本發(fā)明涉及一種光無線通信設(shè)備、系統(tǒng)和方法。

背景技術(shù)：

1、眾所周知，使用光而不是無線電頻率來提供無線數(shù)據(jù)通信，以在設(shè)備之間無線發(fā)送和接收數(shù)據(jù)?？梢酝ㄟ^調(diào)制光的至少一種屬性(例如，光的強度)來使用光發(fā)送數(shù)據(jù)。使用光無線地發(fā)送數(shù)據(jù)的方法可以被稱為光無線通信(owc)或光通信(lc)。lifi是光無線通信的一種形式。

2、一些已知owc收發(fā)機設(shè)備可以在豎直軸周圍具有寬操作區(qū)域。例如，在owc網(wǎng)絡(luò)接入點中例如使用的一些這種已知owc收發(fā)機設(shè)備可以具有單個owc光源/發(fā)射機和接收機/光電檢測器以及約60度的操作區(qū)域或視場(fov)。

3、為了提高能耗效率，一些已知owc收發(fā)機設(shè)備可以通過運動感測而具有功率節(jié)省的功能，使得當(dāng)在owc收發(fā)機設(shè)備的發(fā)送區(qū)域或視場內(nèi)未檢測到遠(yuǎn)程設(shè)備時，使該設(shè)備進(jìn)入中間狀態(tài)或休眠狀態(tài)以節(jié)省功率。wo?2012/20968和ep?3704812中描述了已知owc收發(fā)機設(shè)備的示例。

4、owc收發(fā)機或接入點的能量消耗部分地取決于光源或發(fā)射器的類型以及被發(fā)送的光輸出功率的期望水平。已知的owc設(shè)備可以使用任何合適的光源(例如，led或豎直腔半導(dǎo)體激光器(vcsel)或其他激光器)作為提供根據(jù)owc通信協(xié)議而調(diào)制的光以建立通信并對數(shù)據(jù)進(jìn)行編碼的光源。這種光源可以具有隨溫度而變化的操作特性，并且由光源或發(fā)射器產(chǎn)生的熱量取決于光源的額定功率和電能轉(zhuǎn)換為owc光的效率。

5、需要一種能夠進(jìn)行寬視場傳輸以及到合適owc接收設(shè)備的高光無線通信數(shù)據(jù)速率傳輸?shù)母咝У湍芎膐wc收發(fā)機或接入點。

技術(shù)實現(xiàn)思路

1、在第一方面，提供了一種光無線通信(owc)發(fā)射機裝置，可選地，收發(fā)機裝置，包括：

2、多個發(fā)射機，每個發(fā)射機具有相應(yīng)視場，每個發(fā)射機被配置為針對相應(yīng)視場發(fā)送owc信號；以及

3、控制器，被配置為選擇所述發(fā)射機中的哪一個發(fā)送所述owc信號，從而確定由所述裝置向其發(fā)送所述owc信號的發(fā)送區(qū)域，其中，

4、所述發(fā)送區(qū)域包括至少一個子區(qū)域，每個子區(qū)域?qū)?yīng)于所述發(fā)射機中的相應(yīng)發(fā)射機的視場。

5、選擇發(fā)射機可以包括由控制器控制每個發(fā)射機是處于較高功率狀態(tài)還是較低功率狀態(tài)，可選地是處于通電狀態(tài)還是斷電狀態(tài)。

6、該裝置可以被配置為向遠(yuǎn)程設(shè)備發(fā)送owc信號。該裝置還可以包括用于確定遠(yuǎn)程設(shè)備的位置的至少一個檢測器，例如存在檢測器。選擇發(fā)射機發(fā)送owc信號可以包括：根據(jù)所確定的遠(yuǎn)程設(shè)備的位置來選擇發(fā)射機中的一個或多個。

7、確定位置可以包括：確定遠(yuǎn)程設(shè)備是否存在于發(fā)射機視場中的一個或多個中。

8、選擇發(fā)射機發(fā)送owc信號可以包括基于以下中的至少一個選擇發(fā)射機中的一個或多個：遠(yuǎn)程設(shè)備是否被確定為存在于所述發(fā)射機的視場中、在所述發(fā)射機的視場的閾值距離內(nèi)、正在朝向所述發(fā)射機的視場移動、或者正在移動遠(yuǎn)離所述發(fā)射機的視場。

9、控制器可以被配置為：響應(yīng)于遠(yuǎn)程設(shè)備離開一個或多個發(fā)射機的視場而取消選擇發(fā)射機中的一個或多個，例如移動到較低功率狀態(tài)。

10、通過根據(jù)遠(yuǎn)程設(shè)備在多個發(fā)射機的視場內(nèi)的位置來選擇和取消選擇發(fā)射機中的一個或多個，owc發(fā)射機或收發(fā)機裝置可以被配置為節(jié)能。

11、控制器可以被配置為在遠(yuǎn)程設(shè)備離開一個或多個發(fā)射機的視場的離開之后的延遲時間處取消選擇發(fā)射機中的所述一個或多個。

12、至少一個檢測器可以包括多個檢測器，每個檢測器具有相應(yīng)不同檢測器視場，并且可選地，多個檢測器中的至少一個與發(fā)射機中的相應(yīng)不同發(fā)射機相關(guān)聯(lián)。

