置されているか、又は、前記センサが、照明器具の前記グループによって照明される同じ空間領域にサービス提供するように前記照明器具の間に点在させられている、センサのグループと、
復調器ユニットと、
前記センサのグループのそれぞれから、前記復調器ユニットに前記アップリンク信号の前記それぞれのインスタンスを供給するように構成されたアップリンク分配ネットワークと、を備え、
前記復調器ユニットはアダプタを備え、前記アダプタは、前記アップリンク信号の前記インスタンスのそれぞれの、それぞれの受信信号強度の測定値に基づいて、受信信号強度の前記それぞれの測定値に応じて、それぞれの重みを各インスタンスに適用するように、かつ、前記重みの前記適用に続いて前記アップリンク信号の前記インスタンスを合成し、それによって合成信号を生成するように、構成されており、
前記復調器ユニットは、前記合成信号を復調するように構成された復調器を備え、
前記アップリンクサブシステムは、タイムスロットが個々のアップリンクユーザに割り当てられる時分割多重アクセス方式を利用し、前記アダプタは、それぞれのタイムスロットに割り当てられたそれぞれのアップリンクユーザ、及び前記ユーザのアップリンク信号が検出された、前記アップリンク信号の従前に記録されたインスタンスに基づいて、タイムスロットベースで重みを割り当て、それによって、前記アップリンク信号の前記インスタンスの前記重みの切り替えが、前記タイムスロットと同期される、アップリンクサブシステム。
【請求項２】
前記アダプタは、
集中型アダプタであって、センサの前記グループの前記センサから信号を受信するように構成されており、前記アップリンク信号のインスタンスを前記集中型アダプタにて合成する集中型アダプタ、
第１の分散型アダプタであって、センサの前記グループの前記センサから信号を受信し、前記アップリンク信号のインスタンスを分散的な様式で合成するように構成された第１の分散型アダプタ、及び
第２の分散型アダプタであって、センサの前記グループの前記センサから信号を受信し、前記アップリンク信号のインスタンスをデイジーチェーン様式で合成するように構成された第２の分散型アダプタ、のうちの１つとして実装されている、請求項１に記載のアップリンクサブシステム。
【請求項３】
前記アダプタは、少なくとも０及び１を含むセットから前記重みを選択するように、かつ、受信信号強度の前記それぞれの測定値が閾値を下回る場合には前記重みの一部をゼロに選択するように、構成されている、請求項１又は２に記載のアップリンクサブシステム。
【請求項４】
受信信号強度の前記測定値は、ノイズフロアに対する信号強度の測定値であり、
前記ノイズフロアが所定であるか、又は前記アダプタが、前記アップリンク信号中の所定のプリアンブルに基づいて、若しくはアップリンク信号がない推定期間中に存在する前記ノイズフロアを推定するノイズ推定アルゴリズムに基づいて、前記ノイズフロアを経験的に決定するように構成されているか、のいずれかである、請求項１乃至３のいずれか一項に記載のアップリンクサブシステム。
【請求項５】
前記アップリンク信号の前記インスタンスが復調器ユニットに供給される前記アップリンク分配ネットワークは、全体的に又は部分的に光ファイバから形成されている、請求項１乃至４のいずれか一項に記載のアップリンクサブシステム。
【請求項６】
前記照明器具のそれぞれは、前記ユーザデバイスによる検出のために赤外光通信及び可視光通信のうちの１つを用いてダウンリンク信号を放出するように構成されている、請求項１乃至５のいずれか一項に記載のアップリンクサブシステム。
【請求項７】
前記センサのそれぞれは赤外線センサを備え、前記アップリンク信号は、赤外線を介して前記ユーザデバイスから受信される、請求項１乃至６のいずれか一項に記載のアップリンクサブシステム。
【請求項８】
前記アップリンク信号は、異なるアップリンク副搬送波を含むＯＦＤＭ方式に従って変調され、前記復調器ユニットは、前記アップリンク副搬送波の異なる副搬送波の間に遅延ダイバーシティを導入するように構成された位相シフタを備える、請求項１乃至４のいずれか一項に記載のアップリンクサブシステム。
【請求項９】
光通信用に構成された光照射システムであって、請求項１乃至８のいずれか一項に記載のアップリンクサブシステムと、ダウンリンクサブシステムと、を備え、
前記ダウンリンクサブシステムは、
照明器具のグループと、
ユーザデバイスによる検出のためにダウンリンク信号を放出するように照明器具の前記グループを制御するための変調器ユニットと、
前記変調器ユニットを前記グループ内の前記照明器具のそれぞれに接続するダウンリンク分配ネットワークと、を備え、
前記変調器ユニットは変調器を備え、前記変調器は、前記ダウンリンク信号に対応する変調波形を生成するように構成され、前記ダウンリンク分配ネットワークを介して前記グループ内の前記照明器具のそれぞれに前記変調波形を送信するように構成されており、
前記グループ内の前記照明器具のそれぞれは、光を放出するための照明要素と、前記光を放出するために前記照明要素に給電する駆動電流を用いて前記照明要素を駆動するための駆動回路と、を備え、
前記グループ内の前記照明器具のそれぞれは、前記ダウンリンク分配ネットワークを介して前記変調器から同じ前記変調波形を受信するように構成されており、前記放出される光に前記ダウンリンク信号が埋め込まれるようにするために、前記変調波形を前記駆動電流に注入するように構成された信号注入器を備える、光照射システム。
【請求項１０】
前記照明要素は、可視照明及び赤外光を放出するための光照射要素であり、前記ダウンリンク信号が埋め込まれる前記光は、赤外線照明である、請求項９に記載のシステム。
【請求項１１】
前記ダウンリンク分配ネットワークの一部又は全てが、前記照明器具、前記変調器ユニット、及び／又は１つ以上の他の構成要素、のうちの１つ以上に給電するように構成された１つ以上の電力線と、同じ１つの又は複数の導管に通された光ファイバから形成されている、請求項９又は１０に記載のシステム。
【請求項１２】
前記変調器は、ＯＦＤＭ方式に従って前記変調波形を生成するように構成されており、それによって、前記ダウンリンク分配ネットワークを介して送信されるときの前記変調波形は、ＯＦＤＭ変調波形の形態をとる、請求項９乃至１１のいずれか一項に記載のシステム。
【請求項１３】
前記ダウンリンク信号は、前記光に埋め込まれたときに空気中で３ｍを超えるシンボル波長を有する、請求項９乃至１２のいずれか一項に記載のシステム。
【請求項１４】
不透明な仕切りによって互いに光学的に隔てられた複数の空間領域を含み、前記領域のそれぞれは、データが埋め込まれた光を放出するデータ放出用照明器具のそれぞれのセットを備え、照明器具の前記グループは、前記領域の１つにあるデータ放出用照明器具の前記セットであり、前記ダウンリンク信号は、当該領域に関する前記それぞれのデータを通信し、
前記領域の所与の１つの各領域内では、前記領域に放出されるいずれの光にも同じ前記データのみが埋め込まれるが、前記領域の異なる領域に放出される前記光には、異なるデータが埋め込まれる、請求項９乃至１３のいずれか一項に記載のシステム。
【請求項１５】
前記ダウンリンクサブシステムの照明器具の前記グループは、前記アップリンクサブシステムの照明器具の前記グループである、請求項９乃至１４のいずれか一項に記載のシステム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本開示は、環境を照明するための光照射システムであって、ダウンリンク及び／又はアップリンクで光照射システムとユーザデバイスとの間のデータ通信も可能にするための光照射システムに関する。ダウンリンク信号は、システムの照明器具によって放出される可視光又は赤外光に埋め込まれ得る。アップリンクは、赤外線など、短距離のアンライセンス媒体を有利に利用し得る。
【背景技術】
【０００２】
可視光通信（Visible light communication；ＶＬＣ）とは、光源によって放出される可視光に埋め込まれている信号の形態で、情報が通信される技術を指す。ＶＬＣはまた、符号化光と称される場合もある。信号は、可視光の特性、典型的には強度を、様々な好適な変調技術のうちのいずれかに従って変調することによって、埋め込まれる。例えば、このことは、データシンボルのシーケンスが、光源によって放出される光に変調されることを可能にする。符号化光の中の情報は、変調に基づいて、任意の好適な光センサを使用して検出されることができる。このセンサは、専用のフォトセル（点検出器）、あるいは、フォトセル（画素）のアレイと、当該アレイ上に画像を形成するためのレンズとを備えるカメラの、いずれかとすることができる。例えば、センサは、スマートフォン、タブレット、又はラップトップなどのモバイルユーザデバイスに差し込まれるドングルに含まれる専用のフォトセルであってもよく、または、センサは、モバイルユーザデバイスに一体化された汎用カメラであってもよい。いずれにしても、これは、ユーザデバイス上で実行されているアプリケーションが、光を介してデータを受信することを可能にし得る。
【０００３】
ＶＬＣは、普段の照明器具、例えば、室内照明又は屋外照明などの照明源によって放出される光に信号を埋め込むために使用されることが多く、よって、照明器具による照明が情報の担体を兼ねることを可能にする。それゆえ、当該光は、部屋などの標的環境を照明するための可視照明の寄与（典型的には、光の主目的）、及び、環境内に情報を提供するための埋め込まれた信号（典型的には、光の二次機能と見なされるもの）の双方を含む。そのような場合、変調は典型的に、人間の知覚を超えるような十分に高い周波数で行われ、又は、任意の低周波数成分が存在する場合、少なくとも目に見えるいかなる一時的な光アーチファクト（例えば、フリッカ及び／又はストロボのアーチファクト）も、目立たないか若しくは少なくとも人間にとって許容可能になるほど、十分に弱くなるように行われる。それゆえ、埋め込まれた信号は、主要な照明機能に影響を及ぼさないため、すなわち、ユーザは、全体的な照明のみを知覚し、当該照明にデータが変調されている影響は知覚しない。これは典型的に、ＤＣフリーのコード又は変調方式を選ぶことによって達成され、この方式では、パワースペクトル密度が、ゼロヘルツでゼロになり、（全体的なＤＣ光強度レベルに対して）低周波数でのスペクトルコンテンツが非常に少ない（つまり、シンボルは、全体的な可視照明強度に対応する非ゼロＤＣオフセットに対する正及び負の変動として変調されるが、コード又は変調方式自体は、このレベルに対してＤＣフリーである）。それゆえ、目に見えるフリッカが、事実上目に見えないレベルに低減される。
【０００４】
例えば、マンチェスターコーディングが、ＤＣフリーコードの例である。３値マンチェスタは、ＤＣ２フリーであり、これは、パワースペクトル密度がゼロヘルツでゼロになるばかりではなく、パワースペクトル密度の勾配もまたゼロになることにより、可視のフリッカを更に排除することを意味する。より高速の場合、パルス振幅変調（Pulse amplitude Modulation；ＰＡＭ）、及びマルチキャリア変調の変形、特に直交周波数分割多重化（Orthogonal Frequency Division Multiplexing；ＯＦＤＭ）変調が、一般的な変調法である。ＯＦＤＭデータも、ＤＣ項を含まず、実数（非虚数）信号のみを含む。ＰＡＭは、赤外線（infrared；ＩＲ）無線光通信オプティカルに使用される一般的な方法である。
【０００５】
照明器具が、完全な二重通信を提供できるように、例えば、照明器具が、ユーザデバイス上のアプリケーションがインターネット又は他のデータサービスにアクセスできるアクセスポイントとして作動できるように、照明器具内に埋め込まれた並列アップリンク接続を提供することへの関心も高まりつつある。例えば、照明器具アクセスポイントからのダウンリンクは、可視光を使用してもよく、アップリンクは、通信媒体として赤外光を使用してもよい。埋込式の赤外線送信器が、照明器具とのアップリンク通信を可能にするために、ドングル内に含まれてもよく、又はユーザデバイス自体の筐体内に埋め込まれてもよい。双方向光通信用の既知の技術の例は、Ｌｉ−Ｆｉである。
【０００６】
米国特許出願公開第２００６／０５６８５５Ａ１号は、アップリンクサブシステム及びダウンリンクサブシステムを備えるＬＥＤベース通信システムを開示しており、アップリンクシステムは、端末側通信デバイスから発信され、照明側通信デバイスによって受信されるときのアップリンク信号の異なる遅延を考慮する遅延補正ユニットを備える。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
既存の光ベース通信システムに伴う一つの問題は、セル間のハンドオーバ及び干渉である。各個々の照明器具が、それ自体の別個のアクセスポイントである場合、すなわち、照明器具毎に１つのセルである場合を考える。部屋などの小さな領域では、限られた範囲をそれぞれ有するそのような照明器具が複数存在する場合があるので、照明システムを介して通信しようとするモバイルユーザデバイスが、異なる照明器具からの相互に干渉する信号に遭遇する場合があり、それ自体が個々の照明器具間で短期間に何度もハンドオーバしていることに気付く場合がある。
