CN107257257A - 根据休眠模式设置发送可见性帧的方法及控制设备 - Google Patents

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Abstract

提供了一种根据包括可见光通信(VLC)设备和VLC控制设备的VLC***中的VLC设备中的休眠模式设置发送可见性帧的方法，所述方法包括：接收用于请求所述VLC设备的周期休眠模式或非周期休眠模式的休眠模式请求消息；和响应于接收到的休眠模式请求消息，发送用于执行VLC设备的周期休眠模式或非周期性休眠模式的响应消息，其中所述响应消息包括用于指示是否允许所述VLC设备的周期休眠模式或非周期性休眠的信息、指示停止数据传输的第一窗口时段的信息、指示在正常状态下能够执行数据传输的第二窗口时段的信息以及用于确定VLC设备是否在休眠模式期间发送可见性帧的信息，以及其中第一窗口时段和第二窗口时段固定的周期模式由VLC设备确定。

Description

根据休眠模式设置发送可见性帧的方法及控制设备
本案是申请日为2011年3月30日、申请号为201180017009.8、发明名称为“可见光通信***中根据休眠模式设置发送可见性帧的方法和装置”的发明专利申请的分案申请。
技术领域
本发明大致涉及一种可见光通信(VLC)***，并且更具体地，涉及一种用于根据休眠模式设置来发送可见性帧的方法和装置。
背景技术
最近，射频(RF)频带频率的耗尽、几种无线通信技术之间的潜在的串扰、对于通信安全的增长需求和基于第4代(4G)无线技术的超高速普遍存在通信环境的出现，增加了对于作为RF技术的补充的光纤无线技术的兴趣。因此，许多企业和实验室现在正在对采用可见光LED的可见光无线通信进行研究。
用于通过使用可见光来传送信息的可见光通信(VLC)的优点在于VLC使能通过没有管制的宽广的可用带宽通信。此外，因为用户能够观察到与VLC通信对应的光到达的位置，以及该光传播所沿的方向，所以还可以精确地确定关于覆盖的信息。VLC还可以提供可靠的安全和低功耗。考虑到这些和其它优点，可以在诸如医院或机场的禁止使用RF通信的场所应用VLC，并且VLC还可以通过电子显示板提供额外的信息服务。
VLC***一般包括诸如基站(BS)和VLC终端的多种VLC设备。BS可以包括诸如LED和激光二极管(LD)的一个或多个光源，以执行发光功能并使用可见光发送数据。BS可以进一步包括通信控制设备，处理光源发送和接收的数据，从而充当接入点(AP)。BS还可以向VLC终端发送数据/从VLC终端接收数据。VLC终端包括可见光发送/接收模块，用于通过光源向BS发送数据/从BS接收数据。VLC终端可以是诸如蜂窝电话、个人数字助理(PDA)等的便捷式终端，或者是诸如台式计算机的固定终端。VLC终端也可以通过使用可见光向另一VLC终端发送数据/从另一VLC终端接收数据。还可以结合使用其它有线/无线通信介质的通信***来更有效地使用VLC。
VLC***支持多种通信方案以为用户提高效率和便利。例如，如在传统的通信***中，VLC***可以包括无数据传输时段用于减少VLC终端的功耗的休眠模式。一旦设定休眠模式，则仅在监听时段期间发送和接收数据，休眠时段不发送和接收数据，从而减少不必要的功耗。因此，在设定休眠模式之前VLC终端或VLC设备彼此建立关联，这减少了VLC终端的功耗。
为了指示VLC设备之间的可见性，使用可见性帧。当VLC设备不发送数据，当当前正在彼此通信的VLC设备之间出现位置不准，或发生数据传输错误的时段期间，可以从该VLC设备输出可见性帧。可见性帧不是用于传输特定数据的帧，因此可见性帧仅包括最少的识别信息，并使用视觉上可识别的光波长频带。
当使用可见性帧时，一旦对应于VLC***的发送端的VLC设备发送数据，则作为通过使用光来发送数据的结果，发送端看起来比接收端更亮。但是，在仅接收数据的接收端，可以出现闪烁。在无数据传输时间段，光源的亮度降低。在这种情况下，通过在VLC设备的无数据传输时间段输出可见性帧，可以分别保持发送端和接收端的均匀亮度。
发明内容
技术问题
在传统的休眠模式中，休眠时段和监听时段具有固定的持续时间，并且周期性地重复。由于当没有要发送的数据时设定休眠模式，所以在监听时段实际上也不发送或接收数据。因此，需要自适应地改变休眠时段或监听时段。
当不执行数据传输时输出可见性帧，使得休眠模式中也可以输出可见性帧。在这种情况下，由于该可见性帧，功耗可能增加。因此，有必要考虑各种条件，来确定VLC***中休眠模式的设置和根据休眠模式的设置的VLC终端的操作。
技术方案
因此，本发明的一方面提供了一种用于在保持可见性效果的同时减少VLC设备的功耗的方法和装置。
本发明的另一方面提供了一种根据发送数据量或用于传输的时间点来自适应地设置休眠模式，并选择是否发送可见性帧的方法和装置。
此外，本发明的再另一方面提供了一种根据通信环境来自适应地在休眠模式中发送可见性帧，以减少功耗的方法和装置。