13、該裝置還可以包括用于接收根據(jù)owc協(xié)議發(fā)送的owc信號的一個或多個owc接收機，可選地，其中，每個發(fā)射機與具有能夠接收owc信號的相應(yīng)接收機視場的對應(yīng)owc接收機相關(guān)聯(lián)，進(jìn)一步可選地，其中，所述發(fā)射機的視場至少部分地與對應(yīng)owc接收機的視場匹配或重疊。

14、owc發(fā)射機和/或owc接收機中的至少一個可以包括自由曲面光學(xué)透鏡，可選地包括自由曲面小透鏡，可選地，其中，自由曲面光學(xué)小透鏡中的至少一個具有平移不對稱或圓柱不對稱的自由曲面光學(xué)表面。

15、owc發(fā)射機中的至少一個可以包括自由曲面光學(xué)透鏡，所述自由曲面光學(xué)透鏡被配置為將來自發(fā)射機光源的光映射或平移到位于owc發(fā)送視場中的操作區(qū)域中的接收平面上，其中，所映射或平移的光具有限定形狀或外緣或輪廓的強度分布，

16、可選地，其中，所述限定形狀或外緣或輪廓被配置為與相鄰發(fā)射機的發(fā)送視場的限定形狀或外緣或輪廓對接或匹配，從而減少相應(yīng)發(fā)送視場的重疊，

17、可選地，其中，所述操作區(qū)域內(nèi)的接收平面上的所述發(fā)送視場內(nèi)的強度分布是均勻強度分布。

18、一個或多個存在檢測器可以被配置為檢測運動、信標(biāo)信號、音調(diào)信號、由客戶端設(shè)備發(fā)送的信號中的至少一個，和/或被配置為執(zhí)行三角測量過程，從而確定遠(yuǎn)程設(shè)備的位置，例如遠(yuǎn)程設(shè)備在發(fā)射機視場中的一個或多個中的存在。

19、至少一個檢測器可以包括至少一個光學(xué)存在檢測器，其被配置為檢測來自遠(yuǎn)程設(shè)備的信號。

20、至少一個光學(xué)存在檢測器可以被配置為：基于owc信號的接收來確定所述設(shè)備的位置，而無需對所接收的owc信號進(jìn)行解碼以提取編碼在所述owc信號中的數(shù)據(jù)。

21、該裝置還可以包括用于接收根據(jù)owc協(xié)議發(fā)送的owc信號的至少一個owc接收機，其中，至少一個光學(xué)存在檢測器可以包括光電檢測器，在owc發(fā)送頻率下，與該至少一個owc接收機相比，該光電檢測器的接收信號敏感度更低。

22、至少一個光學(xué)存在檢測器可以被配置為檢測owc信號的較低頻率部分、或較低頻率owc信號，例如報頭或信標(biāo)信號，

23、其中，owc信號可以包括較高頻率部分和/或owc協(xié)議，其包括較高頻率信號。

24、至少一個光學(xué)存在檢測器可以包括能量檢測器，可選地，光電檢測器和/或pin二極管。

25、至少一個光學(xué)存在檢測器可以包括至少一個owc接收機，其被配置為基于從遠(yuǎn)程設(shè)備接收到的owc信號來確定遠(yuǎn)程設(shè)備的位置。

26、每個存在檢測器可以具有與發(fā)射機中的對應(yīng)一個或多個發(fā)射機的視場對齊和/或至少部分地匹配的視場。

27、至少一個存在檢測器可以包括具有重疊視場的多個存在檢測器。至少一個存在檢測器可以包括至少一個自由曲面光學(xué)透鏡。

28、至少一個存在檢測器可以包括單個檢測器、或數(shù)量小于發(fā)射機的數(shù)量的檢測器，并且檢測器各自可以具有比發(fā)射機的單獨視場大的視場。

29、至少一個存在檢測器可以包括單個owc接收機。單個owc接收機可以被配置為接收由發(fā)射機區(qū)域中的任一個或全部內(nèi)或與發(fā)射機區(qū)域中的任一個或全部相鄰的遠(yuǎn)程設(shè)備發(fā)送的owc信號。

30、該裝置可以包括至少一個光學(xué)屏障(例如，光學(xué)存在檢測屏障)，和/或可以包括自由曲面光學(xué)透鏡，其被配置為限定和/或限制存在檢測器和/或發(fā)射機中的至少一個的光學(xué)視場。

31、至少一個光學(xué)屏障可以包括多個光學(xué)屏障，每個光學(xué)屏障與存在檢測器中的相應(yīng)一個或多個存在檢測器相關(guān)聯(lián)。自由曲面光學(xué)透鏡可以包括多個光學(xué)透鏡，每個光學(xué)透鏡與存在檢測器中的相應(yīng)一個或多個存在檢測器相關(guān)聯(lián)。

32、光學(xué)屏障和/或自由曲面光學(xué)透鏡可以被配置為使得例如在所述遠(yuǎn)程設(shè)備的期望操作區(qū)域中，所述視場具有期望形狀，可選地使得所述視場具有諸如正方形、矩形、三角形、五邊形、六邊形、八邊形、圓形或橢圓形之類的期望幾何形狀，和/或使得所述視場具有至少部分筆直邊緣。

33、光學(xué)屏障和/或自由曲面光學(xué)透鏡可以被配置為使得光學(xué)視場在距該裝置的目標(biāo)距離處具有期望的相對間距、重疊、形狀和/或尺寸。

34、光學(xué)屏障和/或自由曲面光學(xué)透鏡可以被配置為使得光學(xué)存在檢測視場中的至少一些、可選地全部在距發(fā)射機裝置的該目標(biāo)距離處或目標(biāo)距離處鄰接或重疊，