【０００８】
このことを回避するために、本開示は、所与の領域（例えば、所与の部屋）内の複数の照明器具が全て、同じダウンリンク信号が埋め込まれた光を放出するシステムを提供する。それゆえ、対象となる領域（例えば、部屋）内でモバイルデバイスが移動するときは常に、ハンドオーバが必要とされず、それらの照明器具間で信号間干渉（すなわち、異なるデータによる干渉）が経験されない。デバイスの観点では、領域は１つの大きなセルを形成しており、デバイスは、支配的に信号を受信する照明器具が、ある照明器具から別の照明器具へと移行しつつあることを知る必要がない。ハンドオーバは、モバイルデバイスがこの領域の外側、例えば、隣りの部屋に移動する場合にのみ必要とされる。
【０００９】
しかし、このことが従来のＶＬＣ対応照明器具を使用して実施される場合、事実上の一つの問題は、大きな冗長性が存在することであり、各照明器具は、単に同じ信号のインスタンスを生成するために、それ自体の別個の変調器を含むことになり、リソースが無駄になる。更に、これを行うために全ての変調器を制御するために、照明器具間で複雑で高精度な同期メカニズムが必要となるであろう。
【００１０】
このことに対処するために、本開示は、集中型変調器が変調波形を生成するように構成され、この集中的に生成された変調波形が、中央変調器から、（セルに対応する）グループ内の各照明器具に分配される、システムを提供する。各照明器具では、信号注入器が、それぞれの光源を駆動するために当該照明器具のドライバによって生成される、注入がなければ定常である電流に、波形を注入する。それゆえ、同じ波形（よって同じ信号）が、変調器の重複を必要とせずに、かつ対象となる照明器具間の複雑な同期メカニズムを必要とせずに、グループ（すなわち、セル）内の各照明器具によって放出される光に埋め込まれる。
【００１１】
一方でしかし、そのようなシステムの下では、異なるそれぞれの照明器具によって放出されるダウンリンク信号の異なるインスタンス間に位相差が導入される場合がある。そのような位相差の潜在的な一原因は、集中的に生成された変調波形を異なる照明器具に分配するための分配ネットワークにあり、変調波形が従来の同軸ケーブル又は電力線通信などの従来手段を介して送達された場合、変調器と異なる照明器具との間のケーブルの長さの違いが、異なる遅延を導入するであろう。それゆえ、信号間干渉（異なる信号間の干渉）が存在しない場合があるが、ユーザデバイスで受信されるときに同じ信号の異なるインスタンスが、それでもなお非コヒーレントであり、場合によっては弱め合う自己干渉をもたらし、よって検出を妨げる場合がある。本開示によれば、この問題は、変調波形を異なる照明器具に分配するための媒体として光ファイバを選ぶことによって解決され得る。
【００１２】
当該技術分野では、通信システムのアップリンクサブシステム内でアップリンク信号を合成することが知られているが、従来技術のアップリンクサブシステムは、更に改良され得る。
【課題を解決するための手段】
【００１３】
本明細書に開示される一態様によれば、光通信用に構成された光照射システムに使用するためのアップリンクサブシステムであって、照明器具のグループと、ユーザデバイスから無線で送信されたアップリンク信号のそれぞれのインスタンスをそれぞれにサンプリングするためのセンサのグループであって、センサの異なるそれぞれのセンサが、グループの照明器具のそれぞれに組み込まれているか、若しくはグループの照明器具のそれぞれと同じ場所に配置されているか、又は、センサが、照明器具のグループによって照明される同じ空間領域にサービス提供する(serve)ように照明器具の間に点在させられている、センサのグループと、復調器ユニットと、センサのグループのそれぞれから復調器ユニットにアップリンク信号のそれぞれのインスタンスを供給するように構成されたアップリンク分配ネットワークと、を備え、復調器ユニットはアダプタを備え、アダプタは、アップリンク信号のインスタンスのそれぞれの、それぞれの受信信号強度の測定値に基づいて、受信信号強度のそれぞれの測定値に応じて、それぞれの重みを各インスタンスに適用するように、かつ、重みの適用に続いてアップリンク信号のインスタンスを合成し、それによって合成信号を生成するように、構成されており、復調器ユニットは、合成信号を復調するように構成された復調器を更に備え、アップリンクサブシステムは、タイムスロットが個々のアップリンクユーザに割り当てられる時分割多重アクセス方式を利用し、アダプタ（１３）は、それぞれのタイムスロットに割り当てられたそれぞれのアップリンクユーザ、及びアップリンクユーザ信号が検出された従前に記録されたインスタンスに基づいて、タイムスロットベースで重みを割り当て、それによって、アップリンク信号のインスタンスの重みの切り替えが、タイムスロットと同期され、かつ、重みが、現在のタイムスロットと関連付けられたアップリンクユーザからの信号のインスタンスの予想される到着に適合されるようになっている、アップリンクサブシステムが提供される。
【００１４】
それゆえ、受信信号インスタンスの全てを中央復調器へと上流に送信し、最も強い寄与を復調前に合成することにより、このことは再び、プロトコル層でのハンドオーバの複雑性を招く必要なしに、ユーザデバイスが、照明器具から照明器具へ又はノードからノードへ速やかに移行することを有利に可能にする。ユーザデバイスがある照明器具の近くから別の照明器具の近くに移動すると、最も強い信号が、復調に使用するために単に物理層で自動的に選択されることになるので、実質的には、グループ内の照明器具の全ては、アップリンクの観点では単一のセルとして作動する。しかし、最も強い信号のみを使用することにより、このことは、複数の受信ノードが、最も弱い受信ノードからのノイズを緩和しながら単一のセルとして作動することを可能にする。
【００１５】
本発明者らは、特に、異なるタイムスロットがアップリンクで異なるユーザに割り当てられる時分割多重アクセス（time division multiple access；ＴＤＭＡ）システムを使用する場合に、そのようなアダプタは、アップリンク信号のインスタンスの重みがタイムスロットの割り当てと同期して好適に切り替えられる点で、更に改良され得ることを更に認識している。加えて、アップリンクユーザからの信号のインスタンスに割り当てられる重みは、ユーザ信号のインスタンスが従前に検出された位置、すなわち、センサ位置が、重みづけにおいて支持されるように、それぞれのアップリンクユーザに適応され得る。アップリンクユーザからの予想されるメッセージと同期して、それぞれのユーザに適応されるように、重みを割り当てることにより、ユーザアップリンク信号のインスタンスの改良された合成が可能になる。
【００１６】
実施形態では、アダプタは、（ローカル自動ゲインを既に行い得る）それぞれのセンサからの信号が、中央アダプタに引き続き転送され、それによって、ユーザ信号のインスタンスが集中的に重みづけされることを可能にする星形トポロジを形成する、集中的な手法を使用する。
【００１７】
実施形態では、アダプタはまた、それぞれのセンサからの信号が分散的な様式で合成される、分散的な手法を使用してもよい。分散的な実装は、例えば、複数の星形を含む、より広範なトポロジ、又は星形構成よりも効率的なケーブル敷設を可能にするツリー構造を可能にする。特に効率的な分散的な手法は、デイジーチェーン手法である。後続の入力合成が、星形構成よりも多くのノイズを導入する場合があるが、ケーブル長の観点からは、はるかに効率的にすることができる。加えて、後続の合成から生じるノイズの導入を低減するために、例えば、ノイズ又は干渉の蓄積を回避するために、ゼロの重みをローカルに使用することによる、つまり、可能な場合にはローカル入力をゲーティングすることによる、更なる対策が実施されてもよい。
【００１８】
実施形態では、アダプタは、少なくとも０及び１（すなわち、１）を含むセットから重みを選択するように、かつ、受信信号強度のそれぞれの測定値が閾値を下回る場合には重みの一部をゼロに選択するように、構成されてもよい。
【００１９】
代わりに、重みづけは、受信信号インスタンスのそれぞれを、それぞれの受信信号強度に比例して重みづけすることを含んでもよい。
【００２０】
実施形態では、信号強度の測定は、アップリンク信号の所定のプリアンブルに基づいてもよい。
【００２１】
実施形態では、受信信号強度の測定値は、ノイズフロアに対する信号強度の測定値であってもよく、ノイズフロアは、所定であってもよく、又はアダプタは、アップリンク信号中の所定のプリアンブルに基づいて、若しくはアップリンク信号がない推定期間中に存在するノイズフロアを推定するノイズ推定アルゴリズムに基づいて、ノイズフロアを経験的に決定するように構成されてもよい。
【００２２】
実施形態では、アップリンク信号のインスタンスが復調器ユニットに供給されるアップリンク分配ネットワークは、全体的に又は部分的に光ファイバから形成されてもよい。
【００２３】
実施形態では、照明器具のそれぞれは、ユーザデバイスによる検出のために、可視光通信によってダウンリンク信号を放出するようにも構成されてもよい。
【００２４】
実施形態では、センサのそれぞれは赤外線センサを備えてもよく、その場合に、アップリンク信号は、赤外線を介してユーザデバイスから受信される。
【００２５】
代わりに、アップリンクは、別の媒体、例えば、超音波などの別のアンライセンス媒体を使用することができる。
【００２６】
本明細書に開示される別の態様によれば、光通信用に構成された光照射システムであって、本明細書で上述されたようなアップリンクサブシステムと、ダウンリンクサブシステムと、を備える光照射システムが提供される。ダウンリンクサブシステムは、照明器具のグループと、ユーザデバイスによる検出のためにダウンリンク信号を放出するように照明器具のグループを制御するための変調器ユニットと、光ファイバから形成され、変調器ユニットを光ファイバを介してグループ内の照明器具のそれぞれに接続する、ダウンリンク分配ネットワークと、を備え、変調器ユニットは、ダウンリンク信号に対応する変調波形を生成するように構成された変調器と、ダウンリンク分配ネットワークの光ファイバを介してグループ内の照明器具のそれぞれに変調波形を送信するように構成された光送信器と、を備え、グループ内の照明器具のそれぞれは、光を放出するための照明要素と、光を放出するために照明要素に給電する駆動電流を用いて照明要素を駆動するための駆動回路と、を備え、グループ内の照明器具のそれぞれは、ダウンリンク分配ネットワークの光ファイバを介して変調器から同じ変調波形を受信するように構成された光受信器と、放出される光にダウンリンク信号を埋め込ませるために変調波形を駆動電流に注入するように構成された信号注入器と、を更に備える。
【００２７】
発光要素は、可視照明を放出するための光照射要素であり、ダウンリンク信号が埋め込まれる光は、可視照明であることが好ましい。
【００２８】
代わりに、照明要素は、照明器具によって放出される可視照明に加えて、赤外光の形態で光を放出するための赤外線要素であってもよい。この場合、ダウンリンク信号が埋め込まれる光は赤外光である。
【００２９】
実施形態では、ダウンリンク分配ネットワークの光ファイバは、全体的に又は部分的にプラスチック光ファイバを備えてもよい。
【００３０】
代わりに、光ファイバ分配ネットワークは、全体的に又は部分的にガラス光ファイバで形成されてもよい。プラスチックファイバは、より太く（例えば、直径１ｍｍ）、工事業者による取り扱いが容易であるが、ガラスファイバのオプションは除外されない。別の可能性は、高品質の同軸ケーブルであるが、伝送中の位相シフトを最小化することから、光ファイバが好ましい。
【００３１】
変調波形の分配のために光ファイバを選ぶ別の有利な特徴は、それが電気絶縁性であり、設置が容易であることである。例えば、従来の同軸ケーブルは、電力線ケーブルと同じ導管を通されることを許容されないが、光ファイバには、そのような制限がない。
【００３２】
それゆえ、実施形態では、ダウンリンク分配ネットワークの光ファイバの一部又は全ては、照明器具、変調器ユニット、及び／又は１つ以上の他の構成要素、のうちの１つ以上に給電するように構成された１つ以上の電力線と、同じ１つ又は複数の導管内に形成されてもよい。
【００３３】
場合によっては、光ファイバを介した通信は光速であり、よって本目的にとっては事実上瞬間的であるが、照明器具自体が、ファイバからの変調波形の受信と、放出された光における波形のレンダリングとの間で異なる遅延度を導入する異なるタイプのものである場合、位相差が依然として導入される場合がある。これは、（例えば、グループ内の照明器具が全て同じモデルであり得る）可能な全ての実装で、必ずしもそうではないが、場合によっては、グループ内の照明器具は、それらの光受信器、注入器回路、ドライバ回路、及び／又は光照射要素内に異なる電子機器を含む場合があり、このことは、ダウンリンク信号をレンダリングする際に異なる遅延度を招く場合がある。例えば、各照明器具内の光照射要素がＬＥＤベースランプであり、各ランプが（例えば、ストリング又はアレイに配置された）１つ以上のＬＥＤを備えているが、ランプのうち異なる照明器具内にある異なるランプが、異なる蛍光体を含むＬＥＤを用いている場合を考える。これらは、信号をレンダリングする際に異なる励起遅延を経験することになる。また、隣り合う照明器具からの信号インスタンスが、わずかに異なる角度からユーザデバイスによって受信されると、それらは、異なる長さの物理的な経路を移動することになる。再び、このことは、位相差をもたらすことになる。