根据本发明的一方面，提供了一种可见光通信(VLC)设备中用于根据休眠模式的设置发送可见性帧的方法。该方法包括接收休眠模式请求消息和发送响应消息，该响应消息指示响应于所接收的休眠模式请求消息的休眠模式时段，其中所述响应消息包括：指示至少一个第一窗口时段的信息，在所述第一窗口时段停止数据发送和接收；指示至少一个第二窗口时段的信息，在所述第二窗口时段中可以在正常的状态下执行数据发送和接收；及设置信息，用于确定休眠模式时段的至少一个时段期间是否发送可见性帧。
根据本发明的另一方面，提供了一种可见光通信(VLC)设备中用于根据休眠模式的设置发送可见性帧的装置。该装置包括：发光器，用于发送数据和消息；感光器，用于接收数据和消息；及控制器，用于通过感光器接收休眠模式请求消息，并发送指示响应于所接收的休眠模式请求消息的休眠模式时段的响应消息，其中所述响应消息包括：指示至少一个第一窗口时段的信息，在所述第一窗口时段中停止数据发送和接收；指示至少一个第二窗口时段的信息，在所述第二窗口时段中可以在正常的状态下执行发送和接收；及设置信息，用于确定所述休眠模式时段的至少一个时段期间是否发送可见性帧。
具体地，根据本发明的另一方面，提供了一种根据包括可见光通信
(VLC)设备和VLC控制设备的VLC***中的VLC设备中的休眠模式设置发送可见性帧的方法，所述方法包括：接收用于请求所述VLC设备的周期休眠模式或非周期休眠模式的休眠模式请求消息；和响应于接收到的休眠模式请求消息，发送用于执行VLC设备的周期休眠模式或非周期性休眠模式的响应消息，其中所述响应消息包括用于指示是否允许所述VLC设备的周期休眠模式或非周期性休眠的信息、指示停止数据传输的第一窗口时段的信息、指示在正常状态下能够执行数据传输的第二窗口时段的信息以及用于确定VLC设备是否在休眠模式期间发送可见性帧的信息，以及其中第一窗口时段和第二窗口时段固定的周期模式由VLC设备确定。
根据本发明的另一方面，提供了一种包括可见光通信(VLC)设备和VLC控制设备的VLC***中的VLC控制设备，用于根据VLC设备中的休眠模式设置发送可见性帧，所述VLC控制设备包括：收发器，用于发送和接收数据和消息；和控制器，用于通过所述收发器接收用于请求所述VLC设备的周期休眠模式或非周期休眠模式的休眠模式请求消息，并且响应于所接收的休眠模式请求消息向VLC设备发送用于执行所述VLC设备的周期休眠模式或非周期休眠模式的响应消息。其中所述响应消息包括用于指示是否允许所述VLC设备的周期休眠模式或非周期休眠模式的信息、指示停止数据传输的第一窗口时段的信息、指示在正常状态下能够执行数据传输的第二窗口时段的信息、以及用于确定在休眠模式期间是否发送可见性帧的信息，以及其中第一窗口时段和第二窗口时段固定的周期模式由VLC设备确定。
有益效果
本发明提供了一种用于在保持可见性效果的同时减少VLC设备的功耗的方法和装置。本发明提供了一种根据发送数据量或用于传输的时间点来自适应地设置休眠模式，并选择是否发送可见性帧的方法和装置。此外，本发明提供了一种根据通信环境来自适应地在休眠模式中发送可见性帧，以减少功耗的方法和装置。
附图说明
图1是示出一般休眠模式设置过程的图；
图2是示出一般的可见性帧发送过程的例子的图；
图3是示出根据本发明的实施例的可见光通信(VLC)***的图；
图4是根据本发明的实施例的VLC设备的框图；
图5a和5b是示出根据本发明的实施例的休眠模式设置情况下的可见性帧模式约束时段的图；
图6a到8c是示出根据本发明的实施例的休眠模式设置过程的图；
图9是示出根据本发明的实施例的VLC设备的操作过程的流程图；以及
图10是示出根据本发明实施例的可见性帧输出过程的图。
具体实施方式
以下，将参照附图详细描述本发明的实施例。应该注意到，遍及附图，相同的附图参考标号与符号指代相同的元件、特征和结构。为了清楚和简明，省略对公知功能和结构的详细描述。
图1是示出使用可见光通信(VLC)的一般休眠模式设置过程的图。
参照图1，从VLC终端A(这里也称为“终端A”)10向VLC终端B(这里也称为“终端B”)20发送数据，使得终端A 10是发送终端而终端B 20是接收终端。
在步骤101中，终端A 10向终端B 20发送请求休眠模式的休眠请求消息SLP-REQ用于减少功耗。一旦接收到该SLP-REQ消息，终端B 20就在步骤103中向终端A 10发送休眠响应消息SLP-RSP，以应用休眠模式。在根据图1的VLC***中，在分配给通信帧中存在的终端的通信***控制信息时段或公用信息时段执行用于休眠模式设置的信息的传输。
下面的表1包括可以用在各种VLC***中的消息类型的例子，其中消息类型7的消息和消息类型8的消息分别用于SLP-REQ消息和SLP-RSP消息。可以如表2中所示配置SLP-REQ消息，并可以如表3中所示配置SLP-RSP消息。SLP-REQ消息可以包括关于休眠模式的休眠开始时间(或帧)、休眠窗口尺寸和监听窗口尺寸的信息。休眠窗口指示在其中保持空闲状态的时段。监听窗口指示在其中从空闲状态返回到正常状态之后发送和接收数据的时段。