35、光學(xué)屏障中的一個或多個可以由用戶調(diào)整和/或自動地調(diào)整，以改變相關(guān)聯(lián)的存在檢測器光學(xué)視場的方向和/或尺寸。

36、用戶可以替換光學(xué)屏障的至少一部分，從而改變相關(guān)聯(lián)的視場和/或改變光學(xué)屏障或相關(guān)聯(lián)的存在檢測器的至少一種性能特性。

37、對于光學(xué)屏障和/或自由曲面光學(xué)透鏡中的一個或多個，存在檢測器中的至少一個可以被定位為在所述光學(xué)屏障或自由曲面光學(xué)透鏡內(nèi)、之后或與所述光學(xué)屏障或自由曲面光學(xué)透鏡相鄰，使得光學(xué)屏障或自由曲面光學(xué)透鏡限定檢測器中的相應(yīng)一個或多個檢測器的視場。

38、光學(xué)屏障可以包括吸光表面或?qū)樱绱植诨瘜雍?或黑化層和/或吸光涂層。

39、發(fā)射機視場中的每一個可以具有相應(yīng)中心軸，并且每個中心軸例如相對于針對該裝置定義的豎直軸可以處于不同的角度。

40、所述豎直軸可以基本上與發(fā)射機所在的平面或距發(fā)射機最小平均距離處的平面正交。

41、發(fā)射機可以被配置為使得視場在距該裝置的目標(biāo)距離處具有期望的相對間距、重疊、形狀和/或尺寸。

42、發(fā)射機可以被配置為使得發(fā)射機視場的至少一部分中的至少一些(可選地，全部)在距裝置的目標(biāo)距離處鄰接或重疊，例如使得所選操作發(fā)射機在距裝置的該目標(biāo)距離或目標(biāo)距離處提供連續(xù)的組合發(fā)送區(qū)域。

43、發(fā)射機可以被配置為使得視場具有期望形狀，可選地使得視場具有諸如正方形、矩形、三角形、五邊形、六邊形、八邊形、圓形或橢圓形之類的期望幾何形狀，和/或使得視場具有基本上筆直邊緣。

44、發(fā)射機操作區(qū)域可以理解為視場內(nèi)遠(yuǎn)程設(shè)備可以接收傳輸信號的區(qū)域。發(fā)射機fov是其中發(fā)射機被配置為發(fā)送信號的區(qū)域。視場具有細(xì)長形狀，使得操作區(qū)域內(nèi)的接收平面與最大豎直尺寸相比具有細(xì)長的最大水平尺寸，該視場可以提供更高能效的光傳輸。例如，這可以位于沿水平軸傳輸?shù)囊晥鰞?nèi)，其中，操作區(qū)域的上部區(qū)域很少被遠(yuǎn)程設(shè)備的接收機使用。

45、可以提供與發(fā)射機相關(guān)聯(lián)的光學(xué)屏障或自由曲面光學(xué)透鏡。光學(xué)屏障和/或自由曲面光學(xué)透鏡可以被配置為使得發(fā)射機的光學(xué)視場在距裝置的目標(biāo)距離處具有期望的相對間距、重疊、形狀和/或尺寸。

46、控制器可以被配置為選擇用于發(fā)送owc信號的發(fā)射機以保持與遠(yuǎn)程設(shè)備或至少一個遠(yuǎn)程設(shè)備的通信的連續(xù)性。

47、控制器可以被配置為選擇用于將owc信號發(fā)送給各自處于相應(yīng)不同位置處的多個遠(yuǎn)程設(shè)備的發(fā)射機。

48、發(fā)送區(qū)域可以包括多個不連續(xù)發(fā)送區(qū)域，每個發(fā)送區(qū)域用于將owc信號發(fā)送給相應(yīng)不同遠(yuǎn)程設(shè)備，并且每個發(fā)送區(qū)域包括至少一個相應(yīng)發(fā)送子區(qū)域。

49、控制器可以被配置為周期性地或者響應(yīng)于另一條件來選擇至少每個未選擇的發(fā)射機，可選地選擇每個發(fā)射機，并且使用每個這樣選擇的發(fā)射機來發(fā)送信標(biāo)信號。

50、控制器可以被配置為：響應(yīng)于沒有響應(yīng)于信標(biāo)信號接收到來自遠(yuǎn)程設(shè)備的答復(fù)，取消選擇發(fā)射機。

51、該裝置可以被配置為：如果所選操作發(fā)射機的數(shù)量減少或小于最大發(fā)射機數(shù)量(或者所選發(fā)射機的數(shù)量增加)時，則通過每個所選發(fā)射機中的至少一個提供增加的光功率輸出(或減少的光功率輸出)。

52、該裝置可以被配置為以組合提供所選發(fā)射機的基本上恒定的光功率輸出。

53、控制器可以被配置為根據(jù)該裝置的至少一部分的測量溫度或預(yù)期溫度和/或發(fā)射機中的至少一個發(fā)射機的測量溫度或預(yù)期溫度來改變所選發(fā)射機的光功率輸出。

54、控制器可以被配置為根據(jù)該裝置的至少一部分的溫度和/或發(fā)射機中的至少一個的測量溫度或預(yù)期溫度和/或所選發(fā)射機的數(shù)量和/或位置來改變由所選發(fā)射機發(fā)送的owc信號所提供的數(shù)據(jù)速率。

55、控制器可以被配置為改變所選發(fā)射機的光功率輸出和/或改變被選擇的發(fā)射機的數(shù)量和/或位置，以便將所述溫度維持在期望操作溫度范圍內(nèi)。