【００３４】
本発明者らは、ＶＬＣなどの光ベース通信が、これらの位相差に対して相変わらずロバストであり得、よって、問題は、上流の中央変調器の使用にとって障壁である必要がないことを認識している。無線周波数（radio frequency；ＲＦ）通信では、スペクトルが制限され、信号が典型的に、伝送のために高周波搬送波変調にシフトアップされる。一方で、例えば部屋の大きさのオーダーに、範囲が制限される光ベース通信の場合、スペクトルに関する制約が少なく、よってアップコンバートする必要がない。いずれの場合も、（ＥＭアンテナと比較して）遅反応性であるＬＥＤは、高周波搬送波変調を行うことができない。それゆえ、光ベース通信、特にＶＬＣは典型的に、ベースバンド変調を使用し、それにより、変調周波数は、搬送波周波数よりもはるかに低い。本発明者らは、時間的に変化する「光子密度」がデータの埋め込みに使用される光通信では、搬送光波の波長（４００〜７００ナノメートル）が、波相殺の決定に関連するというよりは、むしろ単一ビットが当該シンボル持続時間中に横断する距離及び／又は回路の種類に関連することを認識している。ＶＬＣの変調レートは典型的に、空気中で３０ｍ又は少なくとも数メートルのオーダーのシンボル波長（波長は、本目的では単一のシンボルによってカバーされる移動距離を意味する）に対応するが、本発明者らは、受信デバイスにて大きな寄与を与える照明器具間の位相差が、約１ｍ以下に相当する傾向があることを確認している。より大きな経路差は、離れた照明器具により生じる場合があるが、すると信号強度差は、受信デバイスのすぐ近傍からの信号インスタンスが支配的となるようなものになる。このことは、電力４への距離の光出力損失によって更に促進される。
【００３５】
それゆえ、実施形態では、ダウンリンク信号は、光に埋め込まれたときに空気中で３ｍを超えるシンボル波長を有してもよい。光に埋め込まれるときのダウンリンク信号の空気中でのシンボル波長は、１０ｍを超えることがより好ましい。一部の実施形態では、光に埋め込まれるときのダウンリンク信号の空気中でのシンボル波長は、３０ｍを超える。例えば、グループ内の任意の照明器具ペア間の位相差は、１０度以下又は変調のシンボル波長の１０％以上に相当してもよい。
【００３６】
位相差に関する上記の考慮は、ダウンリンクのみではなく、１つのユーザデバイスからの信号が複数の受信ノードを介して到着するアップリンクにも当てはまる（間もなく論じられる）。
【００３７】
しかし、ダウンリンク信号及び／又はアップリンク信号のシンボル波長はまた、実質的に同様の電子機器を有する照明器具及び／又はセンサユニットを、これらの構成要素によって導入される遅延が異なるノード間で実質的に同じになるように使用するなど、潜在的な位相差の影響を緩和する他の対策が講じられる場合に、より短く（すなわち、より高いデータレートに）できることにも留意されたい。
【００３８】
位相差に対するロバスト性は、好ましくは少なくともダウンリンクで、直交周波数分割多重化（ＯＦＤＭ）を用いて変調波形を形成することによっても、改良することができる。つまり、上流の変調器にて生成され、ファイバを介して送信され、照明器具によって放出されるときの変調波形は、ＯＦＤＭ方式に従って変調される。ＯＦＤＭは、同じ信号の異なる重畳された受信インスタンス間の位相差に対して本質的にロバストである既知の技術である。ＯＦＤＭを使用すると、一部の周波数が相殺することも許容可能となる。
【００３９】
特に、ＯＦＤＭは、位相差の影響を更に緩和し、マルチパス伝搬に対して本質的にロバストである。ＯＦＤＭにおける位相相殺は、当該副搬送波の特定のサブセットにおける信号の損失をもたらすが、これは、（残りの）副搬送波に沿った冗長性（典型的には誤り訂正符号化、符号化ＯＦＤＭ）によって補償される。本開示のように高速光リンクの使用と組み合わせると、波相殺は大いに回避されることができるので、冗長性が余り必要とされず、（チャネル推定、搬送波ビットローディングなどを含む）信号処理はより単純であり得る。しかし、本開示の範囲はＯＦＤＭに限定されず、ＰＡＭなどの他の変調法が代わりに使用されてもよいことに留意されたい。
【００４０】
それゆえ、実施形態では、変調器は、ＯＦＤＭ方式に従って変調波形を生成するように構成されてもよく、それによって、ダウンリンク分配ネットワークの光ファイバを介して送信されるときの変調波形がＯＦＤＭ変調波形の形態をとる。
【００４１】
更なる代替的又は追加的な実施形態では、システム又は少なくともダウンリンクサブシステムは、不透明な仕切りによって互いに光学的に隔てられた複数の空間領域に分割されてもよく、領域のそれぞれは、データが埋め込まれた光を放出するデータ放出用照明器具のそれぞれのセットを備え、照明器具のグループは、領域の１つにあるデータ放出用照明器具のセットであり、ダウンリンク信号は、当該領域のためにそれぞれのデータを通信し、領域の所与の１つの各領域内では、当該領域に放出されるいずれの光にも同じデータのみが埋め込まれてもよいが、領域の異なる領域に放出される光には、異なるデータが埋め込まれてもよい。
【００４２】
同じ信号を放出する複数の照明器具を領域毎に設けるが、領域間の不透明な分割を確実にすることにより、これは、さもなければ干渉が存在するであろう異なる照明器具からの重なり合う照明の間の「グレーエリア」を有利に回避する。例えば、領域のそれぞれは、建物の異なるそれぞれの部屋であってもよく、その場合、仕切りは壁である。それゆえ、各部屋は、ダウンリンクサブシステムの異なるそれぞれのセルを形成し、それぞれのセルは、建物の既存の特徴によって隣接するセルから遮蔽される。例えば、オフィスビルでは、異なる部屋は、１つ以上のオフィス、そのようなオフィス間の廊下、会議室、及び／又は食堂若しくは休憩室などであってもよく、又はそれらを含んでもよく、あるいは、住居では、異なる部屋は、リビングルーム、台所、１つ以上の寝室などであってもよく、又はそれらを含んでもよい。
【００４３】
本明細書に開示される別の態様によれば、ダウンリンクシステムの照明器具のグループが、アップリンクシステムに使用されるのと同じ照明器具のグループである、システムが提供される。ユーザデバイスも、同じユーザデバイスであってもよい。
【００４４】
換言すれば、一態様によれば、光通信用に構成された光照射システムであって、ダウンリンクサブシステム及びアップリンクサブシステムを備え、アップリンクサブシステム及びダウンリンクサブシステムが以下を備える、光照射システムが提供され得る。ダウンリンクサブシステムは、照明器具のグループと、ユーザデバイスによる検出のためにダウンリンク信号を放出するように照明器具のグループを制御するための変調器ユニットと、変調器ユニットをグループ内の照明器具のそれぞれに接続するダウンリンク分配ネットワークと、を備え、変調器ユニットは変調器を備え、変調器は、ダウンリンク信号に対応する変調波形を生成するように構成され、ダウンリンク分配ネットワークを介してグループ内の照明器具のそれぞれに変調波形を送信するように構成されており、グループ内の照明器具のそれぞれは、光を放出するための照明要素と、光を放出するために照明要素に給電する駆動電流を用いて照明要素を駆動するための駆動回路と、を備え、グループ内の照明器具のそれぞれは、ダウンリンク分配ネットワークを介して変調器から同じ変調波形を受信するように構成されており、放出される光にダウンリンク信号を埋め込ませるために変調波形を駆動電流に注入するように構成された信号注入器を更に備える。アップリンクサブシステムは、復調器ユニットと、ユーザデバイスから無線で送信されたアップリンク信号のそれぞれのインスタンスをそれぞれサンプリングするためのセンサのグループと、センサのそれぞれから復調器ユニットにアップリンク信号のそれぞれのインスタンスを供給するように構成されたアップリンク分配ネットワークと、を備え、復調器ユニットはアダプタを備え、アダプタは、アップリンク信号のインスタンスのそれぞれの、それぞれの受信信号強度の測定値に基づいて、受信信号強度のそれぞれの測定値に応じて、それぞれの重みを各インスタンスに適用するように、かつ、重みの適用に続いてアップリンク信号のインスタンスを合成し、それによって合成信号を生成するように、構成されており、復調器ユニットは、合成信号を復調するように構成された復調器を更に備える。ダウンリンク分配ネットワークは、光ファイバネットワークであり、つまり、変調波形は、光ファイバを介して変調器から照明器具に分配されることが好ましい。
【００４５】
アップリンク分配ネットワーク及びダウンリンク分配ネットワーク（変調波形をダウンリンクで照明器具に分配するために使用される光ファイバ分配ネットワーク）は、同じ光ファイバネットワークの異なるチャネルとして実装することができる。例えば、それらは、同じ１つ又は複数の導管を通って又はより一般的には１つ以上の同じ経路に沿って延びる異なる平行なファイバ又はファイバ束から形成されてもよい。別の例として、アップリンク分配ネットワーク及びダウンリンク分配ネットワークは、１つ以上の同じ物理的ファイバ上の異なる時分割多重化チャネルによって実装することができる。代わりに、例えば、ダウンリンクに光ファイバ、アップリンクに同軸ケーブル又は電力線通信など、アップリンク及びダウンリンクのために別個の分配ネットワークが使用され得ることは除外されない。
【００４６】
各センサは、グループ内の照明器具の異なるそれぞれの照明器具に組み込まれるか、又はそれらと同じ場所に配置されることが好ましい。代わりに、センサは、グループの照明器具間に点在させられてよく、（例えば、所与の部屋において照明器具間の位置で天井及び／又は壁に取り付けられた）照明器具によって照明される同じ空間領域にサービス提供する。後者の場合、必ずしも照明器具毎に１つのセンサが存在する必要はない。
【００４７】
いずれにしても、実施形態では、アップリンクセルは、ダウンリンクセルと同じである、例えば、各セルは同じ建物の異なるそれぞれの部屋であることが好ましい。
【００４８】
著しい位相シフトを回避するための光ファイバ分配ネットワーク、及び／又は、位相シフトに対するロバスト性を改良するためのＯＦＤＭと組み合わせて、集中型変調器を用いて変調器ロジックの重複を回避することにより、このことは、特定の領域内の複数の照明器具が同じ信号を放出することができ、よって、全てが、ダウンリンクの観点では同じセルを形成する、効率的かつ信頼性の高いシステムを可能にする。更に、アップリンクを目的としたネットワークのセルへの分割は、ダウンリンクの場合と同じであることが、典型的に好都合である。プロトコル層でのハンドオーバではなく、物理層で照明器具間を移行することにより、このことは、アップリンクでのハンドオーバの必要性も回避する。それゆえ、これらの特徴を共に機能させることは、複数の照明器具、例えば、室内の照明器具の全てにまたがる二重セルを可能にする。このことは、対象となる領域内での、例えば同じ部屋内での、ハンドオーバを無くすことによって、より高速な移行を可能にする。
【００４９】
無線放送における、すなわち、複数の受信者を意図したデータの一方向無線伝送の場合のための、単一周波数ネットワークが知られている。更に、本開示のシステムでは、当該使用は、ユーザ毎に異なるデータを有する、複数ユーザへの双方向通信に拡張される。本明細書では、セル間の重なり、セルサイズの半径、及び隣り合うセルにおける代替的な無線周波数の可用性において、オプティカルが無線セルラーシステムとは異なることが認識される。無線では、異なる無線を使用した隣りのセルへのハンドオーバが、無線帯域幅エリアの使用を制限するため、魅力的である。更に、光無線通信（例えば、ＶＬＣ）では、通信がベースバンド内であり、他の搬送波周波数を有する代替チャネルが利用できない。よって、複数のランプによる信号の放出を可能にすることはＯＷＣに役立てることができ、さもなければ再利用できる、帯域幅を浪費するという欠点を有さない。ＯＷＣシステムは、複数の照明器具のための重なり合う寄与を有する多くのエリアを有する、という傾向もある。これらのエリアでは、複数の照明器具からの受信は、信号を増大させることができる（信号が強め合うように加わり、よって大きな位相差を伴わない場合（上記の記述を参照されたい）、アップリンクでも、ダウンリンクに関して前述されたような位相整合性及び低遅延の同じ問題が当てはまる）。更に、数メートル以下の半径を有する非常に小さなセルでは、通常のハンドオーバ方式が、過度のハンドオーバレートをもたらすことになる。
【００５０】
また更なる実施形態では、アップリンク信号は、異なるアップリンク副搬送波を含むＯＦＤＭ方式に従って変調されてもよく、復調器ユニットは、アップリンク副搬送波の異なる副搬送波間に遅延ダイバーシティを導入するように構成された位相シフタを備えてもよく、及び／又はダウンリンク信号の変調波形は、異なるダウンリンク副搬送波を含むＯＦＤＭ方式に従って変調されてもよく、変調器ユニットは、ダウンリンク副搬送波の異なる副搬送波間に遅延ダイバーシティを含めるように構成された位相シフタを備えてもよい。