SLP-RSP消息是指示对SLP-REQ消息的响应的消息。用类似于SLP-REQ消息的方式来配置SLP-RSP消息，如可以由休眠模式设置过程中的接收终端或发送终端任意之一来设置休眠窗口或监听窗口的尺寸和休眠开始时间。
【表1】
【表2】
【表3】
回头参照图1，如果根据步骤101和103中交换的消息来设置休眠模式120，则休眠窗口121开始于开始帧，并且一旦休眠窗口121期满，监听窗口122就开始。此过程周期性地重复，使得终端B 20在步骤105到109接收传输数据130。
图2是示出VLC***中用于改善可见性效果的一般的可见性帧传输过程的例子的图。
参照图2，在终端A 10和终端B 20之间发送和接收数据，并且当不发送数据时输出可见性帧。一般地，当不发送数据时，当两个VLC设备彼此位置不对准时，或当发生数据传输错误时，输出可见性帧。更具体地，为了改善VLC通信的发送和接收端中的可见性效果，当不发送数据时发送可见性帧。可见性帧的输出可以定向于特定的终端。
参照图2，终端A 10在步骤141中向终端B 20发送控制信息，并在步骤143中输出可见性帧。一旦接收到所述控制信息，终端B 20就在步骤145中向终端A 10发送ACK，并在步骤147中输出可见性帧。在步骤149中，接收到ACK的终端A 10为了向终端B 20发送数据帧，停止输出可见性帧。一旦完成数据帧的发送，终端A 10就在步骤151中输出另一可见性帧。一旦在步骤149中接收到数据帧，终端B 20为了在步骤153中发送ACK，就停止输出可见性帧。终端B 20一旦完成ACK的发送，就在步骤155中输出可见性帧。在步骤157和159中，用类似于关于步骤149和153描述如上的方式，执行用于数据帧传输的过程。
在通用的VLC***中，应用休眠模式以减少功耗。但是，休眠模式具有与可见性帧传输的效果相反的效果。更具体地说，休眠模式旨在避免无数据传输时段中的功耗；而在无数据传输时段输出可见性帧，从而增加了功耗。因此，需要有效的方式来在休眠模式中进行可见性帧的输出。
在根据本发明的实施例的VLC***中，同时应用可见性帧和用于减少功耗的休眠模式。可见性帧是为了可见性效果而发送的帧，并在与数据传输不相关的通信时段中发送。将休眠模式应用到无数据传输时段以减少终端的功耗。通过将两个矛盾的功能的优点应用到VLC***中，本发明的实施例提高了***效率。
为此，根据本发明的实施例，根据是否设置休眠模式来执行是否输出可见性帧的确定。更具体地说，不管休眠模式的类型如何都可以约束保持休眠模式时可见性帧的输出。可替换地，可以根据休眠模式的类型来约束可见性帧的输出。根据本发明，休眠模式可以划分成周期的休眠模式和非周期的休眠模式。周期的休眠模式是其中休眠窗口和监听窗口具有一致的尺寸并且周期性地重复的休眠模式。非周期的休眠模式是其中休眠窗口和监听窗口可以具有随机的尺寸的休眠模式。根据本发明的实施例，在周期的休眠模式中正常地发送可见性帧；在非周期的休眠模式中限制可见性帧的发送。可替换地，在周期的休眠模式中可以限制可见性帧的发送；在非周期的休眠模式中可以正常地发送可见性帧。
图3示出根据本发明的实施例的VLC***的例子。
参照图3，VLC***包括诸如基站(BS)和VLC终端的多个VLC设备。BS包括至少一个光源和一通信控制器。BS也可以用作接入点(AP)。此处，“光源”指的是用于发送光和/或接收所发送的光(例如，对应于VLC通信的光)的装置。VLC终端包括可见光发送/接收模块，通过光源向BS发送数据/从BS发送数据或向另一VLC终端发送数据/从另一VLC终端接收数据。VLC终端可以是诸如蜂窝电话或个人数字助理(PDA)的便捷式终端，或者可以是是诸如台式计算机的固定终端。
图3示出了在VLC***中在BS和多个VLC终端之间发送和接收数据的情况。如图3中所示，该VLC***包括BS 250，BS 250包括一个或多个光源210、220和230，及通信控制器200。该VLC***进一步包括VLC终端301、302、303、304、305、306、307、308和309。
VLC终端301、302、303、304、305、306、307、308和309，当分别位于光源210、220和230的覆盖范围内时，从光源210、220和230接收信标(beacon)消息。然后VLC终端301、302、303、304、305、306、307、308和309通过使用信标消息中包括的帧同步来执行时间同步，并使用预定义的公共时间时隙信道向光源210、220和230发送初始连接请求。
VLC终端301、302、303、304、305、306、307、308和309通过光源210、220和230接收关于给它们分配的时间时隙信道的信息。然后VLC终端301、302、303、304、305、306、307、308和309使用所分配的时间时隙信道通过VLC发送和接收数据。