56、該裝置可以包括至少一個散熱器，其被布置為從至少一個發(fā)射機移除熱量。

57、owc裝置可以包括多于一個散熱器，每個散熱器與相應(yīng)發(fā)射機相關(guān)聯(lián)，其中，散熱器中的至少一個與散熱器中的至少一個其他散熱器熱連接，例如以形成組合散熱器。

58、對于至少一個發(fā)射機，相應(yīng)至少一個散熱器可以熱連接到與至少一個其他發(fā)射機相關(guān)聯(lián)的至少一個其他散熱器，并且在操作中，當(dāng)至少一個其他發(fā)射機不操作時，相應(yīng)散熱器可以處于較低溫度。

59、該裝置可以包括用于發(fā)射機中的至少一些的組合或共享散熱器，并且由每個發(fā)射機實現(xiàn)的最大數(shù)據(jù)傳輸速率可以取決于操作中的與組合散熱器熱連接的其他發(fā)射機的數(shù)量和/或這些發(fā)射機在組合散熱器中的位置。

60、由與組合散熱器熱連接的每個發(fā)射機實現(xiàn)的最大數(shù)據(jù)傳輸速率可以取決于每個光源和/或每個發(fā)射機附近的組合散熱器的溫度

61、至少一個散熱器可以包括與多個發(fā)射機散熱器熱連接(可選地，與所有發(fā)射機散熱器熱連接)的散熱器。

62、至少一個散熱器可以包括熱管。至少一個散熱器可以包括翅式散熱器。至少一個散熱器可以包括(可選地，可連接在一起和/或通過至少一個熱橋連接的)多個部分。至少一個散熱器的至少一部分可以包括該裝置的外殼的至少一部分。

63、發(fā)射機可以被包括在單個單元中和/或單個外殼內(nèi)。

64、發(fā)射機中的至少一個可以經(jīng)由有線連接或其他連接而連接到包括控制器的該單元或外殼或者單元或外殼，使得發(fā)射機中的所述至少一個相對于該單元或外殼可移動和/或可被定位為遠(yuǎn)離該外殼。

65、該裝置可以包括調(diào)制電路，該調(diào)制電路被配置為向至少所選發(fā)射機提供調(diào)制信號，從而調(diào)制驅(qū)動電壓或電流，以便通過調(diào)制由所選發(fā)射機輸出的光來提供owc信號，可選地，其中，owc信號符合owc協(xié)議。

66、由控制器控制每個發(fā)射機是處于較高功率狀態(tài)還是處于較低功率狀態(tài)可以包括：控制施加到發(fā)射機的驅(qū)動電壓或電流是具有較高值還是具有較低值，可選地，控制驅(qū)動電壓或電流是否具有操作值或基本上為零。

67、調(diào)制電路可以被配置為向所選發(fā)射機和未選發(fā)射機兩者提供調(diào)制信號。

68、該裝置可以包括被配置為接收owc信號的至少一個接收機。與該至少一個接收機的視場相比，多個發(fā)射機中的至少一個可以具有不同方向上的視場或者與不同的操作區(qū)域?qū)R的視場。由至少一個發(fā)射機發(fā)送的owc信號可以包括或表示所接收到的owc信號的至少一部分和/或所接收到的owc信號中包括的至少一些數(shù)據(jù)。

69、接收機操作區(qū)域可以被理解為是接收機視場中可以接收來自遠(yuǎn)程設(shè)備的信號的區(qū)域。發(fā)射機操作區(qū)域被定義為發(fā)射機視場中遠(yuǎn)程設(shè)備可以接收信號的區(qū)域。

70、至少一個接收機的視場可以與多個發(fā)射機中的至少一個的視場至少部分地重疊。

71、該裝置可以被配置為發(fā)送owc信號，而不對所接收到的owc信號進(jìn)行解碼，該owc信號包括或表示所接收到的owc信號和/或所接收到的owc信號中包括的至少一些數(shù)據(jù)。

72、該裝置可以被配置為在對接收信號的至少一部分進(jìn)行解碼并然后對發(fā)送信號的至少一部分進(jìn)行編碼之后發(fā)送owc信號，該owc信號包括或表示所接收到的owc信號的至少一部分和/或所接收到的owc信號中包括的至少一些數(shù)據(jù)。該裝置可以被配置為在具有與所接收到的owc信號的視場的方向不同的方向的視場中發(fā)送owc信號，該owc信號包括或表示接收信號或接收到的且經(jīng)解碼/編碼的owc信號的至少一部分。

73、可以在重傳之前放大所接收到的owc信號的至少一部分。

74、該裝置可以包括接入點，或者形成接入點的一部分。

75、接入點可以經(jīng)由有線連接和/或主電力數(shù)據(jù)連接和/或無線連接而連接到網(wǎng)絡(luò)，例如局域網(wǎng)(lan)和/或互聯(lián)網(wǎng)或其他遠(yuǎn)程網(wǎng)絡(luò)。

76、由該裝置發(fā)送的owc信號可以包括從網(wǎng)絡(luò)接收到的數(shù)據(jù)，和/或owc信號可以經(jīng)由網(wǎng)絡(luò)與該遠(yuǎn)程設(shè)備或遠(yuǎn)程設(shè)備建立和/或維持通信會話。