【図面の簡単な説明】
【００５１】
本開示の理解を支援するために、かつ、どのようにして実施形態が遂行され得るかを示すために、例としてのみ添付図面が参照される。
【図１】二重通信も可能にする光照射システムの概略ブロック図である。
【図２】システムの複数のセルの概略平面図である。
【図３】ダウンリンクサブシステムの概略ブロック図である。
【図４】アップリンクサブシステムの概略ブロック図である。
【図５】アップリンクサブシステムの別の概略ブロック図である。
【図６】アップリンク及びダウンリンクで送信され得る概略的な表現信号である。
【図７】光照射システムとユーザデバイスとの間でデータを送受信する方法の概略フローチャートである。
【図８】アップリンクサブシステムの別の概略ブロック図である。
【図９】照明器具内の信号注入器の設計概略図を含むダウンリンクシステムの別の概略図である。
【発明を実施するための形態】
【００５２】
以下では、共通の光無線通信システムに接続されたいくつかの受信器によって広い光無線受信エリアを作り出すためのシステムについて説明する。光無線通信システムは、複数のプラスチック光ファイバによって異なる照明器具に接続された単一の変調器を有する送信器部と、共通の復調器へのいくつかのフィードバックチャネルを含む受信器部と、を備える。これらの要素は全て、例えば、同じ部屋に実装されてもよい。目的は、ノード間の重なりを管理し、またそれらの間のハンドオーバを不要にすることである。
【００５３】
ダウンリンクでは、システムはいくつかのエミッタを備えるが、それらは全て同じ信号を送信する。
【００５４】
アップリンクでは、システムは、異なる信号を送信するが、ポーリングを除いてほとんどの場合（ＴＤＭＡ）に同時には送信しない、いくつかの放出ユーザデバイスを備える。ユーザデバイスは、差し込まれて、ユーザデバイスが光無線を介して通信することを可能にするドングルを有する、例えばラップトップ又はタブレットなどのユーザ端末であってもよい。
【００５５】
ダウンリンクでは、対処する一問題は、いくつかの光源を、隣り合う２つの非同期光源間で干渉の問題を伴わずに使用する、無線光通信システムによる所与のエリアのカバレッジである。別の考慮は、光無線通信の配備コストである。
【００５６】
本明細書に開示される実施形態は、複数の光源を用いて同じ信号を放出することによって比較的広いカバレッジエリアを確保し、よって、当該エリア内でのハンドオーバ問題を解決する（つまり、プロトコル層でのハンドオーバの必要がない）、無線光通信システムを提供する。組み合わされたカバレッジ領域、すなわちセルは、セル間の光干渉が壁又は他の不透明な仕切りによって遮断されるような、そのような仕切りによって隔てられた部屋又は他の区分に対応することが好ましい。実施形態は、いくつかの光源を、これらの異なる光源から来るデータ信号のインスタンス間に有意な位相シフトがないことを保証しながら、１つのモデムで駆動することを可能にするデバイスも提供する。
【００５７】
そのようなシステムは、ＳＮＲ低下（干渉）によりデータ受信が不良となり得る、２つの光源間の「グレー」ゾーンを有利に回避し得る。実施形態では、いくつかの光源に対して１つの無線光モデムを使用することによるコスト削減もある。更に、実施形態では、プラスチック光ファイバ（plastic optical fiber；ＰＯＦ）又はガラス光ファイバ（glass optical fiber；ＧＯＦ）が、変調器から照明器具に信号を伝達する手段として使用され、よって、ＰＯＦ又はＧＯＦを無線光通信（例えば、ＬｉＦｉ）と組み合わせる。結果として、異なる長さを有する長距離のケーブル敷設が、無線光モデムと光源との間で使用されてもよく、帯域幅の劣化が、長尺の接続でもほとんど又は全くない。実施形態は、追加の位相シフト制御を用いてもよい。
【００５８】
アップリンクに関して対処される問題は、所与の送信中のユーザデバイス（少なくとも１つのユーザデバイスが存在するが、必ずしも１つより多くはない）に対して複数の受信器が存在することである。実施形態では、複数の受信器は、天井の異なる照明器具内に、又はそれらの周りに含まれる。
【００５９】
開示されるアップリンクサブシステムは、複数の受信器（例えば、アップリンク信号が赤外線によってユーザデバイスから送信される場合にはフォトダイオード）によって検知された受信情報信号を合成する。支配的な信号の位相類似性によって促進される、それを行うための一方法は、受信センサの全てから（例えば、照明器具毎に１つのアップリンクセンサがある場合には、部屋内の照明器具の全てから）来る全ての信号を合計することであろう。しかし、この手法の欠点は、各受信器のノイズも合計してしまい、ＳＮＲを低下させることである。つまり、加算増幅器によって全ての受信信号を単に合成することは、ノイズフロアを増加させ、ＳＮＲを低下させるであろう。他の極端な解決策は、全ての信号が受信器ノード内でローカルに完全に復調され復号され、次いで、データペイロードを搬送することが見出された復号デジタル信号のみが中央ノードに送信されることである。しかし、これは、過剰な信号処理を招くという欠点があり、各個々の位置にある各受信ノードは、直交周波数分割多重化（ＯＦＤＭ）、高速フーリエ変換（Fast Fourier Transform；ＦＦＴ）、チャネル推定、誤り訂正などの受信処理を完全に実行する必要がある。信号を合成せずに、代わりに、分離されたチャネルを別個のＡＤＣ入力で使用する場合、光無線通信の配備コストが増加するであろう。更に、最初にハードデジタル決定を行った後に合成することは、最初にアナログ信号をコヒーレントに合成することと比較して、性能の低下（ビットエラーの可能性が高くなる）をもたらすであろう。
【００６０】
１つのエミッタ及び１つの受信器のみを有するシステムに対して、より良好な又は少なくとも同等の性能を有するアップリンクサブシステムを提供することが望ましく、当該アップリンクサブシステムは、代わりに複数の受信器を使用するが、良好なＳＮＲを有する信号に遭遇しないノードからの蓄積ノイズを回避する。システムは、複数の受信器での信号を使用して、信号がコヒーレントに増加するとともにノイズが非コヒーレントに増加するように、結合信号の振幅を増大させることが好ましい。これを行うために、開示されるアップリンクサブシステムは、例えばノイズフロアと比較して、少なくとも特定の受信信号強度を有する、それらの信号のみの（ほぼ）最適な合成を使用する。サブシステムは、各受信器信号を別々に制御し、例えば、所与の受信器の下での活動状態のプリアンブル確認位相スニフィングに基づいて、最適化されたＳＮＲメカニズムによるアナログ受信信号の「スマートな」加算を適用する。
【００６１】
それゆえ、いくつかのＩＲ受信器からの受信信号を１つのモデムによって合成することにより、広いエリアカバレッジを有する無線光通信システムを可能にし、よって、ハンドオーバ問題を解決するとともに、ＳＮＲの低下（ノイズフロアの増加）によりデータ受信が不良となり得る、２つのＩＲ受信器間の「グレー」ゾーンを回避する、デバイスが提供される。実施形態は、各受信器のノイズフロア監視活動を最適化してもよい。更なる実施形態は、オプションとして、活動スニフィングのためにプリアンブルシーケンスを使用してもよい。
【００６２】
図１は、本明細書に開示される実施形態による照明システム（すなわち、光照射システム）の例を示す。
【００６３】
システムは、環境、すなわち、少なくとも１人のユーザによって占有可能な空間を照明するように配置された複数の照明器具２を備える。環境は、建物若しくは建物の個々の部屋などの屋内環境、又は公園若しくは庭園などの屋外環境、又はスタジアムなどの部分的に覆われた空間、又は船若しくは列車など乗り物の内部、又はそのような空間の任意の組み合わせとすることができる。３つの照明器具２ａ、２ｂ、２ｃが、純粋に例示目的で示されている。照明器具は、従来的な又は従来的ではない、様々な形態のいずれかを取ってもよい。例えば、照明器具２の一部又は全てが、部屋の天井若しくは壁に取り付けられてもよく、又は自立型の照明器具であってもよい。または、照明器具の一部又は全てが、表面又は物品又は家具に組み込まれてもよい。
【００６４】
照明システムは、光照射システムを介してユーザデバイス１６との間でデータの二重通信を可能にする、アップリンクサブシステム及びダウンリンクサブシステムを更に備える。例えば、これは、ユーザデバイス１６が、照明システムを介してリモートネットワーク又は他のデータサービスにアクセスすること、例えば、照明システムを介してインターネットにアクセスすること、を可能にしてもよい。
【００６５】
ダウンリンクを実施するために、各照明器具２は、それが放出する可視照明に変調された埋め込み信号を含めるように構成される。そのような技術は、ＶＬＣ（可視光通信）又は「符号化光」と呼ばれることが多い。
【００６６】
ダウンリンク信号中のデータのシンボルは、放出光の任意の好適な特性を変調することによって表される。ＶＬＣのために、光は、ＥＭ放射自体の周波数、すなわち搬送波と比較して低い周波数に対するベースバンド変調に従って変調される。これは、例えば、振幅シフトキーイング又はパルス位置変調により、データシンボルを光の振幅又は強度に直接変調することによって行うことができる。代わりに、一部の方式は、人工的な搬送波波形を（光自体のＥＭ周波数と比較して依然として低い周波数で）光に変調し、次いで、この搬送波の周波数又は位相などの特性を変調する、すなわち、周波数シフトキーイング又は位相シフトキーイングを使用する。いずれにしても、信号のシンボル波長は、光自体の波長と比較して長い。可視光は波長３９０〜７００ｎｍであるが、空気チャネル上のデータの基本シンボル長（変調方式の最小単位）は典型的に、メートルのオーダー、例えば、３ｍ以上、１０ｍ以上、又は３０ｍ以上である。それでもなお、変調周波数は、人間の目に見えないほど十分に高いか、又は、少なくとも、目に見えるいずれのアーチファクトも許容可能であるように十分に高いものであることが好ましい。より短いシンボル波長も除外されない。
【００６７】
変調は、そのようなチャネルシンボルに、（ユーザビットと称される場合もある）データビットをマッピングするための、符号化スキームを含み得る。目に見えるフリッカを回避するために、ＤＣフリー符号化方式が使用されること、すなわち、ゼロＨｚでゼロになるパワースペクトル密度を有することが好ましい。例は、ＤＣコードなしのＯＦＤＭ信号であり、場合によってはまた、一部の低周波数副搬送波が除去される。
【００６８】
放出される照明に埋め込まれた埋め込みダウンリンク信号は、ユーザデバイス１６上の光センサ２２によって検出される。検出された埋め込み波形は、ユーザデバイス１６の好適な復調器及び復号器（図示せず）によって復調され復号される。ユーザデバイス１６は、スマートフォン、タブレット若しくはラップトップコンピュータ、又はウェアラブルデバイスなどのモバイルユーザデバイスの形態をとってもよい。光センサ２２は、例えば、フォトセル（点検出器）、又は、各フレームをライン毎にキャプチャするグローバルシャッタ型カメラ若しくはローリングシャッタ型カメラとすることができるカメラの形態をとってもよい。光センサ２２は、ユーザデバイス１６の本体に組み込まれてもよく、又は、例えばドングルの一部として、ユーザデバイスの外部ソケットに差し込まれてもよい。ユーザデバイス１６の復調器及び復号器は、ソフトウェア、ハードウェア、又はそれらの任意の組み合わせにて実装されてもよい。それらは、ユーザデバイス１６自体に、又はユーザデバイス１６が接続するローカル若しくはリモートデバイス（例えば、ケーブル若しくはローカル無線ネットワークによって接続するローカルホストコンピュータ、又はユーザデバイス１６がインターネットなどの広域ネットワークを介して接続するリモートサーバ）に、又はそのような手法の任意の組み合わせにて実装されてもよい。
【００６９】
アップリンクでは、各照明器具２は、それぞれの受信器ユニット３（実施形態では、好ましくは赤外線（ＩＲ）受信器）と関連付けられる。各受信器ユニット３は、それぞれの照明器具２の本体内に、例えば同じ筐体内に組み込まれるか、又はそれぞれの照明器具２と少なくとも同じ場所に配置され、例えば、天井若しくは壁上でその隣りに取り付けられることが好ましい。代わりに、受信器ユニット３が他の場所に配置されるが、依然として照明器具によるＶＬＣカバレッジと同じ概略の領域にサービス提供することは除外されない。照明器具２と厳密に同じ数の受信器ユニット３が存在することも必要とされない。例えば、受信器ユニット３は、天井に取り付けられ得る照明器具２の一部又は全ての間に点在させられて天井に取り付けられるであろう。しかし、照明器具２と受信器ユニット３を統合すること又は少なくとも同じ場所に配置することが、アップリンクとダウンリンクとの間で最も一貫したカバレッジを確保するために好ましい場合がある。以下では、そのような実施形態について説明する。
【００７０】