光源210、220和230具有唯一分配给它们的光源标识符(ID)，并向位于它们覆盖范围内的VLC终端301、302、303、304、305、306、307、308和309发送从通信控制器200接收的发送数据。光源210、220和230向通信控制器200发送从VLC终端301、302、303、304、305、306、307、308和309接收的接收数据。此时，光源210、220和230通过接收数据向通信控制器20发送它们的光源ID。光源210、220和230还周期地广播包括帧同步的信标消息，以允许位于它们覆盖范围内的VLC终端301、302、303、304、305、306、307、308和309执行同步。
通信控制器200处理要向VLC终端301、302、303、304、305、306、307、308和309发送的发送数据，通过光源210、220和230向VLC终端301、302、303、304、305、306、307、308和309发送经处理的发送数据，并处理通过光源210、220和230从VLC终端301、302、303、304、305、306、307、308和309接收的接收数据。
根据本发明的实施例，通信控制器200管理时隙信道并分配特定的时隙信道以在VLC终端中使用。可以将分配给VLC终端的时隙信道分类用于上行链路或下行链路。在信道分配中，通信控制器200通过参考诸如当前信道分配状态、发送数据的类型、服务模式的类型、数据发送模式的类型和在分配时间对于VLC终端可用的时隙信道等各种因素来分配合适的时隙信道。服务模式可以是包括信息广播(IB)模式、可见局域网(VLAN)模式和对等通信模式的类型中任何一种。数据发送模式可以是广播、多播和单播发送模式中任何一种。
通信控制器200根据数据传输调度或应VLC终端的请求，适当地设置用于该VLC终端的休眠模式。通信控制器200还根据是否设置休眠模式来向VLC终端发送数据/从VLC终端接收数据。可以根据是否设置休眠模式或根据所设置的休眠模式的类型来约束VLC终端的可见性帧发送。
图4是示出根据本发明的实施例的VLC设备300的框图。
参照图4，该VLC设备300可以包括存储器311、控制器312、编码器313、调制器314、发送驱动器315、发光二极管(LED)316、解码器318、解调器319、接收驱动器320和光电二极管(PD)317。
控制器312处理用于VLC数据发送/接收的数据，控制编码器313和解码器318，并控制VLC设备300的整体操作。从而，控制器312根据在此更加详细地描述的VLC 300的操作过程来控制VLC设备300的部件。
编码器313对从控制器312输入的发送数据进行编码，并向调制器314输出编码后的发送数据。调制器314调制输入的发送数据，并向发送驱动器315输出调制后的发送数据。
作为LED 316的驱动器的发送驱动器315光学地调制从调制器314输入的发送数据，并驱动LED 316。
LED 316是提供用于通过使用光信号来向外部设备传递发送数据的发光器。由发送驱动器315驱动LED 316。
光电二极管(PD)317感测从外部设备传递的光信号。PD 317从光源接收包含接收数据的光信号，将接收的光信号转换为电信号，并向接收驱动器320输出该电信号。
接收驱动器320是用于PD 317的驱动器，并调节PD 317的波长检测带。接收驱动器320向解调器319输出从PD 317接收的电信号。
解调器319将从接收驱动器320接收的电信号解调成与光无线通信方案对应的数据，从而向解码器318输出接收数据。
解码器318解码输入的接收数据，并向控制器312输出解码后的接收数据，然后控制器312适当地处理从解码器318接收的接收数据。
存储器311存储用于处理和控制控制器312的操作的程序、参考数据和各种可更新的存储数据，并作为控制器312的工作存储器工作。
可以将VLC设备300的上述结构应用到BS(包括光源210、220和230，及通信控制器200)，以及VLC终端301、302、303、304、305、306、307、308和309。在BS中，可以将光源210、220和230的每者配置为包括LED316和PD 317(或发送驱动器315和接收驱动器320)。还可以将通信控制器200配置为包括其它的部件。
根据本发明的实施例，根据是否在上述VLC设备中设置休眠模式来进行是否输出可见性帧的确定，例如图5a和5b中所示。
例如，当设置了休眠模式时，可以不考虑休眠模式的类型，约束可见性帧的输出。参照图5a，在无休眠模式1100中(即，在没有设置休眠模式的时间段中)，设置可见性帧模式时段。在周期的/非周期的休眠模式1200中，设置可见性帧模式约束时段。在无休眠模式1100期间在某些情况下也可以约束可见性帧模式时段，但是在图5a中示出的实施例中，在休眠模式1200中约束可见性帧的输出。
作为另一例子，可以根据设置的休眠模式的类型来选择性地约束可见性帧的输出。参照图5b，在无休眠模式或周期的休眠模式1300中，设置其中可以发送可见性帧的可见性帧模式时段；在非周期的休眠模式1400中，设置其中约束可见性帧的发送的可见性帧模式约束时段。