77、發(fā)射機中的至少一個可以是照明光源(例如上照燈、下照燈、聚光燈、落地?zé)艋蚺_燈)，或者形成照明光源的一部分。

78、每個發(fā)射機可以包括至少一個發(fā)光二極管(led)或豎直腔表面發(fā)射激光器(vcsel)。

79、owc信號包括lifi信號。owc光信號可以包括經(jīng)調(diào)制的可見光、紅外紫外光或太赫茲信號。owc信號可以符合ieee?802.15.7、802.15.13、802.11或其擴展或發(fā)展；itu-tg.9960或其擴展或發(fā)展；或itu-t?g.vlc或其擴展或發(fā)展中的一個或多個。

80、在可以獨立地提供的另一方面，提供了一種owc收發(fā)機，其包括如本文所要求保護或描述的裝置，其中，發(fā)射機可以被配置為至少部分地重傳由owc接收機接收到的owc信號，和/或其中，owc接收機和一個或多個發(fā)射機可以具有與相同或不同操作區(qū)域?qū)R的相應(yīng)視場，使得owc信號可以由owc接收機從一個操作區(qū)域接收并且至少部分地由與相同和/或不同操作區(qū)域?qū)R的發(fā)射機中的至少一個發(fā)射機來重傳，可選地其中，可以在至少部分地對所接收到的owc信號進(jìn)行解碼之后執(zhí)行重傳。

81、在可以獨立地提供的另一方面，提供了一種光無線通信(owc)接收機裝置，包括：

82、至少一個owc接收機，該至少一個owc接收機中的每個owc接收機具有相應(yīng)視場，每個owc接收機被配置為針對相應(yīng)視場接收owc信號；以及

83、控制器，被配置為選擇至少一個owc接收機中的哪一個接收owc信號，從而確定由該裝置從其接收owc信號的接收區(qū)域，其中，

84、owc接收區(qū)域包括至少一個子區(qū)域，每個子區(qū)域至少部分地對應(yīng)于相應(yīng)至少一個發(fā)射機的視場。

85、owc接收機可以包括對于多個接收機公共的owc接收信號處理電路。

86、owc接收信號處理電路可以被配置為對來自所有所選owc接收機的信號進(jìn)行求和或以其他方式進(jìn)行組合。

87、owc接收信號處理電路可以被配置為處理來自所有所選owc接收機的信號，從而提取數(shù)據(jù)。

88、在可以獨立地提供的另一方面，提供了一種光無線通信的方法，其包括選擇多個發(fā)射機中的一個或多個發(fā)射機，每個發(fā)射機具有相應(yīng)視場，每個發(fā)射機被配置為針對該相應(yīng)視場發(fā)送owc信號，從而確定由該裝置向其發(fā)送owc信號的發(fā)送區(qū)域，其中，

89、所述發(fā)送區(qū)域包括至少一個子區(qū)域，每個子區(qū)域?qū)?yīng)于所述發(fā)射機中的相應(yīng)發(fā)射機的視場。

90、在可以獨立地提供的另一方面，提供了一種光無線通信系統(tǒng)，其包括：

91、如本文所要求保護或描述并且被配置為與至少一個遠(yuǎn)程設(shè)備進(jìn)行通信的裝置；以及

92、該至少一個遠(yuǎn)程設(shè)備。

93、在可以獨立地提供的另一方面，提供了一種采用子區(qū)域的owc收發(fā)機設(shè)備，其中，發(fā)送子區(qū)域可以單獨地操作以節(jié)省發(fā)送能量。owc收發(fā)機設(shè)備可以采用光學(xué)或非光學(xué)存在檢測來檢測相應(yīng)發(fā)送子區(qū)域內(nèi)或與該相應(yīng)發(fā)送子區(qū)域相鄰的遠(yuǎn)程owc設(shè)備，其中，存在檢測不是owc接收機。

94、在可以獨立地提供的另一方面，提供了一種采用子區(qū)域的owc收發(fā)機設(shè)備，其中，發(fā)送子區(qū)域可以單獨地操作以節(jié)省發(fā)送能量，并且其中，與每個發(fā)送子區(qū)域相關(guān)聯(lián)的散熱器熱連接以提供更高的操作效率和/或數(shù)據(jù)速率。

95、可以提供所述或一種光無線通信(owc)收發(fā)機設(shè)備，其包括：

96、至少一個光發(fā)射機，被配置為發(fā)送第一波長或第一波長范圍的光；

97、驅(qū)動電路，被配置為接收數(shù)據(jù)信號并且處理該數(shù)據(jù)信號以產(chǎn)生驅(qū)動信號來驅(qū)動至少一個光發(fā)射機，使得該至少一個光發(fā)射機產(chǎn)生表示所述數(shù)據(jù)信號的調(diào)制光信號；

98、至少一個接收機，被配置為接收第二波長或第二波長范圍的光并且響應(yīng)于所接收到的光而產(chǎn)生檢測信號；

99、接收機電路，被配置為接收并處理檢測信號以產(chǎn)生接收機信號；

100、解調(diào)電路，被置為根據(jù)owc協(xié)議來執(zhí)行解碼和/或解調(diào)過程，從而從接收機信號中提取數(shù)據(jù)。