ユーザデバイス１６は、受信器ユニット３の１つ以上によって受信されるアップリンク信号を無線で放出するためのエミッタ２３を備える。これは、赤外線によって信号を送信するための、例えば、１つ以上のＩＲ  ＬＥＤから形成された、ＩＲエミッタであることが好ましい。エミッタ２３は、ユーザデバイス１６の本体に組み込まれてもよく、又は、例えばドングルの一部として、ユーザデバイスの外部ソケットに差し込まれてもよい。エミッタが放出するアップリンク信号は、ソフトウェア、ハードウェア、又はそれらの任意の組み合わせにて実装され得る、ユーザデバイス１６の符号化器及び変調器（図示せず）から発信される。ユーザデバイス１６の復調器及び復号器のように、当該変調器及び符号化器は、ユーザデバイス１６自体に、又はユーザデバイス１６が接続するローカル若しくはリモートデバイス（例えば、ローカルホストコンピュータ若しくはリモートサーバ）に、又はそのような手法の任意の組み合わせにて実装されてもよい。
【００７１】
各受信器ユニット３は、ユーザデバイス１６によって無線アップリンクチャネルに放出された無線信号を検知するためのそれぞれのセンサ４を備える。各受信器ユニット３は、それぞれのセンサ４によって検知されたときの波形を、復調のために（及び、次いで、不図示の復号器による復号のために）、復調器１０に送信するそれぞれの光送信器５も備える。これは間もなくより詳細に説明される。
【００７２】
図２も参照すると、環境は１つ以上のセル１に分割され、各セルは、照明器具２のそれぞれのグループによってサービス提供される。図２には、５つのセル１ｉ...１ｖ（例えば、部屋）が純粋に例示目的で示され、セルの１つが、例えば、図１の照明器具２ａ、２ｂ、及び２ｃからなるグループによってサービス提供されるが、様々な他の構成が可能であることが理解されるであろう。
【００７３】
間もなくより詳細に説明されるように、各セル１内の照明器具２のグループは、全てが同じダウンリンク信号（小さいが許容可能な位相シフト、及び場合によっては他のわずかな変動を受ける）を同時に放出するように構成される。それゆえ、照明器具は全て、単一セルの連続的なダウンリンクサービス提供するように共に作動し、ユーザデバイス１６が、セル１内である照明器具２の近くから別の照明器具２に移動するときに、ハンドオーバ動作を行う必要性を回避する。更に、所与のセル１内の照明器具２は、ユーザデバイス１６からアップリンク信号を受信する際も共に作動するように構成され、よって、単一セルの連続的なアップリンクサービスを共に提供し、再び、当該セル１内でのハンドオーバの必要性を回避する。
【００７４】
注記：本明細書で使用するときの「ハンドオーバ」は、ある論理サービスエンティティから別の論理サービスエンティティへのハンドオーバを伴うプロトコル層の動作を指す。本開示によれば、複数の照明器具２によってサービス提供される所与のセル１内で、ポータブルユーザデバイス１６は、当該セル１内の照明器具２の１つによってサービス提供されている状態から別のそのような照明器具２に移動するときに、（すなわち、プロトコル層での）ハンドオーバを行う必要がない。代わりに、システムは、ある照明器具２から別の照明器具に物理層で移行することを単に可能にするが、プロトコル層では、所与のセルの複数の照明器具２は、単一の論理サービスエンティティの単一の連続的なカバレッジエリアのように見える。このことは、単一の照明器具２のカバレッジエリアと比較して相対的に広いエリア内で、ある照明器具２から別の照明器具の使用に円滑かつ高速に移行することを可能にし、よって、光学的な組み合わせに関して従来可能であったよりも広い領域でのより円滑なカバレッジをもたらす。
【００７５】
セルは、より広い環境の光学的に隔離された物理的な区画、すなわち、壁などの光学的に不透明な仕切りによって実質的に隔てられた領域に対応するように配置されることが好ましい。例えば、セルは、同じ建物の異なる部屋であってもよい。例えば、オフィスビルにおいて、対象となる部屋は、１つ以上の廊下、個々のオフィス、会議室、受付、食堂、及び／又は休憩室などであってもよい。または、住宅において、対象となる部屋は、玄関、階段の踊り場、居間（リビングルーム）、台所、１つ以上の寝室、洗濯室、ガレージなどのいずれか２つ以上であってもよい。別の例として、セルの一部又は全ては、オフィスのキュービクルなど、部屋（おそらくは、当該部屋の外側の廊下に別のセルなどがある）の内部仕切りによって作り出された区画とすることができる。注記：不透明な仕切り（例えば、壁）が、（隣りのセル１からか又は昼光などの他のソースによるかにかかわらず）許容可能な量の光干渉のみが通過する窓１１及びドア１２など、いくつかの隙間を含み得ることは除外されない。
【００７６】
アップリンクセルは、ダウンリンクセルと同じカバレッジエリアであることが好ましい（ただし、厳密には全ての可能な実施においてそうである必要はない）。
【００７７】
図１に戻ると、各セル１について、システムは、当該セル内の照明器具２の全てによって共有されるモデムデバイス７を備える。モデムデバイス７は、変調器ユニット７Ｄ及び復調器ユニット７Ｕを備える。更に、システムは、モデムデバイス７を照明器具２及びそれらのセンサユニット３に接続する分配ネットワーク６を備える。分配ネットワークは、好ましくは光ファイバから、最も好ましくは、技術者によって最も容易に設置されるプラスチック光ファイバから形成される。しかし、ガラス光ファイバ（ＧＯＦ）も除外されない。
【００７８】
分配ネットワーク６は、変調器ユニット７Ｄから照明器具２に信号を送信するためのダウンリンク分配ネットワーク６Ｄと、センサユニット３から復調器ユニット７Ｕに信号を送信するためのアップリンク分配ネットワーク６Ｕと、を備える。ダウンリンク分配ネットワーク６Ｄ及びアップリンク分配ネットワーク６Ｕは、同じネットワークの異なるチャネル、例えば、同じ経路に沿って若しくは同じ導管システムを通って延びる異なる平行なファイバ若しくは平行なファイバ束、又は同じ１本若しくは複数本の物理的なファイバによって実装される異なる時分割二重化チャネルであってもよい。代わりに、ダウンリンク及びアップリンク分配ネットワーク６Ｄ、６Ｕが、単に全く別個の２つのネットワークであり得ることは除外されない。
【００７９】
変調器ユニット７Ｄは、所与のセル１内の照明器具２によって放出される光に埋め込まれる変調波形を生成するための変調器９を備える。変調波形は、例えば、ユーザデバイス１６上で実行されているアプリケーションによってアクセスされるサービスなど、任意のデータソース（図示せず）に最終的に由来するデータを符号化する符号化器（図示せず）によって生成された符号化信号を表す。変調器ユニット７Ｄは、ダウンリンク分配ネットワーク６Ｄを介してセル１内の照明器具２に信号を送信するための光送信器８Ｄを更に備える。照明器具２のそれぞれは、同じセル１内の照明器具２の全てに共通である中央変調器ユニット７Ｄからダウンリンク分配ネットワーク６Ｄを介して信号を受信するための光受信器３６を備える。
【００８０】
ダウンリンクでは、変調器９によって上流で生成された変調波形が、変調器７Ｄの光送信器８Ｄから送信され、そこから、ダウンリンク分配ネットワーク６Ｄを介してセル１内の照明器具２の全てに分配される。この波形は、各照明器具２内の光受信器３６によって受信される。各照明器具２は、この受信波形を、当該照明器具２によって放出される光に埋め込むように構成される。光送信器８Ｄは、それぞれ異なるファイバ６Ｄを介して、セル１内の照明器具２のそれぞれの各光受信器３６ａ、３６ｂ、３６ｃ...に、ダウンリンク信号のインスタンスを送信するようにそれぞれ構成された、それぞれの別個の光送信器要素を備えてもよい。代わりに、多重化手法は除外されず、例えば、異なる信号インスタンスは、同じ物理的なファイバ６Ｄ上で時分割多重化される。
【００８１】
復調器ユニット７Ｕは、所定のセル１内の複数のセンサユニット３によって検知された波形を合成することによって得られた変調波形を復調するための復調器１０を備える。復調器ユニット７Ｕは、セル１内のセンサユニット３からアップリンク分配ネットワーク６Ｕを介して信号を受信するための光受信器８Ｕも備える。各センサユニットは、これらの信号をアップリンク分配ネットワーク６Ｕを介して復調器ユニット７Ｕに送信するための光送信器５を備える。アップリンクでは、センサユニット３のそれぞれによって検知された波形は、光送信器５からアップリンク分配ネットワーク６Ｕを介して送信され、セル１内の照明器具２の全てに共通である中央復調器ユニット７Ｕによって復調される。複数の受信波形は、復調器ユニット７Ｕの光受信器８Ｕによって受信され、次いで、復号器（図示せず）に渡される前に、合成された波形の復調のために復調器１０に渡される前に、（間もなく説明されるように）選択的に合成される。最終的に、復号データは、ネットワークに接続されたサーバ（例えば、ローカルサーバ、又はインターネット上のサーバ）上で実行されているアプリケーションに渡される。
【００８２】
変調器９及び復調器１０のそれぞれは、ソフトウェア、ハードウェア、又はそれらの任意の組み合わせにて実装されてもよい。実施形態では、変調器９及び復調器１０は、モデムデバイス７の同じ物理的なメモリユニットに記憶され、モデムデバイス７の同じ物理的なプロセッサ上で実行されるように構成されたコード部分として実装される。同様のコメントは、符号化器及び復号器（図示せず）に当てはまる。
【００８３】
図３は、ダウンリンクで送信するための照明器具２の更なる詳細を示す。各照明器具２は、それぞれのセル１に対応する空間を照明する可視照明を放出するための光照射要素３３、すなわちランプと、光照射要素を駆動して当該照明を放出するための定常電流を生成するためのドライバ回路３７と、を備える。光照射要素３３は、１つ以上のＬＥＤ、典型的にはストリング又はアレイに配置された複数のＬＥＤを含む、ＬＥＤベースランプを備えることが好ましい。他の形態のランプ、例えばフィラメント電球も、場合によっては可能であるが、これらは、ＬＥＤよりもはるかに低い変調可能速度及びより短い寿命を有するであろう。駆動電流は、一定の電流レベルを有するようにドライバ回路３７によって生成され、変調器９からファイバ６Ｄを介して受信された波形に基づいて含まれることになる変調を受ける（以下を参照されたい）。注記：照明器具２が調光性である場合、「一定」とは、所与の調光レベルに関して一定であること、すなわち、ＶＬＣ変調のスケールに関して一定、換言すれば疑似スタティックであることを意味する。
【００８４】
信号を埋め込むために、各照明器具は、光受信器３６によってファイバ６Ｄから（最終的に変調器９から発信される）サンプリング波形を受信し、この波形を駆動回路３７によって生成され、さもなければ一定である、電流に注入するように構成されたＶＬＣ注入器３８も備える。例えば、これは、受信波形に線形的に比例する電流を、駆動回路３７によって生成された一定の駆動電流と加算又は乗算することによってもよい。
【００８５】
図９は、電流注入の実施例の更なる詳細を示す。
【００８６】
ＬＥＤ上の信号を変調する場合、これは、ＡＣデータをＤＣ電流によってコーミングすることを伴う。これを行うための一方法は、「バイアスＴ」４０：コンデンサ４１及びＤＣコイル４２を備える単純な回路を用いることによる。光受信器３６によってサンプリングされた波形は、サンプリング波形に比例する電流を出力する増幅器３９を通される。この変動電流は、次いで、バイアスＴ回路４０のコンデンサ４１の端子の一方に渡される。バイアスＴ回路４０のコイル（インダクタ４２）は、この場合はＬＥＤのストリング又はアレイである、光照射要素３３と直列に接続される。つまり、ドライバ３７によって生成された定電流は、直列のＬＥＤ３３及びコイル４２を通される。コンデンサ４１の他方の端子（ＡＣ電流波形が入力されるのとは異なる入力）は、ＬＥＤ３３とコイル４２との間の接合部に接続される。この影響は、ドライバ３７によって生成され、さもなければ一定である、電流が、増幅器３９から受信したＡＣ電流により、光受信器３６によって受信された波形の形状に比例して変化することである。つまり、ＡＣとＤＣの両方の電流成分がＬＥＤ３３を通って流れる。
【００８７】
ただし、これは一例にすぎないことに留意されたい。他の可能な方法としては、例えばＦＥＴなどのトランジスタによって、ＬＥＤ３３を通る全電流（ＡＣ＋ＤＣ）を制御することが挙げられる。
【００８８】
図９は、変調器９及び復調器１０が実行され得る、モデム７のデジタル信号プロセッサ３４と、デジタルバージョンの変調波形を、変調器９による出力として、光送信器からファイバ６Ｄを介して送信するためのアナログ形態に変換するためのデジタル−アナログ変換器３５と、も示す。
【００８９】
複数の照明器具２に共通の中央変調器９にて上流で変調波形を生成することにより、このことは、有利には、複雑で多量の電力を消費する変調器が各照明器具２内で重複することを回避し、また、複雑な同期メカニズムを必要とせずにグループ内の各照明器具２が同じ信号を同時に放出することを可能にする。
【００９０】