根据本发明的另一实施例，可以在周期的休眠模式中约束可见性帧的发送，而可以在非周期的休眠模式中发送可见性帧。
在诸如关于图3所描述的根据本发明的实施例的BS中，只可以在对应于接收端的VLC设备中设置可见性帧模式约束时段。当根据本发明的实施例，对应于数据服务的发送端的VLC设备和对应于接收端的VLC设备是便携式终端时，可以同样地在VLC设备二者(即，发送和接收端二者)中设置可见性帧模式约束时段。
为此，根据本发明的实施例，使用休眠请求消息SLP-REQ和休眠响应消息SLP-RSP来设置周期的休眠模式，并使用非周期的休眠请求消息SLP-AREQ和非周期的休眠响应消息SLP-ARSP来设置非周期的休眠模式，如表4中所示。
【表4】
根据本发明的实施例，如表5中所示配置用于设置周期的休眠模式的SLP-REQ消息，如表6中所示配置SLP-RSP消息。
【表5】
【表6】
根据本发明的实施例，如表7中所示配置SLP-AREQ消息，并且如表8中所示配置SLP-ARSP消息。
【表7】
【表8】
参照表5和6，SLP-REQ消息和SLP-RSP消息包含类似的信息类型，因为在对于休眠模式的请求和对于该请求的响应二者中可以分别包括休眠模式设置所需的休眠开始时间(或帧)和休眠窗口和监听窗口的尺寸。这种情况也可以应用于SLP-AREQ消息和SLP-ARSP消息。每一消息中包含的可见性帧(VF)模式改变信息(或VF模式改变语法)指示休眠模式中是否约束可见性帧的发送，使得根据分配给VF模式改变信息的值来向休眠模式应用可见性帧模式约束时段。
当如图5a中所示在任何休眠模式中约束可见性帧模式时，为设置休眠模式，VLC设备分配指示可见性帧模式的约束的值给向当前发送和接收数据的另一VLC设备发送的SLP-REQ消息或SLP-AREQ消息的VF模式改变信息。在此状态下，还保持分配给SLP-RES消息或SLP-ARES消息的VF模式改变信息的值作为指示可见性帧模式的约束的值。
根据本发明的实施例，可以用各种方式来确定每一休眠模式中的可见性帧模式的约束。在如图3中所示BS向VLC终端提供数据服务的通信环境中，BS可以通过控制信息来指示在哪种休眠模式中约束可见性帧模式，并通过控制信息向VLC终端提供所指示的信息。因此，当VLC终端请求休眠模式设置时，根据BS指示的信息来设置SLP-REQ消息或SLP-AREQ消息的VF模式改变信息的值。
作为另一例子，不是预先指示在哪种休眠模式中约束可见性帧模式，BS可以通过SLP-RES消息发送关于是否同意VLC终端的SLP-REQ消息中包含的VF模式改变信息的信息。在这种情况下，也可以通过使用VF模式改变信息的值来指示所述同意。
作为另一例子，当在VLC终端之间执行VLC时，可以根据所述VLC终端之一的用户的选择来确定在哪种休眠模式中约束可见性帧模式。在这种情况下，VLC终端根据用户设置的约束值来配置SLP-REQ消息或SLP-AREQ消息，并发送该消息。接收该SLP-REQ消息或SLP-AREQ消息的VLC终端根据所接收的消息中包含的VF模式改变信息，约束相应的休眠模式中的可见性帧的输出。可替换地，还可以通过将SLP-RES消息或SLP-ARES消息的VF模式改变信息的值改变为另一值并发送改变后的值来控制在发送VLC终端的可见性帧的输出。
图6a到6c，示出根据本发明的实施例的休眠模式设置，设置周期的休眠模式和非周期的休眠模式并设置可见性帧模式约束时段的过程。
在图6a到6c中示出的例子中，用于接收数据的接收端设置休眠模式，并且根据该休眠模式的类型来设置可见性帧模式约束时段。因此，在图6a到6c中，第一终端410是用于发送数据的VLC设备，而第二终端420是用于接收所发送的数据的VLC设备。可见性帧模式时段和可见性帧模式约束时段同样地应用于第一终端410和第二终端420。在图6a到6c中，由第一终端410和第二终端420每个中包括的控制器312来控制第一终端410和第二终端420的操作。
参照图6a，如果对于预定的帧或预定的时间段没有从第一终端410接收数据，则第二终端420在步骤501中发送请求设置周期的休眠模式的休眠请求消息SLP-REQ。根据数据的发送/接收状态进行是否设置周期的休眠模式的确定。在本例子中，期间没有接收到接收数据的预定时间段是用于确定的标准。该预定的时间段根据通信***环境可以变化。
接收SLP-REQ消息之后，第一终端410在步骤503中发送响应于SLP-REQ消息的休眠响应消息SLP-RSP。
每个终端可以通过检查所述消息中包含的控制信息，或通过共享诸如根据表4的消息类型的公共(common)消息类型，识别步骤501中使用的SLP-REQ消息和步骤503中使用的SLP-RSP消息。
例如，如果第二终端420在如表5中所示配置的SLP-REQ消息中将管理消息类型信息(管理消息类型)的值设置为表4的类型8，并向第一终端410发送该SLP-REQ消息，则第一终端410一旦接收到该SLP-REQ消息，就从所接收的SLP-REQ消息中检测到类型8，从而识别该SLP-REQ消息。