101、接收機電路可以包括接收機光前端電路。驅(qū)動電路可以包括發(fā)射機光前端電路。解調(diào)電路可以被提供為基帶裝置的一部分。收發(fā)機設(shè)備裝置還可以包括調(diào)制電路，該調(diào)制電路被配置為根據(jù)owc協(xié)議來執(zhí)行編碼和/或調(diào)制過程，從而對調(diào)制光信號的數(shù)據(jù)進(jìn)行編碼。調(diào)制電路可以被提供為基帶裝置的一部分。解調(diào)和調(diào)制電路可以被提供為基帶裝置的一部分?？刂破骺梢园刂齐娐贰Ｊ瞻l(fā)機設(shè)備裝置還可以包括用于與網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行通信的主機處理資源。收發(fā)機設(shè)備裝置可以包括用于允許接入網(wǎng)絡(luò)的接入點或者形成該接入點的一部分。收發(fā)機設(shè)備裝置可以被配置為接收由遠(yuǎn)程設(shè)備重傳的光無線通信信號的至少一部分。收發(fā)機設(shè)備裝置可以被配置為接收由收發(fā)機設(shè)備裝置發(fā)送且由遠(yuǎn)程設(shè)備重傳的光無線通信信號的至少一部分。至少一個光發(fā)射機被配置為通過第一視場發(fā)送光信號。

102、可以提供能夠進(jìn)行高數(shù)據(jù)速率傳輸?shù)母咝Ч?jié)能owc接入點。接入點可以具有約60度的操作視場，但具有改進(jìn)的操作功耗特性。owc收發(fā)機還可以實現(xiàn)該較低功耗，同時向遠(yuǎn)程設(shè)備提供改進(jìn)的數(shù)據(jù)速率傳輸。

103、每個發(fā)射機子區(qū)域可以具有關(guān)聯(lián)且相應(yīng)的存在檢測器，用于檢測遠(yuǎn)程owc啟用設(shè)備在發(fā)送子區(qū)域內(nèi)的存在。當(dāng)檢測到遠(yuǎn)程owc啟用設(shè)備存在時，可以啟用該子區(qū)域的發(fā)射機。當(dāng)遠(yuǎn)程owc啟用設(shè)備未在發(fā)送子區(qū)域中檢測到或者被檢測為與發(fā)送子區(qū)域相鄰時，則可以關(guān)閉發(fā)射機或?qū)⑵淝袚Q到低功耗模式。當(dāng)在子區(qū)域內(nèi)發(fā)生光無線通信且遠(yuǎn)程設(shè)備位于該子區(qū)域中時，則不需要激活相鄰子區(qū)域的收發(fā)機設(shè)備的發(fā)射機。例如，如果僅一半子區(qū)域是活動的以與遠(yuǎn)程設(shè)備進(jìn)行通信，則owc收發(fā)機的功耗可以顯著降低。

104、可以采用多種檢測方法(諸如運動檢測、信標(biāo)信號、音調(diào)信號、三角測量、客戶端發(fā)送信號等)來檢測遠(yuǎn)程設(shè)備位置。存在檢測器可以是光學(xué)檢測器，其能夠還充當(dāng)用于接收由owc發(fā)射機子區(qū)域內(nèi)或與owc發(fā)射機子區(qū)域相鄰的遠(yuǎn)程設(shè)備發(fā)送的owc信號的光接收機。存在檢測器可以是光學(xué)檢測器，其是在低光傳輸水平下對傳入owc信號的完全檢測響應(yīng)不足的通用光電檢測器，但其能夠在具有或沒有光信號增強組件的情況下檢測根據(jù)owc協(xié)議發(fā)送的owc信號的低頻元素或分量或分組信號。光電檢測器可以用于檢測傳入的遠(yuǎn)程生成owc信號，從而對遠(yuǎn)程設(shè)備進(jìn)行存在檢測，而無需對owc信號進(jìn)行解碼。在遠(yuǎn)程設(shè)備向一個或多個光學(xué)檢測器發(fā)送光信號以實現(xiàn)對遠(yuǎn)程設(shè)備位置的存在檢測的應(yīng)用中，光學(xué)檢測器可以與收發(fā)機設(shè)備的相應(yīng)發(fā)射機和發(fā)射機子區(qū)域相關(guān)聯(lián)。

105、在一些配置中，存在檢測可以由光學(xué)檢測器來實現(xiàn)。

106、通過提供具有相應(yīng)存在檢測和owc接收機或至少一個owc接收機的多個窄場發(fā)送區(qū)域來接收來自在子區(qū)域傳輸?shù)膮^(qū)域中操作的遠(yuǎn)程設(shè)備的上行鏈路信號，可以在較小的操作區(qū)域上提供owc。上行鏈路owc接收機可以與每個相應(yīng)子區(qū)域相關(guān)聯(lián)，或者可以與多于一個或所有子區(qū)域相關(guān)聯(lián)。

107、子區(qū)域的使用允許進(jìn)行操作，使得包括owc發(fā)射機或收發(fā)機裝置的多個發(fā)射機的組合視場在內(nèi)的整個owc操作區(qū)域的平均光功率或光功率密度因此可以降低，從而節(jié)省能量。該益處可以至少需要針對每個子區(qū)域的附加發(fā)射機和附加存在檢測器。

108、收發(fā)機或發(fā)射機owc裝置的發(fā)送區(qū)域可以具有在子區(qū)域上均勻或不均勻分布的總光功率容量，并且在操作子區(qū)域中發(fā)送的或可用于發(fā)送的光功率可以至少部分地取決于操作中的子區(qū)域發(fā)射機的數(shù)量。在每個子區(qū)域中發(fā)送的或可用于發(fā)送的光功率至少部分地取決于由控制器選擇的或正在由控制器選擇的子區(qū)域發(fā)射機的數(shù)量。