集中的に生成された変調波形を用いる構成は、場合によっては位相シフトの影響を受け易い場合がある。つまり、同じ変調波形の異なるインスタンスが、異なる照明器具２によって放出される前に異なる経路を、よって異なる相対位相シフトを経験する場合がある。それゆえ、隣り合う照明器具２によって放出されるＶＬＣ信号の異なるインスタンス間で弱め合う干渉が生じる可能性がある。しかし、分配ネットワーク６の媒体として（例えば、旧式の又は質の劣る同軸ケーブルの代わりに）光ファイバを選ぶことにより、光速での伝送が事実上瞬間的であるため、ケーブルの異なる長さに起因する位相差が排除され得る（最近の良質な同軸ケーブルは、ほとんど代替品になり得、一部の実施形態では代替品となるが、位相シフトを最小化するには光ファイバが好ましい）。いくらかの位相シフトが、照明器具２内の電子機器によって、例えば、光受信器３６、注入器３８、又はＬＥＤ３３内の蛍光体に起因して、導入される場合がある。異なる種類の、例えば、異なるモデル又は色の、照明器具２が使用される場合、同じＶＬＣ信号の異なるインスタンス間で、いくらかの相対位相差が導入される場合がある。しかし、本明細書では、そのような位相シフトは、１ｍのオーダーにすぎないことが確認される。一方、ＶＬＣ信号は、少なくとも３ｍ、好ましくは１０ｍ超、更には３０ｍ超のシンボル波長（例えば、基本シンボル期間）を有し得る。波長又はシンボル波長は、本目的では空気中での基本チャネルシンボルの長さを指すことに留意されたい。
【００９１】
しかし、特に、位相差を低減するために又は位相差に対するロバスト性を増加させるために他の対策が講じられる場合、より短いシンボル波長（より高いデータレート）が使用され得ることも除外されない。例えば、位相差を低減するための一手段は、照明器具２及び／又はセンサユニット３の関連する電子機器内に実質的に同一の構成要素、又は少なくとも実質的に同じ遅延を招く構成要素を使用することである。すなわち、ダウンリンクでは、ダウンリンク信号の波形の受信と、当該レンダリングとの間で同じ遅延を招く構成要素、または、アップリンクでは、アップリンク信号の検知と、アップリンク分配ネットワーク６Ｕへの当該出力との間で同じ遅延を招く構成要素。この場合、光ファイバの場合と同様に事実上瞬間的な分配ネットワーク６を仮定すると、相対位相シフトの唯一の原因は、空気中を通る信号が移動する物理的な経路の差である。ユーザデバイスが２つ又は３つの照明器具２（ダウンリンクの場合）又はセンサユニット３（アップリンクの場合）の真下に、それ自体を見出す高密度なノードのネットワークでは、これの幾何学的形状（高角度での小さな物理的な経路の差）に起因して、これらの位相差もかなり小さくすることができる。
【００９２】
実施形態では、相対位相シフトの影響を緩和するための別の代替的又は追加的な手段は、変調波形を生成するためにＯＦＤＭを使用することである。ＯＦＤＭは、それ自体が既知の技術であり、チャネルが副搬送波に分割され、Ｎ（例えば、Ｎ＝６４）ビットの所与の信号を順次に送信する代わりに、それらのＮビットは、異なる副搬送波で伝送される（なお、これは、所与のユーザのための所与の信号のためのものであり、複数アクセスのためにはＯＦＤＭが必要とされず、その代わりに時分割が使用され得る）。Ｎビットを高速で次々に送信することは、短い期間、よって広い帯域幅を意味する一方、Ｎビットを異なる副搬送波でより低速で並列に送信することは、チャネルをより緊密に制限された帯域幅に維持する。ＯＦＤＭは、位相振幅変調（ＰＡＭ）などの他の変調技術よりも大きな位相シフトも許容することができる。一般に、システムは位相シフトが小さい場合に最良に機能し、ＰＡＭなどの他の変調技術については、相対位相シフトは小さく（＜＜９０度）あるべきである。しかし、ＯＦＤＭについては、いくつかの周波数が相殺される場合でも許容可能である。実施形態は、ダウンリンクでＯＦＤＭ、アップリンクでＰＡＭを使用し得るが、アップリンクでのＯＦＤＭは除外されない。
【００９３】
元の形態のＯＦＤＭは、実数の非負信号を伝達するだけの光ベースバンドチャネルに適さないことに留意されたい。それゆえ、ＯＦＤＭは、本明細書では、信号の全帯域幅よりも狭い狭帯域において各シンボルの伝送を可能にする、任意の形態のマルチキャリア変調を意味する。例えば、ＤＣＯ−ＯＦＤＭ、ＡＣＯ−ＯＦＤＭ、フリップ−ｏｆｄｍ、ＤＭＴベースマルチキャリア信号などの光学的な変形が使用されてもよい。また、ＯＦＤＭＡはまず、典型的には数十ＭＨＺの搬送波周波数搬送波に上方変調することができる。
【００９４】
図４は、本開示の実施形態によるモデムデバイス７の復調器ユニット７Ｕの更なる詳細を示す。光受信器８Ｕは、セル１内のセンサユニット３の異なるセンサユニットによって検知されたときの、ユーザデバイス１６からのアップリンク信号のインスタンスを、異なるそれぞれのファイバ６Ｕを介して受信するようにそれぞれ構成された、それぞれの光受信器要素８ａ、８ｂ、８ｃ...を備えてもよい。代わりに、例えば、異なる信号インスタンスが同じ物理的なファイバ６Ｕ上で時分割多重化される、多重化手法は除外されない。いずれにしても、復調器ユニット７Ｕは、光受信器８Ｕと復調器１０との間に配置されたアダプタ１３を備える。アダプタ１３は、加算器４３（すなわち、加算ブロック）と、それぞれのゲイン（すなわち、重み）ａ１、ａ２、ａ３...を、異なるそれぞれのセンサユニット３から受信された信号インスタンスの異なるインスタンスに適用するように構成された、それぞれの重みづけブロック１５ａ、１５ｂ、１５ｃ...と、を備える。これらの信号インスタンスの重みづけバージョンは、次いで、それらが合成される加算器４３に入力され、得られた合成信号は、復調器１０に渡され、復調される。
【００９５】
重みは、センサ３によって受信されたときの、それぞれの信号インスタンスの受信信号強度に基づいて決定される。これらは、アダプタ１３によって測定されてもよく、又は代わりに、アダプタ１３がその後重みを決定し得ることに基づいて、センサ３によって測定され、（例えば、ファイバネットワーク６を介して）アダプタ１３に知らされてもよい。重みがアダプタ１３によって決定される集中的な手法は、ＴＤＭＡタイムスロット割り当ての知識が分散される必要がないという利点を有する。
【００９６】
更に別の可能性として、各センサユニット３は、それ自体の重みを決定し、これを（例えば、ファイバネットワーク６を介して）アダプタ１３に信号で伝えてもよく、受信された重みは、アダプタ１３にて適用される。代わりに、ローカルセンサユニットがＴＤＭＡスケジュールを知ることができない場合、センサユニットは、当該重みをローカルに適用し、そのような重みづけは、自動ゲイン制御設定に基づくことができるが、アダプタにて使用される重みは、
−（例えば、使用される実際のＡＧＣ設定をアダプタに転送することによる）自動ゲイン制御設定と、
−ＴＤＭＡスケジュールと、を考慮することが好ましく、
重み選択をタイムスロットと同期させ、タイムスロットに割り当てられたそれぞれのアップリンクユーザに重みを適応させる。
【００９７】
上述されたように、センサユニットがＴＤＭＡスケジュールを知ることができないときの、更なる代替、重みづけは代わりに、最も関連する（好ましくは最も強い）スロット信号にとって適切な、１ＴＤＭＡフレーム中で一定値である、自動ゲイン制御設定に基づくことができる。
【００９８】
センサユニットが当該重みをローカルに適用する更なる分散的な手法では、ローカルセンサユニットは、ＴＤＭＡ構造に従い、そうすることで、異なるスロットで、信号が異なる振幅で到達することを認識する。ローカルセンサは、次いで、１ＴＤＭＡスロットの持続時間のみにわたって一定ゲインを適用し、次いで、次のＴＤＭＡスロットにおいて別の一定ゲインに切り替える。それゆえ、全てのタイムスロットにおいて、ゲインは、シンボルレベルの信頼できる検出を確実にするのに十分なほど一定である一方で、ゲイン変化は、ＴＤＭＡスロット間で（のみ）行われる。
【００９９】
代替的な分散的な手法では、アダプタは、ＴＤＭＡスケジュール又はＴＤＭＡスケジュールに基づく重みをそれぞれのセンサユニットに通信してもよい。センサユニットは、次いで、アップリンクユーザからの信号インスタンスをローカルに重みづけしてもよい。センサユニットによって送信される、結果として得られる信号は、割り当てられたアップリンクユーザ信号がアップリンク信号のインスタンス内に存在する場合、よって既にローカルに増幅されていてもよく、及び／又は、存在しない可能性がある場合、ノイズが既に抑制されていてもよい。
【０１００】
重みが集中的な様式で適用される場合、このことは、星型状のトポロジをもたらすことになる一方、重みが分散的な様式で適用される場合、相互接続された一組の星からツリー構造に至る様々なトポロジ又はデイジーチェーントポロジをもたらし得る。デイジーチェーントポロジは、天井照明器具の効率的な配線を可能にする点で特に有用であるが、個々の分散的な手法のいずれが最も効率的であるかは概して、光照射システムの空間的レイアウトに依存する。
【０１０１】
測定される場合は常に、実施形態では、信号強度は、ユーザデバイス１６からのアップリンク信号に含まれる所定のプリアンブル部分（すなわち、信号強度測定を行うエンティティ１３又は３に予め知られている部分）に基づいて測定されてもよい。ＴＤＭＡシステムでは、ユーザがフレーム内の同じタイムスロットを繰り返し使用するか又はタイムスロットが個々のアップリンクユーザに割り当てられる場合、ブランチ／インスタンスの重み／ゲイン設定は、一定に保たれることが好ましく、その結果、信号強度が、同じユーザについて、連続するスロット内で一定に保たれることが好ましい一方、変更が次のスロットへの移行時に適用されることが好ましい。
【０１０２】
オプションとして、アダプタ１３は、それぞれの受信信号インスタンスの１つ以上の位相を調節するために信号ブランチの１つ以上に含まれる、それぞれの位相シフタ１４ａ、１４ｂ、１４ｃも含んでもよい。しかし、これは、可能な実施形態の全てでは必要とされない。
【０１０３】
実施形態では、重みの一部又は全てが、非バイナリであってもよく、受信信号強度（例えば、ＲＳＳＩ）に比例（例えば、線形的に比例）するように決定されてもよい。例えば、重みは、最大比合成（maximum ratio combining；ＭＲＣ）の原理に従って決定されてもよい。または、代替的な実施形態では、重みの一部又は全てが、バイナリ重みであってもよく、つまり、アダプタ１３は、信号強度の閾値を超えるそれらの信号インスタンスのみを選択するためのセレクタとして作動する。いずれにしても、信号強度をメトリック測定する多くの可能性がある。実施形態では、信号強度の測定法は単に、受信信号電力（例えば、ＲＳＳＩ）の絶対測定法である。代わりに、使用される測定法は、推定ノイズフロアに対する受信信号電力を測定してもよい。これは単に、対象となる環境の領域（例えば、部屋）に関するノイズフロアの固定された所定の（すなわち、事前の）推定であってもよい。代わりに、測定を行う構成要素（アダプタ１３又はセンサユニット３）は、ノイズフロアを経験的に推定してもよい（すなわち、事後測定）。例えば、所定のプリアンブルに基づいてノイズを推定できる、及び／又は信号が発生しない期間を推定し、これを使用して背景ノイズを推定する、ノイズ推定アルゴリズムが知られている。
【０１０４】
図５は、アダプタ１３が、バイナリ重み間で選択する、つまり、各受信信号インスタンスを使用するか否かを選択する「はい／いいえ」セレクタとして作動する、実施形態の実施例の更なる詳細を示す。ここで、アダプタ１３はセレクタ１８を備え、重みづけブロック１５のそれぞれはスイッチ（例えば、トランジスタスイッチ）を備える。セレクタ１８は、各信号インスタンスの信号強度が所定の閾値を超えるかどうかを判定するように構成される。セレクタ１８は、強度測定及び閾値比較をそれ自体が行ってもよく、又はセンサ３から報告された標示に基づいてこの情報を判定してもよい。いずれにしても、セレクタは、閾値信号強度を超えるそれらの信号インスタンスの重み１５を１（すなわち、１）に設定し、閾値を満たさないものの重みを０（ゼロ）に設定する。非ゼロの重みを有する選択された信号インスタンスは、次いで加算器４３に渡され、加算される。得られた合成信号は、それがデジタルに変換されるアナログ−デジタル変換器２１に出力され、次いで、デジタルに合成された信号は、例えば、ＤＳＰ３４上で実行され得る、復調器１０に入力される。図示の例では、加算器４３は、加算増幅器１９及び潜在的な割算器構成１７、１８から形成される。しかし、他の回路設計も可能である。
【０１０５】
それゆえ、複数の照明器具２のセンサユニット３からの信号インスタンスを集め、それらの信号の最も強いものを復調に使用するために選択又は支持することにより、異なる照明器具２は、モバイルデバイス１６があるノードから次のノードに移動するときに物理層のみで円滑な移行を伴う、１つの連続的な論理セルとしても作動することができる。
【０１０６】
上述のように、一部の実施では、信号強度測定値及び重みは、分散的な様式で決定されてもよく、つまり、各個々のセンサ３は、それ自体のそれぞれの受信信号インスタンスの受信信号強度を測定し、それぞれの重みを演算して、それ自体のそれぞれの信号インスタンスに適用する。この場合、各センサユニット３は、重みが適用されるために、復調器ユニット７Ｕ内のアダプタ１３にそれぞれの重みを知らせる。重みがバイナリ重みでありゼロである場合、つまり、組み合わせ４３に信号を含めるか否かの選択である場合、実施形態では、センサユニット３は、それぞれの受信信号インスタンスをアダプタ１３に単に送信するか又は送信しないかのいずれかによって、それぞれの重みを暗黙的に知らせてもよい。アダプタ１３は、受信されたそれらの信号インスタンスを合成するだけで、重みを暗黙的に適用する。