在本例中，第二终端420将SLP-REQ消息的操作信息(例如，操作(Operation)语法)设置为比特1(即比特值为“1”)以请求周期的休眠模式。从而，第一终端410检查该SLP-REQ消息中的操作信息，从而识别出所接收的消息是通过比特1指示的请求省电激活的消息。在图6a到6c中示出的实施例中，在周期的休眠模式下保持可见性帧的发送。因此，将指示是否发送可见性帧的VF模式改变信息设置为比特0，使得在周期的休眠模式中可以输出可见性帧。
SLP-REQ消息可以包含休眠开始信息(或Sleep Start语法)、休眠窗口信息(或Sleep Window语法)和监听窗口信息(或Listening Window语法)。休眠开始信息是关于休眠开始时间(或帧)的信息，用于开始休眠模式。休眠窗口信息指示期间保持终端的空闲状态的时间或时段。监听窗口信息指示休眠模式中终端从空闲状态醒来之后期间保持正常的状态以发送和接收数据的时间或时段。
第二终端420可以通过SLP-REQ消息发送休眠开始信息、休眠窗口信息和监听窗口信息。可替换地，第二终端420可以发送不包含任何有效的休眠开始信息、休眠窗口信息和监听窗口信息的SLP-REQ消息，仅仅是请求进入周期的休眠模式。在这种情况下，在步骤501中，可以将SLP-REQ消息的操作信息设置为比特1，并将SLP-REQ消息的VF模式改变信息设置为比特0。因此，一旦从第二终端420接收到其中仅设置了操作信息和VF模式改变信息的SLP-REQ消息，第一终端410就可以发送响应于该SLP-REQ消息的、包含休眠开始信息、休眠窗口信息和监听窗口信息的SLP-RES消息。即，可以通过SLP-REQ消息发送保持周期的休眠模式所需的信息，或者可以仅使用SLP-REQ消息来请求启动周期的休眠模式，并可以在SLP-RES消息中包含保持周期的休眠模式所需的信息。可以使用针对SLP-REQ消息或SLP-RES消息的肯定应答(ACK)消息或否定应答(NACK)消息来指示是否已经适当地接收到SLP-REQ消息或SLP-RES消息。根据本发明的某些实施例，上述ACK/NACK功能是可选的。
根据本发明的实施例，在步骤503中将SLP-RES消息中包含的VF模式改变信息设置为比特0，以允许在周期的休眠模式中输出可见性帧。
在步骤503中，第二终端420，一旦接收到SLP-RSP消息，就设置始于休眠开始时间的周期休眠模式。更具体地，第二终端420在休眠窗口时段610期间保持空闲状态。一旦休眠窗口时段610期满，第二终端420就返回正常的状态，以在步骤507中接收监听窗口时段620期间从第一终端410发送的数据630。在步骤509中重复根据步骤507的操作。数据630可以是通过一个或多个数据帧发送的分组数据单元(PDU)。
第二终端420用与在非休眠模式中相同的方式，在周期休眠模式中保持发送可见性帧。因为在周期休眠模式中清醒(wakeup)状态或空闲状态周期地重复，所以在周期休眠模式中保持发送可见性帧是期望的。
在图6a的步骤511到图6b的515中，在监听窗口时段620中第二终端420不从第一终端410接收数据。如此，如果在周期休眠模式下的操作期间持续预定的时间没有接收数据帧，则第二终端420执行从周期休眠模式到非周期休眠模式的转换操作。在非周期休眠模式中，可以将休眠窗口时段610设置得长于周期休眠模式中的时段，从而减少功耗。可替换地，可以仅在数据传输期间保持监听窗口时段620。
参照图6b，如果设置周期休眠模式之后，在监听窗口时段620期间持续预定的时间没有接收数据，则第二终端420在步骤517中向第一终端410发送非周期休眠请求消息SLP-AREQ 533。当在周期休眠模式通信环境中持续预定的时间没有接收数据时，可以使用SLP-AREQ消息来请求进入非周期休眠模式，以便改变休眠模式所需的窗口尺寸。例如，可以根据表7配置SLP-AREQ消息。
第一终端410，一旦接收到SLP-AREQ消息，就在步骤519中发送响应于SLP-AREQ消息的非周期休眠响应消息SLP-ARSP。例如，可以根据表8配置SLP-ARSP消息。
如果第二终端420在根据表7配置的SLP-AREQ消息中将管理消息类型信息设置为表4的类型10，并向第一终端410发送该SLP-AREQ消息，则第一终端410一旦接收到该SLP-AREQ消息，就从该SLP-AREQ消息中检测到类型10并识别该SLP-AREQ消息。
第二终端420将SLP-AREQ消息的操作信息设置为比特1以请求非周期的休眠模式。相应地，第一终端410检查该SLP-AREQ消息中的操作信息，并识别出所接收的消息是如比特1指示的请求激活节电模式的消息。
在图6a到6c中示出的本发明的实施例中，在非周期休眠模式中约束可见性帧的发送。因此，在SLP-AREQ消息中将VF模式改变信息设置为比特1。如此，第一终端410和第二终端420在非周期休眠模式环境中不输出可见性帧。因为终端的空闲状态在非周期休眠模式中比在周期休眠模式中保持更长的时段，所以在非周期休眠模式中通过使用可见性帧可以减少终端的功耗。
