用于使用可见光信号和/或无线电信号来传达信息的方法和装置的制造方法
【专利说明】用于使用可见光信号和/或无线电信号来传达信息的方法和装置
[0001]
[0002]本申请涉及无线通信，且尤其涉及用于使用可见光信号和/或无线电信号来高效传达信息的方法和装置。
【背景技术】
[0003]使用LED 二极管和光电二极管的可见光通信(VLC)提供了高数据率无线通信的潜能。据估计，LED将主导未来的照明市场，并且由此将创造实现用于室内无线接入的辅助下行链路载波的机会。
[0004]典型地，包括光电二极管的接收机使用固定反向偏置值操作以容适将使用的最高预计数据率。虽然易于实现，但在正被传送的数据量较低和/或不频繁时，这种固定的反向偏置电压办法在移动设备中的VLC接收机所消耗的电池功率方面可能是浪费的。
[0005]基于以上讨论，存在对在不同类型和/或不同量的数据要经由VLC传达的环境中进行高效接收机操作的新方法和装置的需要。
[0006]概述
[0007]各个方法和装置涉及以高效方式使用可见光通信来传达信息。所描述的各个方法和装置良好地适用于室内环境。一些方法和装置涉及用户装备(UE)设备，例如，移动无线终端，包括第一接收机以及可任选地包括一个或多个无线电接收机，该第一接收机包括用于接收来自VLC发射机设备的VLC信号的光电二极管。该UE设备可支持多种替换技术、通信协议、和/或频率。不同的替换技术、通信协议、和/或频率可被系统中的不同接入点使用和/或在不同位置使用。
[0008]在一些实施例中，在不同操作模式期间，施加到光电二极管的反向偏置电压被设为不同值以按功率高效方式来操作包括光电二极管的接收机。例如，在第一操作模式(例如，发现操作模式)期间，向光电二极管施加低反向偏置电压值。该低反向偏置电压足以支持恢复少量的所传达信息，并且UE设备的电池所消耗的功率相对较低。在发现期间，所传达的信息包括例如光发射机ID、接入点ID、接入点处可用的服务、用于光接收机的配置信息、和/或用于辅助无线电接收机的配置信息。继续此示例，在第二操作模式(例如，数据话务操作模式)期间，施加到光电二极管的反向偏置电压被设为高反向偏置电压以使用VLC支持较高数据率。通过使用较高反向偏置电压，与使用低反向偏置电压时相比，光电二极管能够恢复在更大带宽上传达的数据和/或以更高数据率传达的数据，这是因为光电二极管的带宽和/或动态范围随反向偏置电压的增大而增大。虽然在一些模式(例如，数据话务模式)期间使用的增大的反向偏置电压支持较高带宽和/或数据率，但较大的功耗与使用高反向偏置电压相关联。低反向偏置电压的使用允许使用较低功耗来支持发现。
[0009]根据一些实施例的操作用户装备(UE)设备的示例性方法包括:处理光电二极管的输出以检测对来自光发射机的信息信号的接收，以及响应于检测到对来自光发射机的信息信号的接收而从第一设备操作模式改变成第二设备操作模式，与所述第一设备操作模式相比，所述第二设备操作模式是较高功耗操作模式。根据一些实施例的示例性用户装备(UE)设备包括至少一个处理器，其被配置成:处理光电二极管的输出以检测对来自光发射机的信息信号的接收，以及响应于检测到对来自光发射机的信息信号的接收而从第一设备操作模式改变成第二设备操作模式，与所述第一设备操作模式相比，所述第二设备操作模式是较高功耗操作模式。该示例性UE设备进一步包括耦合至所述至少一个处理器的存储器。
[0010]虽然已在上面的概述中讨论了各个实施例，但是应当领会，未必所有实施例都包括相同的特征，并且上面描述的这些特征中有一些并不是必需的，但在某些实施例中可能是期望的。众多其他特征、实施例以及各个实施例的益处在接下来的详细描述中进行讨论。
[0011]附图简沐
[0012]图1是根据各个示例性实施例的示例性通信系统的示图。
[0013]图2是根据各个示例性实施例的操作用户装备(UE)设备的示例性方法的流程图。
[0014]图3是根据示例性实施例的示例性用户装备(UE)设备的图示。
[0015]图4A是可以并且在一些实施例中的确在图3中所解说的UE设备中使用的模块组装件的第一部分。
[0016]图4B是可以并且在一些实施例中的确在图3中所解说的UE设备中使用的模块组装件的第二部分。
[0017]图5是根据一些实施例的示例性VLC模块的图示。
[0018]图6是针对若干示例性PiN光电二极管解说PiN 二极管中因变于反向偏置的带宽的标绘。
[0019]图7是解说示例性PiN光电二极管中因变于反向偏置的动态范围的标绘。
[0020]图8是针对若干示例性光电二极管解说暗电流对反向偏置电压的标绘。
[0021]图9是根据各个示例性实施例的操作用户装备(UE)设备的示例性方法的流程图。
[0022]图10是能够并且在一些实施例中的确在图3中所解说的UE设备中使用的模块组装件。
[0023]详细描沐
[0024]图1是根据各个示例性实施例的示例性通信系统100的图示。示例性通信系统100包括多个基站(基站I 102、……、基站N 104)以及多个用户装备(UE)设备(UE设备I 106、UE设备2 108、UE设备3 110、……、UE设备N 112)。每个基站包括光发射机模块和无线式无线电模块，而每个UE设备包括光接收机模块和无线式无线电模块。基站I 102包括光发射机模块114以及耦合至天线118的无线式无线电模块116。基站N 104包括光发射机模块120以及耦合至天线124的无线式无线电模块122。基站有时被称为接入点(AP)0