109、至少一個子區(qū)域中的光功率密度可以至少部分地取決于其他子區(qū)域中的多個發(fā)射機的操作或選擇。

110、通過增加子區(qū)域內(nèi)的光功率密度或光功率，可以增加子區(qū)域內(nèi)的遠(yuǎn)程接收設(shè)備的操作距離或到遠(yuǎn)程設(shè)備的數(shù)據(jù)速率傳輸。

111、控制器可以被配置為：即使相應(yīng)子區(qū)域被選擇用于或正在發(fā)送owc信號，也使一個子區(qū)域中的傳輸?shù)目捎霉夤β蕛?yōu)先于至少一個其他子區(qū)域的傳輸?shù)目捎霉夤β??？捎糜诰哂袃?yōu)先級的子區(qū)域中的發(fā)射機的光功率可以優(yōu)先于可用于另一子區(qū)域中的發(fā)射機的光功率來增加。

112、控制器可以被配置為確定子區(qū)域發(fā)射機優(yōu)先級和/或可以響應(yīng)于來自至少一個owc接收機的信號和/或來自存在檢測器的信號來增加子區(qū)域中的可用光功率。從至少一個owc接收機接收到的信號可以源自或者包括關(guān)于從至少一個遠(yuǎn)程設(shè)備接收到的數(shù)據(jù)速率的信息或關(guān)于接收機snr的信息。

113、備選地，對于與具有單個發(fā)射機或收發(fā)機寬場區(qū)域的接入點的功耗類似的功耗，可以使用較高功率子區(qū)域發(fā)射機來增加單獨子區(qū)域的功耗，從而增加子區(qū)域的單獨光功率密度并增加子區(qū)域owc的有效操作傳輸距離。

114、為了在遠(yuǎn)程設(shè)備的典型操作距離處的發(fā)送子區(qū)域內(nèi)實現(xiàn)可靠的光通信，光學(xué)檢測器的檢測區(qū)域可以被定位為與該操作范圍或距離處的發(fā)射機區(qū)域的檢測區(qū)域緊密地匹配，因此在多發(fā)射機安裝中，owc發(fā)送區(qū)域重疊的地方，光學(xué)存在檢測區(qū)域可以重疊。

115、在一些配置中，存在檢測器也可以是owc接收機。owc接收機區(qū)域的重疊可以是有益的，因為它可以有助于在owc接收機檢測區(qū)域的邊緣處提高owc數(shù)據(jù)接收可靠性，在該邊緣處，接收信號增益較低并且接收信號較弱或受到較大的干擾。

116、通過使用窄子區(qū)域，可能需要的是，當(dāng)遠(yuǎn)程設(shè)備在發(fā)送區(qū)域之間移動時，通過激活其中檢測到遠(yuǎn)程或移動設(shè)備的發(fā)送區(qū)域或其中預(yù)計將檢測到遠(yuǎn)程設(shè)備的相鄰區(qū)域來確保與接入點的不間斷連接。

117、為了實現(xiàn)該不間斷功能，窄發(fā)送區(qū)域的外部區(qū)域通常重疊，并且該系統(tǒng)被提供有檢測遠(yuǎn)程設(shè)備存在于哪個發(fā)送區(qū)域的能力。當(dāng)設(shè)備在相鄰發(fā)送區(qū)域中或接近相鄰發(fā)送區(qū)域時，則可以激活相應(yīng)的相鄰區(qū)域發(fā)射機。

118、在重疊的存在檢測器區(qū)域中，遠(yuǎn)程設(shè)備的位置可能不太確定，從而導(dǎo)致對最高效發(fā)射機的操作的不太確定。為了確?？煽康膐wc接入點傳輸，與重疊的接收區(qū)域相關(guān)聯(lián)或相鄰的發(fā)射機可以是可操作的。當(dāng)在發(fā)送子區(qū)域中不再檢測到遠(yuǎn)程設(shè)備時，可以在發(fā)射機斷電之前應(yīng)用延遲。

119、因此，與重疊區(qū)域中的遠(yuǎn)程設(shè)備位置相關(guān)聯(lián)的不確定性可以與非最佳能耗成本相關(guān)聯(lián)。

120、owc收發(fā)機設(shè)備可以包括照明光源。

121、owc收發(fā)機設(shè)備可以包括owc傳輸光源散熱器，其熱連接到至少一個另外的owc傳輸光源散熱器，使得當(dāng)另外的owc傳輸光源中的至少一個不操作時，至少一個owc傳輸光源的操作溫度降低。

122、owc發(fā)射機可以包括能夠發(fā)送光無線通信信號的光發(fā)射器設(shè)備，例如vcsel、vcsel陣列、激光二極管、發(fā)光等離子體(lep)或led、led陣列或其他合適的光源設(shè)備。該發(fā)射機或每個發(fā)射機可以被配置為發(fā)送紅外光和/或可見光和/或紫外光和/或適合于owc通信的任何波長的光。owc通信可以包括lifi通信。owc通信可以是全雙工的和/或半雙工的。

123、發(fā)射機還可以包括調(diào)節(jié)、放大和調(diào)制電路。發(fā)射機可以包括用于發(fā)送所發(fā)射的光的光學(xué)組件。光學(xué)組件可以包括自由曲面光學(xué)透鏡。發(fā)射機可以包括光前端設(shè)備或者形成光前端設(shè)備的一部分。

124、在一些實施例中，每個發(fā)送區(qū)域具有相應(yīng)的owc接收機，或者owc接收機可以在多于一個發(fā)送子區(qū)域上提供接收覆蓋。在一些設(shè)計中，接收機視場的軸的中心也可以與通過owc收發(fā)機裝置或設(shè)備的中心的豎直軸成一定角度對齊。