【０１０７】
上記の機能性を説明するために使用され得る別の用語がノイズゲートであり、又はノイズゲート機能、すなわち、信号を送信するかどうか、又は受信信号を使用するかどうかを、ノイズフロアに対する当該信号強度に応じて選択すること、と呼ばれる場合がある。一般的なノイズゲートは、ハード（オン−オフ）又はソフト（ノイズフロアに対するそれらの信号強度に応じた非ゼロ重みで重みづけされた信号インスタンス）とすることができる。
【０１０８】
異なる受信信号インスタンスの個々のものを組み合わせ４３に含めるか否かについて選択が行われる（つまり、重み１５は、例えば図５のように、はい／いいえの値である）シナリオに関する別の注記：実施形態では、システムが選択間で急速に行ったり来たりするのを防止するメカニズムを含むことが望ましい場合がある。例えば、ユーザが、２つの照明器具２のカバレッジエリア間の中間又は同じセル１内の照明器具２の２つのサブセットのカバレッジエリア間の中間にちょうどいる場合を考える。この時点で、選択が一方の照明器具／サブセットを選択する側になるか、他方を選択する側になるかは微妙であり、また、ユーザデバイス１６のいかなる小さな移動、又は受信アップリンク信号の強度若しくは背景ノイズのわずかな変動が、選択を切り替えさせ得る。２つ（又はそれ以上）の異なる決定結果の間での急速な行ったり来たりの切り替えを回避するために、ヒステリシスが切り替え閾値（下り途中と上り途中とは異なる閾値）に適用されてもよい。代わりに、特定の時間制約が適用されてもよく、例えば、一旦決定が行われると、これは少なくとも最小時間窓にわたって持続するか、又は、決定は、周期的な時間インターバル毎に１回だけ、例えばフレーム毎又はメッセージ毎に１回だけ、行われる（つまり、メッセージの半ば又はフレームの半ばでは切り替えない）。
【０１０９】
当該方式は、異なるタイムスロットがアップリンクの異なるユーザに割り当てられる時分割多重アクセス（time division multiple access；ＴＤＭＡ）システムにも適用することができる。次いで、切り替えは、異なるユーザからのメッセージの予想到着時刻に同期することができる。それゆえ、ＴＤＭＡフレームの間に、中央ユニットは、異なるユーザに割り当てられたスロット、及びユーザにとって最良の受信器という観点で当該ユーザの従前に記録された「位置」に割り当てられたスロットに従って、全てのサブタイムスロット中に特定の設定を見込む。
【０１１０】
典型的に、ＴＤＭＡ方式では、各フレームの持続時間及び個々のユーザスロットの数は、経時的に急激に変化しないか、又は標準値に固定されさえする。アダプタは、各個々の、場合によっては反復的な、アップリンクユーザタイムスロットにおけるスロット及び信号強度のプロファイルを決定できることが好ましい。加えて、ノイズレベルは、特に、干渉も同様の／同じＴＤＭＡタイミングパターンに従う場合に、干渉によるノイズがＴＤＭＡフレーム上で変動し得るため、スロット毎に評価されてもよい。
【０１１１】
ＴＤＭＡタイムスロット及び従前に知られているユーザ位置を考慮することにより、ゲイン設定などの設定は、現在のタイムスロットと関連付けられたユーザが従前に検出されたアップリンク信号のインスタンスに対応するセンサ信号を支持するように選択されることができる。
【０１１２】
一代替案では、復調器１０は、タイミング誤差のリスクなしに重み１５が適切な瞬間に切り替えられ得るように、ＴＤＭＡ同期基準をアダプタ１３に提供することが好ましい。
【０１１３】
重み１５は、例えば、以下で説明されるようないくつかの基準に基づくことができる：
１．全てのタイムスロットにおいて、指定されたタイムスロットのアップリンクユーザと関連付けられた従前の最も強い経路のみを開く、このことは、特に集中型アダプタ１５において関心を引く。マルチユーザ設定において、最も強いもののみを選択し、より弱いブランチを排除することは、ネットワーク内の異なる位置における同時伝送の期間中に信号が有害に干渉することを回避するのに役立ち得る。
【０１１４】
２．全てのタイムスロットにおいて、当該ブランチについてのみ当該スロットにおける信号強度又は（ＳＮＲ、ＳＩＮＲ）に依存するゲイン制御曲線に従う。このことは、分散型の重み制御システムにおいて特に該当し、
−信号が検出されなかったか又は低閾値を下回るままである場合、重みはゼロに設定され、
−信号が所定の閾値を超えるが、アップリンク信号のインスタンスとしては小さすぎることを示す更なる所定の閾値を下回る場合、信号は、当該スロット内で減衰されてダイナミックレンジを低減させる。
【０１１５】
３．常に、タイムスロットの最も強い３つの従前の検出値／インスタンスを開いた状態に保つ。
【０１１６】
４．システムの空間的レイアウトの知識を使用して、設定を選択する／重みを割り当てる。特に、信号が１つのブランチ／インスタンスによって強く受信される場合、ハンドオーバを容易にするように、ユーザの既に見込まれた動きに対して開かれている隣接する位置からブランチ／インスタンスを開くことができる。後者は、アップリンクユーザがセンサを「スキップ」しない低速で移動するアップリンクユーザであることが知られている場合に、特に良好に機能する。
【０１１７】
５．モバイルであることが知られているアップリンクユーザのアクティブな最後のタイムスロットと、同じモバイルアップリンクユーザのスケジュールされた次のタイムスロットとの間で、設定された所定の期間が経過した場合、知られている最後の位置を支持するのではなく、代わりに、全てのインスタンス／ブランチを、それらの１つ又はいくつかを支持するのではなく、全て開いて考慮することが有利である。
【０１１８】
変調方式に関して、ＰＡＭがアップリンクで使用されてもよく、又は代わりにＯＦＤＭは除外されない。支配的な（強い）信号間の位相差は、（例えば、２つの照明器具間のエリアを比較すると）小さくなることに留意されたい。ここでは、経路差も小さくなり、数十度以下の位相差をもたらす。
【０１１９】
いくつかのトポロジが可能である。第１のオプションは星型ネットワークであり、全ての受信器３が中央モデム７に接続される。信号処理は、集中化することができる。
【０１２０】
第２はデイジーチェーンであり、中央モデム７は、第１の受信器ノード３ａからの信号を受信する。この第１の受信器ノード３ａは、信号を中央モデム７に送信する出力部だけではなく、第２の受信器ノード３ｂなどから信号を得ることができる入力部も有する。このことの実用的な一制限は、デイジーチェーン内の多くのホップにより、デイジーチェーン内の最後の受信器３ｎ（すなわち、モデム７から最も遠いもの）については、当該信号が他の全ての受信器３ｎ−１...３ｃ、３ｂ、３ａを通過する事実により、良好なＳＮＲを有することが困難になることであり、より多くの段階は、より多くのノイズを意味する。
【０１２１】
第３のオプションは、ツリートポロジ：星型とデイジーチェーンとのハイブリッド、すなわち、上記２つの組み合わせである。中央モデム７は複数の入力部を有するが、受信器ノード３も、第２の受信器からの信号を取り込むメカニズムを有する。
【０１２２】
第４のオプションはバスネットワークであり、各受信器ノードは、どの信号をバスに乗せるかを自律的に決定する。
【０１２３】
デイジーチェーン又はバスネットワークでは、各受信器３は、自律的であり、それ自体で、それがアクティブとなるか否かを決定することができ、例えば、受信信号の平均値を監視し、それを閾値と比較する。これは、非常に単純な解決策であるという利点を有するが、正しい閾値は、内部ノイズと、また周囲ノイズ（例えば、ネオン光からの１００Ｈｚ）とも比較するために較正されなければならない。
【０１２４】
実施形態では、受信器ノード３は、ハードな切り替えの代わりに信号のゲインを自律的に設定する。当該ゲインを信号強度に比例させることが好ましい。このことは、最大比合成（ＭＲＣ）の考え方を反映する。従来、ＭＲＣは、１つの共通ブロックに処理が集中化されるシステムで使用されている。次いで、全ての信号について位相調節１４も行うことができる。しかし、実施形態では、振幅のみの調節を行う分散型システムが実装されてもよい。屋内の光無線通信（optical wireless communication；ＯＷＣ）の場合、そのような仮定は現実的であり、前述のように、位相差は、シンボル波長と比較して小さくすることができる。光の波長は非常に短いが、ＶＬＣは典型的に、１０又は１００ＭＨｚまでのシンボル速度（３０〜３メートルのシンボル波長）で、光のベースバンド変調を使用する。そのようなシンボル波長の場合、異なる照明器具にて弱め合う波干渉が発生する可能性は低い。また、位相問題は、光ファイバ分配及び／又はＯＦＤＭによって緩和することができる。
【０１２５】
実施形態では、ゲイン制御は、信号強度と必ずしも線形比例ではなく、一部のシナリオでは、このことは、受信器３とモデム７との間のリンクのダイナミックレンジに幾分悪い影響を及ぼす場合がある。受信信号が過度に一定である場合、ゲインは、例えば、一定のゲインに、又は（通常の状況とは対照的に）信号強度と共に低減するゲインに低減される場合がある。
【０１２６】
開示されるシステムは、受信器３がそれ自体のゲインを設定する星型構成でも機能することができる。考えられる一欠点は、例えば、１つの受信器３が、（当該出力ノイズが最大であるため）それ自体のゲインを最大値に設定する場合があり、このノイズが、最小ゲインを設定する第２の受信器から来る信号に加えられることである。第２の受信器の信号に関するＳＮＲは、最適でない場合がある。しかし、このことは、複数のノード３からのスマートに合成された信号を処理する１つの共通の受信器３によって緩和され得る。実施形態では、全てのノードが同じノイズフロアを有することが仮定されてもよい。次いで、ＭＲＣ規則に従って、非常に強い信号を受信するノード３のみが、フルゲインを適用することを許容され、次いで、これは、受信器にて支配的な信号となり、当該信号は、事実上ノイズを含まないためＯＫである。第２の弱い信号が追加され得るが、それは、相対的に多くのノイズを含むため、より小さなゲインで追加されるべきである。更なる実施形態では、異なるノイズフロアレベルも、異なる受信器３について使用されてもよい。異なるノイズレベルのために、信号はまず、参照ノイズレベルに等しいノイズレベルを有するように増幅される。その後にＭＲＣ規則が適用され、信号強度に線形的に比例して増幅する。
【０１２７】
デイジーチェーントポロジでは、以下の動作が、補助入力も有する受信器ノード３によって行われてもよく、少なくとも１つの信号を通過し、信号強度又はＳＮＲの観点から、ローカルに受信された信号又は第２の受信器（又は、更に上流のノード）からの着信信号のいずれか最良のものを選択し、信号を適切な方法で合成し、好ましくはＭＲＣを適用する。
【０１２８】
別の実施形態では、分散的なＭＲＣが、ツリー構造に適用されてもよい。この場合、システム内の全ての受信器ノード３が、信号強度及びノイズレベルを評価することができる。各ノードで別々に動作するＭＲＣが、信号全体のＭＲＣをもたらすことが示され得る。
【０１２９】
場合によって、システムは、ノイズレベルを評価できない場合があるが、自動ゲインを適用することができ、ゲインは信号強度に依存する。デイジーチェーン又はツリートポロジにおいて、このことの解決策は、ローカルに受信した信号の振幅強度Ａ＿ｌｏｃａｌ及び補助信号の振幅強度Ａ＿ａｕｘをシステムに測定させ、着信信号を増幅Ａ＿ａｕｘを伴って通過させ、ローカルに受信した信号を増幅Ａ＿Ｌｏｃａｌを伴って通過させることである。
【０１３０】
デイジーチェーンの別の実施形態では、各受信器３は、受信信号の平均値を監視し、受信信号を使用するか否かを決定する情報をモデム７に送信する。このことの利点は、それが実施するのが簡単な解決策であり、モデム７は、受信器３からの全ての信号を直接管理し、受信信号がモデムに到達できない状態を回避する。平均値を供給するために、追加の接続が設けられてもよい。
【０１３１】
任意のトポロジに適用し得る別の実施形態では、各受信器３は、受信信号をモデム７に直接送信し、モデムは、ユーザが受信器３の下にいるか否かを検出するための情報を監視することになる。ユーザ検出は、例えば、（ａ）受信信号の平均値を抽出し、それを閾値と比較するか、又は（ｂ）受信信号を復調し、プリアンブル及び／又はユーザＩＤを検出する、２つの方法の一方で行うことができる。モデム７は、各受信器３からの情報を一旦有すると、どの信号がいつ使用されるかを選択することができる。それゆえ、このことは、合計されることになる受信信号の数を制限し、ノイズレベルの悪化を制限する。
【０１３２】
図８は、光ファイバ（例えば、ＰＯＦ）システムのための、又は、グループ遅延特性が劣る同軸ケーブルなどの他の伝送媒体を使用するシステムのための、複数の受信器に使用され得る別の考え方を示す。図８に示される手法は、受信ブランチの少なくとも１つに位相シフタ１４'を含めることで、異なる受信器ノード３からの信号インスタンス間の位相差を意図的に、ＯＦＤＭが機能しないほど大きくないが、異なる副搬送波上で実質的に異なるように意図的に大きくする。