SLP-AREQ消息可以包含休眠开始信息(或Sleep Start语法)、非周期休眠窗口信息(或Aperiodic Sleep Window Size语法)和非周期监听窗口信息(或AperiodicListening Window Size语法)。休眠开始信息指示用于开始非周期休眠模式的休眠开始时间，而非周期休眠窗口信息指示期间保持终端的空闲状态的时间或时段。非周期监听窗口信息指示休眠模式中终端从空闲状态醒来之后的、期间保持正常的状态以发送和接收数据的时间或时段。随机设置非周期休眠窗口的尺寸和非周期监听窗口的尺寸。例如，可以根据存在发送数据的时间点来确定非周期休眠窗口时段和非周期监听窗口时段。
第二终端420可以通过SLP-AREQ消息发送休眠开始信息、非周期休眠窗口信息和非周期监听窗口信息。可替换地，第二终端420可以发送不包含任何有效的休眠开始信息、非周期休眠窗口信息和非周期监听窗口信息的SLP-AREQ消息，仅仅是请求进入非周期休眠模式。
一旦从第二终端420接收到只设置了操作信息(或Operation语法)和VF模式改变信息(或VF Mode Change语法)的SLP-AREQ消息，第一终端410就可以发送响应于该SLP-AREQ消息的、包含休眠开始信息(或Sleep Start语法)、非周期休眠窗口信息(或AperiodicSleep Window Size语法)和非周期监听窗口信息(或Aperiodic Listening Window Size语法)的SLP-ARES消息。如上所述，可以通过SLP-AREQ消息发送保持非周期休眠模式所需的信息。可替换地，SLP-AREQ消息可以仅用于请求启动非周期休眠模式，并且可以在SLP-ARES消息中包含保持非周期休眠模式所需的信息。因为根据图6a到6c中示出的实施例，在非周期休眠模式中不发送可见性帧，所以将VF模式改变信息设置为比特1。
回头参照图6b，因为非周期休眠模式主要意在当存在要发送的数据时将终端返回到正常状态，所以发送端发送用于设置休眠开始信息、非周期休眠窗口信息和非周期监听窗口信息的数据是期望的。因此，可以在SLP-ARES消息中包含保持非周期休眠模式所需要的信息。从而，第二终端420识别在步骤519中接收的SLP-ARES消息中包含的信息，并设置休眠模式，其中执行发送可见性帧的约束、非周期休眠窗口时段和非周期监听窗口时段。
更具体地，第二终端420在休眠开始时间开始第一非周期休眠窗口时段650，并且一旦该非周期休眠窗口时段650期满，第二终端420就醒来并开始非周期监听窗口时段660。在非周期监听窗口时段660中，第二终端420和SLP-ARES消息一起接收数据630。由于非周期休眠模式的特性，下一个非周期休眠窗口时段650和非周期监听窗口时段660可以不同于之前的非周期休眠窗口时段650和非周期监听窗口时段660，并且数据发送调度也可以改变。因此，在非周期监听窗口时段650中再次发送SLP-ARES消息。如此，根据最近接收的SLP-ARES消息来设置非周期休眠窗口时段650和非周期监听窗口时段660。参照图6b和6c，在步骤521到527中重复此过程。非周期休眠模式通过它的多种休眠窗口尺寸来避免不必要的醒来。如长帧期间，在步骤521和523之间的间隔中，保持空闲状态，从而当没有数据帧时拉长醒来时段。
在非周期休眠模式中，可以周期地重复非周期休眠窗口时段650和非周期监听窗口时段660。在这种情况下，转换至周期的休眠模式是期望的。因此，如果在预定的时间期间周期地重复非周期休眠窗口时段650和非周期监听窗口时段660，则第二终端420在步骤531中向第一终端410发送SLP-REQ消息。
重置周期休眠模式之后，在步骤531到537中再次执行类似于步骤501到509中的操作过程。在用于请求转换至周期休眠模式的SLP-REQ消息中，为了批准已经在非周期休眠模式中约束的可见性帧模式，分配比特0给VF模式改变信息。
虽然作为接收终端的第二终端420请求从非周期休眠模式转换至周期休眠模式，如在此针对本发明的上述实施例所述，但是作为发送VLC设备的第一终端410也可以请求转换至周期休眠模式，如图7中所示。
参照图7，在步骤701和703中，在非周期休眠模式中的非周期监听时段660期间，第一终端410向第二终端420发送和数据一起的SLP-ARSP消息。一旦根据数据发送调度确定可以周期地执行数据发送，第一终端410就在步骤705中向第二终端420发送SLP-REQ消息。该SLP-REQ消息可以包含休眠开始信息、休眠窗口信息和监听窗口信息。该SLP-REQ消息可以进一步包含分配了比特0的VF模式改变信息以激活可见性帧的发送。
第二终端420在步骤707中发送SLP-RES消息，并在步骤709到713中根据周期休眠模式工作。
图8a到8c示出根据本发明的实施例的、不考虑休眠模式的类型而在休眠模式中约束可见性帧模式的情况。