[0025]在一些实施例中，至少一个基站使其光发射机模块位于与其无线式无线电模块不同的位置。在一些此类实施例中，基站的光发射机模块位于基站的无线式无线电模块的无线式无线电覆盖区内的某处；基站的不同部分可经由有线链路耦合在一起。
[0026]UE设备I 106包括光接收机模块126以及耦合至天线130的无线式无线电模块128。UE设备2 108包括光接收机模块132以及耦合至天线136的无线式无线电模块134。UE设备3 110包括光接收机模块138以及耦合至天线142的无线式无线电模块140。UE设备N 112包括光接收机模块144以及耦合至天线148的无线式无线电模块146。
[0027]基站使用光信号和无线电信号两者来传送信息。基站还使用无线电信号来接收信息。UE设备接收光信号和无线电信号两者并使用无线电信号来传送信息。
[0028]在各个实施例中，不同基站支持不同技术、支持不同无线通信协议和/或使用不同无线通信频带。在一些实施例中，用来标识基站所使用的无线通信协议和/或无线式无线电频带的信息是经由一个或多个光信号来传达的。
[0029]在一些实施例中，基站经由光信号传送发现信息并经由无线电信号传送话务数据信号。在一些实施例中，基站经由光信号传送发现信息和话务数据信号。在一些此类实施例中，经由光信号传达的信息的数据率是变化的，例如，在传送话务数据时具有比传送发现信息时更高的数据率。
[0030]在一些实施例中，来自基站的光信号传达信息，例如发现信息(诸如，ID(例如W1-Fi SSID)、或接入点预共享密钥(AP PSK))，该信息在被UE设备检测到时触发UE设备从第一设备操作模式改变成第二设备操作模式，其中第二设备操作模式是较高功耗的操作模式。在一些实施例中，光信号(例如，来自基站的光信标信号)传达信息。在一些此类实施例中，检测到该光信号且恢复出所传达信息的UE设备响应于恢复出的所传达信息而上电和/或配置UE设备内的无线式无线电或者UE设备内的一个或多个特定无线式无线电模块或者一个或多个特定无线式无线电电路。在一些实施例中，光信号(例如，来自基站的光信标信号)传达信息(例如ID或PSK)，该信息在被检测到时触发UE设备改变UE设备的光电二极管的反向偏置电压值，例如从第一预定反向偏置电压值改变成第二预定反向偏置电压值，其中第二值高于第一值，由此促成经由光信号以更高数据率和/或使用更大频带的数据通信。例如，UE设备的光电二极管在处于发现设备操作模式时被设为第一值，在发现设备操作模式中，UE设备搜索AP并尝试检测发现信号，并且光电二极管反向偏置电压对于第二设备操作模式被设为第二值，在第二设备操作模式中下行链路话务数据可以并且有时的确经由光信号传达给UE设备。在各个实施例中，光信号(例如来自基站的光信标信号)传达信息(例如ID或PSK)，该信息在被检测到时触发UE设备与基站建立无线式无线电通信。在一些实施例中，特定UE设备对可经由来自基站的光信号传达的特定ID和/或PSK集合作出响应。在一些此类实施例中，不同UE设备对可经由来自基站的光信号传达的不同ID和/或PSK集合作出响应。
[0031]图2是根据各个示例性实施例的操作用户装备(UE)设备的示例性方法的流程图200。该示例性方法的操作始于步骤202，在此UE设备上电和初始化。操作从步骤202行进至步骤204。在步骤204，UE设备处理光电二极管的输出以检测对来自光发射机的信息信号的接收。在一些实施例中，该信息信号传达光源ID、接入点(AP) ID(例如，W1-Fi SSID)、接入点预共享密钥(PSK)、或指示接入点的存在的其他信息。在一些实施例中，PSK是时变的。在各个实施例中，为了限制对特定UE设备集合的接入，在来自光发射机的信息信号中传达AP的PSK而非AP的ID (例如，SSID)是有益的。操作从步骤204行进至步骤206。
[0032]在步骤206，如果UE设备确定在步骤204的处理中检测到信息信号，则操作从步骤206行进至步骤208 ;否则操作从步骤206行进至步骤204的输入。
[0033]回到步骤208，在步骤208，UE设备从所述信息信号恢复信息。在一些实施例中，步骤208包括步骤209、210、211和213中的一个或多个或全部。在步骤209，UE设备从所述信息信号恢复设备配置信息。该设备配置信息包括与UE设备和/或AP有关的配置信息。示例性设备配置信息包括例如通信协议信息、频率调谐信息、定时/频率结构信息、功率电平信息、速率和/或调制信息。在步骤210，UE设备从信息信号恢复网络配置信息，例如，关于AP背后的网络的信息。在步骤211，UE设备从信息信号恢复标识符，例如AP ID(诸如W1-Fi SSID)。在步骤213，UE设备从信息信号恢复预共享密钥(PSK)。操作从步骤208行进至步骤212。
[0034]在步骤212，UE设备响应于检测到对来自光发射机的信息信号的接收而从第一设备操作模式改变成第二设备操作模式，与所述第一设备操作模式相比，所述第二设备操作模式是较高功耗操作模式。在一些实施例中，步骤212的执行取决于从步骤208恢复出的AP ID或恢复出的PSK与一值相匹配，该值例如是与UE设备被允许接入的AP集相对应的预定值集合中的值。在各个实施例中，第一设备操作模式是发现操作模式，而第二设备操作模式是话务操作模式。发现操作模式例如是其中交换关于通信设备、通信服务、设备能力的信息和/或用来启用通信的配置信息的模式。话务操作模式例如是其中传达对应于应用(例如，语音、数据