【０１３３】
これは、異なるセンサ又は受信器３にて受信された信号インスタンス間の位相差が、位相相殺効果が無視できないほど小さくない場合を取り扱う。考え方は、（前述のような）位相差を最小化する試みとは逆であるが、つまり、大きな位相差が作為的に導入されるが、副搬送波周波数毎の位相差が異なる。これは、遅延ダイバーシティと呼ばれることもある。利点は、それが、短い遅延の場合に発生し得る、全周波数帯域が同じ波相殺を示すリスクを扱うことである。全周波数帯域が同じ波相殺を示す場合、相殺は「オールオアナッシング（all or nothing）」となり、つまり、相殺が存在しない場合がある一方、全ての副搬送波が相殺を経験するリスクもある。遅延ダイバーシティは、このことを回避する。全帯域は相殺することができない。周波数帯域には、常に一部の良好な部分（及び一部の不良な部分）が存在する。
【０１３４】
位相の考慮は、次いで、正確な位相整合を確保することから、信号周波数成分の５０％超の相殺を回避することにシフトする。ＯＦＤＭは、少数の副搬送波の波相殺に対してロバストであるが、全周波数の相殺に対してロバストでない。それは、全ての副搬送波について異なる相殺度を有するために選ばれてもよい。例えば、位相オフセットはランダム化されてもよく、又は一定の遅延が、それが異なる周波数で異なる位相角をもたらすために選ばれ得る。位相のランダム化などにより、副搬送波の少なくとも半分に関して増幅が生じることを確実にすることができる。システムがＯＦＤＭを使用する場合、副搬送波の全てに広範な符号化を適用することにより、システムは、異なる副搬送波上の振幅差に対して非常にロバストになり得る。それゆえ、冗長性は、欠落した副搬送波を埋めることができる。
【０１３５】
同じ考え方は、加えて（又は代わりに）ダウンリンクに適用されてもよく、つまり、異なる照明器具から放出される信号インスタンスの２つ以上の間に、作為的な位相シフトが導入されることに留意されたい。
【０１３６】
更なる実施形態では、システムは、複数アクセス、すなわち、アップリンク及び／又はダウンリンクでの、複数のそれぞれのユーザデバイス１６を使用した複数ユーザによる同時のアクセスを可能にする。実施形態では、このための多重化方式として、時分割多重アクセス（ＴＤＭＡ）が使用されてもよい。つまり、ダウンリンクで、各ユーザデバイス１６は、反復する一連のタイムスロットにおける異なるそれぞれのタイムスロットを割り当てられる、及び／又はアップリンクで、各ユーザデバイス１６は、反復する一連のタイムスロットにおける異なるそれぞれのタイムスロットを割り当てられる。ユーザデバイス１６は、タイムスロットを割り当てられるために、セルに登録することを要求され得る。これは、「ペアリング」と呼ばれる場合がある。
【０１３７】
図６及び図７は、ＭＡＣ（medium access control；媒体アクセス制御）プロトコル２０に適用され得る本開示のシステムの態様を示す。
【０１３８】
開示される光通信システムを介した通信は、図６に示されるようなフレーム構造に基づいてもよい。
【０１３９】
図６の上図は、ダウンリンクフレーム２４の例を示す。第１の部分はビーコン部２５であり、このとき、モデム７は、照明器具２を介して、同期及び割り当てリソースに関する情報を（ダウンリンク）送信する。ポーリングである第２の部分２６にて、全てのユーザデバイス１６は、（例えば、それらのドングルによって）システムと通信して、本セルとのペアリングを要求することができ、又は既にペアリングされている場合には、この関連付けを維持し続けるための信号を送信する。第３の部分にて、現在ペアリングされている各ユーザデバイス１６は、モデムと通信するために、それ自体の期間２７、２８...（すなわち、それぞれのＴＤＭＡタイムスロット）を有する。
【０１４０】
ポーリング期間２６の間、データレートは低く、各ユーザデバイス１６は、ペアリング要求を送信するか、又は光リンクを維持し続ける（すなわち、ペアリングを維持し続ける）ために当該ＩＤを送信する。この期間２６の間には、異なるユーザデバイス１６からの要求間での衝突の可能性が低い。これには、例えば、要求が失敗した場合に、ランダムなバックオフ期間後に要求を自動的に再送信するように、ユーザデバイス１６を構成することにより、対処することができる。
【０１４１】
図６の下側の図は、アップリンクフレーム３０の例を示す。第１の部分３１は、それに基づいてセンサユニット３又はアダプタ１３が受信信号強度、例えばＲＳＳＩ又はＳＮＲを測定できる、プリアンブルである。第２の部分３２は、データペイロード、すなわち、ユーザデータ又はアプリケーションデータである。
【０１４２】
通信を確立するためのメカニズムが、図７に示されている。「システム」による様々なステップは、照明器具２、上流のネットワークコントローラ、又はそれら２つの組み合わせのいずれかによって行われてもよい。例えば、ネットワークコントローラは、モデムデバイス７又はより上流のネットワーク要素の機能であってもよい。
【０１４３】
ステップＳ１０にて、ダウンリンクフレーム２４の起動が始まる。ステップＳ２０にて、照明器具２は、同期用のビーコン２５を放出する。ステップＳ３０にて、システムは、ユーザデバイス１６が同期されているかどうかを判定する。同期されていない場合、システムはステップＳ１００にジャンプし、フレーム２４が終了する。しかし、同期されている場合、システムは、ステップＳ４０に進み、ユーザデバイス１６が照明器具２を介してセル１と正常にペアリングしたかどうかを判定する。ペアリングしていない場合、プロセスは、ステップＳ５０に進み、ペアリング要求がユーザデバイス１６から（例えば、当該ドングルから）システムに送信される。次いで、プロセスはステップＳ１００にジャンプし、フレーム２４が終了する。一方、ユーザデバイス１６が正常にペアリングした場合、システムは、ステップＳ６０に進み、タイムスロット２７を含むリソースをユーザデバイスに割り当てる。ネットワーク及びユーザデバイス１６は、次いで、セル１の照明器具２を介して互いにデータを送受信することができる（ステップＳ７０）。ステップＳ８０にて、システムは、ユーザデバイス１６が当該通信において依然としてアクティブであるかどうかを判定する。アクティブである場合、システムはステップＳ１００に進み、フレーム２４が終了する。アクティブでない場合、システムは最初にステップＳ９０に進み、ユーザデバイス１６とのペアリングを解消し、ステップＳ１００に進み、フレームが終了する。
【０１４４】
一部の実施形態では、アップリンク及び／又はダウンリンクで使用される変調は、ＰＡＭと同じように単純であってもよい。良好な通信リンクの場合、要求されるＳＮＲが低いはずである。モデム７は、全ての受信器を同時に起動することができ、１つ以上のユーザデバイス１６の検出を待つ。一度に１つの受信器３のみが、どの受信器がユーザデバイス１６からの信号を受信し、強度信号（例えば、ＲＳＳＩ）を測定できるかを確認することが可能である、実施形態では、ユーザデバイス１６が検出されるとすぐに、モデム７は、どの受信器３の下にユーザが位置しているかを判定する。ＭＡＣ層２０にて、モデム７は、各ユーザデバイス１６にとって最適な受信器３を記憶することになる。
【０１４５】
フレーム２７の第３の部分にて、モデム７は、どのユーザデバイスがいつ通信するかを知るため、当該ユーザデバイスにとって最良の受信器３を選択することになる。データレートが高い場合、使用される変調は、ＰＡＭ−４方式若しくはそれ以上、又はＯＦＤＭとすることができる。その場合、ポーリング期間２６と比較してＳＮＲが大きく改良されるはずである。このことは、一度に１つの受信器３のみを有効にすることによって行われる。注釈：有効にするとは、対象となる受信器３の出力信号が復調器チャネル１０に供給されることを意味する。受信器３は常にオンである。
【０１４６】
上記の実施形態は、単に例として説明されている点が理解されるであろう。
【０１４７】
例えば、照明器具２のそれぞれが、同じ信号又は同じ変調波形などの異なるインスタンスを放出するようである場合、このことは、当該小さな位相シフト又は他のわずかな差（すなわち、ダウンリンクサブシステムの機能の観点から無視できる差）を除外しない。むしろ、「同じ」信号は、複数の受信インスタンスが、受信ユーザデバイスにてコヒーレント信号に（重畳が正常に復調及び復号され得るように）重畳するように、実質的に同じ変調形態を使用して送信される同じデータシンボルを意味する。更に、ダウンリンクサブシステムは、全ての可能な状況で、同じ信号の異なるインスタンスを送信するために使用される必要はない。あるときには、信号は同じものとすることができ、他のときには、異なるデータ又は波形が送信されることができる。そのようなシステムでは、本目的のために言及される信号は、一度に送信されるデータのうち、対象となる照明器具から送信される信号インスタンスが実質的に同じである部分である。
【０１４８】
換言すれば、対象となる信号又は波形は、受信ユーザデバイスにて復調可能かつ復号可能な情報にコヒーレントに合算するために必要とされる、変調シンボルの本質的な態様を指す。
【０１４９】
更なる実施形態では、ダウンリンク信号は、可視光の代わりに赤外線の媒体を介して送信されてもよい。この場合、ダウンリンク信号を放出するように制御された発光要素は、例えば１つ以上のＩＲ  ＬＥＤから形成された、ＩＲエミッタである。例えば、１つ以上のＩＲ  ＬＥＤは、各照明器具２の可視照明発光ＬＥＤの間で入れ子状にされてもよい。アップリンクもＩＲに限定されない。代わりに、例えば、超音波などの異なるアンライセンス媒体が、アップリンクに使用されてもよい。ＩＲがアップリンク及びダウンリンクに使用される場合、これらは、異なるＩＲ帯域（すなわち、周波数分割多重化）で送信されてもよい。代わりに、アップリンク及びダウンリンクが、同じＩＲ搬送波波長を共用する（又は少なくとも、例えば８５０及び９４０ナノメートルなどの重なり合うＩＲ帯域を有する）ことは除外されない。この場合、アップリンクとダウンとの間で別の多重化技術、例えば、アップリンク及びダウンリンクのために別個の（及び複数アクセスの場合、異なるユーザ信号のスロットペアについて別個の）タイムスロットを有する時分割多重化、が使用され得ることがオプションとなり得る。
【０１５０】
更に、全ての可能な実施形態における上述のシンボル波長及び対応するデータレートは、蛍光体被覆ＬＥＤに特に適しているが、本開示の範囲はそれらによって限定されない。例えば、赤外線ＬＥＤがより高速で変調されてもよく、ＩＲ信号が毎秒１００メガシンボルを超えてもよい。そのような場合、位相差がよりクリティカルになり得るが、このことは、「オールオアナッシング」の効果を回避するための、位相ランダム化又は遅延ダイバーシティなどのメカニズムによって、及び／又は、伝搬及びケーブル遅延が十分に類似するように、ユーザデバイス１６が複数のＬＥＤに遭遇する移行エリアにて予防策をとることによって、及び／又は（さもなければ大きな重なりを与えるであろう）広すぎるビームが使用されないことを確実にすることによって、取り扱うことができる。
【０１５１】
更に、ダウンリンク分配ネットワーク６Ｕは、必ずしも光ファイバで形成される必要はない。代わりに、これは、特に、ダウンリンク変調方式としてＯＦＤＭを用いるなど、位相差を緩和するために他の対策が講じられる場合、高品質同軸ケーブルなどの低遅延誘導性の通信手段によって置き換えられてもよい。同様に、アップリンク分配ネットワーク６Ｕは、光ファイバで実装される必要はなく、代わりに、例えば高品質同軸ケーブルを使用して実装することができる。
【０１５２】
更に、本明細書に開示される光照射システムは、二重通信に限定されない。他の用途では、本明細書に開示されるアップリンク又はダウンリンクサブシステムは、独立して使用されてもよい。
【０１５３】
図面、本開示、及び添付の請求項の検討によって、開示される実施形態に対する他の変形形態が、当業者により理解されることができ、また、特許請求される発明を実施する際に実行されることができる。請求項では、単語「備える（comprising）」は、他の要素又はステップを排除するものではなく、不定冠詞「１つの（a）」又は「１つの（an）」は、複数を排除するものではない。単一のプロセッサ又は他のユニットが、請求項において列挙される、いくつかの項目の機能を果たすことができる。特定の手段が、互いに異なる従属請求項内に列挙されているという単なる事実は、これらの手段の組み合わせが、有利に使用され得ないことを示すものではない。コンピュータプログラムは、他のハードウェアと共に、又は他のハードウェアの一部として供給される、光学記憶媒体又は固体媒体などの、好適な媒体上に記憶／分散されてもよいが、また、インターネット、又は他の有線若しくは無線の電気通信システムなどを介して、他の形態で分散されてもよい。請求項中のいかなる参照符号も、範囲を限定するものとして解釈されるべきではない。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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