125、在一些實施例中，owc發(fā)射機和/或owc接收機和/或存在檢測器可以包括自由曲面光學(xué)透鏡，該自由曲面光學(xué)透鏡包括自由曲面光學(xué)小透鏡并且具有包括小透鏡自由曲面光學(xué)表面的三維自由曲面光學(xué)表面。3d自由曲面光學(xué)表面可以包括一個或多個相鄰小透鏡的小透鏡光學(xué)表面之間的一個或多個臺階或不連續(xù)性。自由曲面光學(xué)表面可以包括一個或多個相鄰小透鏡的小透鏡光學(xué)表面之間的3d自由曲面光學(xué)表面的梯度的符號的變化。

126、自由曲面光學(xué)小透鏡中的至少一個可以具有平移不對稱或圓柱不對稱的小透鏡自由曲面光學(xué)表面。

127、如果小透鏡光學(xué)表面不是圓柱對稱的，則可認(rèn)為小透鏡光學(xué)表面是圓柱不對稱的，例如，小透鏡光學(xué)表面未被配置為使得小透鏡光學(xué)表面在繞旋轉(zhuǎn)軸旋轉(zhuǎn)任何角度之后保持不變。旋轉(zhuǎn)軸可以或可以不延伸穿過小透鏡光學(xué)表面。

128、接收機可以包括被配置為檢測調(diào)制光的接收元件。接收元件可以包括至少一個光電檢測器。可以使用任何合適的一個或多個光電檢測器。光電檢測器可以對紫外光、可見光和紅外波長、或適合于光無線通信的任何光波長敏感。在一個實施例中，接收機包括至少一個apd(雪崩光電二極管)。在其他實施例中，接收機包括至少一個si?pin光電二極管。在另外的實施例中，接收機可以包括能夠接收合適頻率的光的任何光電檢測器。例如，接收機可以包括至少一個石墨烯cmos高分辨率傳感器。在另外的實施例中，sta接收機可以包括至少一個硅光電倍增管(sipm)或單光子雪崩二極管(spad)作為光電檢測器。

129、接收機可以包括接收機電路，其被配置為從光電檢測器獲得表示由光電檢測器接收到的光的信號并且處理來自光電檢測器的信號以提供接收機信號。接收機可以包括光前端設(shè)備或者形成光前端設(shè)備的一部分。

130、可以提供一種收發(fā)機裝置或設(shè)備，其被配置為通過使用分開的發(fā)送區(qū)域進(jìn)行功率節(jié)省以及相關(guān)聯(lián)的操作算法來進(jìn)行操作。這些區(qū)域可以相對于通過收發(fā)機設(shè)備的中心的豎直軸對齊，以覆蓋寬發(fā)送區(qū)域。用于發(fā)射機操作的光學(xué)存在檢測器或存在檢測器可以具有與相鄰區(qū)域重疊的最小面積，以提高從一個子區(qū)域到另一子區(qū)域的切換效率。第一光學(xué)檢測器可以用于基于由遠(yuǎn)程設(shè)備發(fā)送的owc協(xié)議信號的低頻分量來進(jìn)行發(fā)送子區(qū)域的至少一部分內(nèi)的遠(yuǎn)程設(shè)備存在檢測，并且位于不同位置處的第二光學(xué)檢測器可以用于對相同owc協(xié)議信號的檢測和解碼。收發(fā)機設(shè)備可以包括至少一個散熱器，其被布置為從至少一個發(fā)射機移除熱量。

131、該散熱器可以是共享散熱器，其被設(shè)計用于來自與分開的子區(qū)域相關(guān)聯(lián)的單獨發(fā)射機(tx)中的任何一個的熱量的分布。當(dāng)熱連接到共享或組合散熱器的較大傳熱面積時，單獨發(fā)射機可以在較低溫度下操作，這取決于操作中的發(fā)射機的數(shù)量和位置以及當(dāng)不在最大數(shù)據(jù)速率下操作時的每個單獨發(fā)射機的操作的占空比。

132、在可以獨立地提供的另一方面，提供了一種光無線通信系統(tǒng)，其包括多個如本文所要求保護或描述的owc收發(fā)機裝置，其中，所述多個owc收發(fā)機裝置中的至少一個owc收發(fā)機裝置被定向和定位為使得：與所述多個owc收發(fā)機裝置中的另一owc收發(fā)機裝置的發(fā)送視場和/或接收視場相比，所述至少一個owc收發(fā)機裝置的發(fā)送視場和/或接收機視場與不同的操作區(qū)域?qū)R或指向不同的方向；

133、可選地，其中，所述多個owc收發(fā)機裝置中的至少兩個owc收發(fā)機裝置各自被配置有基帶或調(diào)制解調(diào)器設(shè)備，并且

134、進(jìn)一步可選地，其中，所述多個owc收發(fā)機裝置中的至少兩個owc收發(fā)機裝置共享功能和/或相關(guān)聯(lián)的電路，例如處理資源或電源資源。

135、還可以提供一種基本上如本文參照附圖描述的裝置、系統(tǒng)和/或方法。

136、一個方面中的特征可以以任何適當(dāng)?shù)慕M合被應(yīng)用為任何其他方面中的特征。例如，任何一個或多個裝置、系統(tǒng)或方法特征可以被提供為任何一個或多個其他裝置、系統(tǒng)或方法特征。