参照图8a，第一终端410和第二终端420分别在步骤801和803中发送和接收SLP-REQ消息和SLP-RES消息，以设置周期的休眠模式。将SLP-REQ消息和SLP-RES消息的每者的VF模式改变信息设置为指示约束可见性帧模式的值。从而，从休眠模式的开始到休眠模式的结束约束可见性帧模式，使得在步骤807到815中不输出可见性帧。
根据此过程，保持非周期休眠模式。此外，在转换至非周期休眠模式的情况下，保持可见性帧模式的约束。更具体地，第一终端410和第二终端420通过在步骤817和819中发送和接收SLP-AREQ消息和SLP-ARES消息来从周期休眠模式转换至非周期休眠模式，使得在步骤821到829中设置非周期休眠模式，但保持可见性帧模式的约束。
即使当第一终端410和第二终端420通过在步骤831和833中发送和接收SLP-REQ消息和SLP-RES消息来转换至周期休眠模式，也约束可见性帧的输出。
当保持休眠模式时，VLC设备之间可能出现通信未对准。此处，通信未对准指的是一种状态，其中没有经过正常的通信链路断开过程却从对应设备接收不到任何信号或信息，或接收包含超过阈值的错误的信号。当发送设备的发光元件和/或接收设备的感光元件的位置和/或它们之间的发送/接收角度在其中可以接收可见光信号的范围之外时，可能出现这样的通信未对准。当突然出现中断两设备之间的通信路径的障碍物时，也可能出现这样的通信未对准。照此，根据本发明，如果在休眠模式期间出现通信位置不准，则VLC设备释放该休眠模式，并不考虑可见性帧模式的约束而输出可见性帧。在图9中示出此释放休眠模式的过程。
参照图9，当设置了休眠模式并且约束可见性帧模式时，在步骤901中如果VLC设备当前工作在休眠窗口时段之内，则该VLC设备进行到步骤903以保持空闲状态。如果VLC设备当前不工作在休眠窗口时段之内，则在步骤905中该VLC设备确定当前时间是否包括在监听窗口时段中。如果当前时段是在监听窗口时段中，则VLC设备进行到步骤907以醒来并确定正常状态。在步骤909中，VLC设备确定是否出现通信未对准。
如果监听窗口时段期间从对应的VLC设备接收不到信号或数据，或所接收数据的错误率高于阈值，则VLC设备确定发生通信未对准。如果VLC设备确定没有发生通信未对准，则VLC设备进行到步骤911以在监听窗口时段期间保持正常状态，并返回步骤901。
一旦确定发生通信未对准，VLC设备就进行到步骤913以终止休眠模式并输出可见性帧。在这种情况下，即使当当前约束了可见性帧模式时，也输出可见性帧。从而，用户可以凭目视观察到可见性帧的输出，并可以调节该VLC设备的位置用于通信对准或移除通信障碍物。
VLC设备在步骤915中确定是否恢复对准状态以输出可见性帧直到恢复对准状态。如果恢复对准状态，则VLC设备进行到步骤917以停止输出可见性帧并工作在正常模式。
图10是示出将在休眠模式的监听窗口时段中从任意终端发送数据之后，在预定的时间内没有接收到ACK或NACK消息或其它响应，识别为发生位置未对准，使得输出可见性帧的过程。
参照图10，在步骤1001中在第一终端410和第二终端420之间设置休眠模式。在图10中示出的本发明的实施例中，不考虑休眠模式的类型而在休眠模式中约束可见性帧的输出。此后，在监听窗口时段中，第一终端410向第二终端420发送数据，并在步骤1003中设置计时器。此计时器用于计算响应等待时间。如果在步骤1005中，在响应等待时间之内接收到ACK消息，则第一终端410确定当前的状态是对准状态。
但是，如果由于位置未对准而没有将从第一终端410发送的数据传递到第二终端420，如步骤1007中，则第一终端410不能在响应等待时间内接收ACK消息。如果位置未对准发生在第二终端420接收数据之后，则即使第二终端420向第一终端410发送了ACK消息，第一终端410也不能接收到该ACK消息。由于这个缘故，如果在步骤1009中在响应等待时间之内没有接收到响应，则一旦响应等待时间期满，第二终端420就立即输出可见性帧。然后，在步骤1011中，设定可见性帧模式。
根据本发明的上述实施例，在无休眠模式中对应于接收端的VLC设备请求设置休眠模式。然而，对应于发送端的VLC设备也可以请求设置休眠模式。对应于发送端的VLC设备还可以请求从周期休眠模式到非周期休眠模式的转换。如此，根据本发明的实施例，可以由发送端或接收端发送SLP-REQ消息、SLP-RSP消息、SLP-AREQ消息和SLP-ARSP消息。
虽然已经参照其特定实施例示出和描述本发明，但是本领域技术人员应该理解，可在形式和细节上对其进行各种改变而不脱离由所附权利要求及其等同内容所定义的本发明的精神和范围。

Claims (19)

1.一种根据包括可见光通信(VLC)设备和VLC控制设备的VLC***中的VLC设备中的休眠模式设置发送可见性帧的方法，所述方法包括：
接收用于请求所述VLC设备的周期休眠模式或非周期休眠模式的休眠模式请求消息；和
响应于接收到的休眠模式请求消息，发送用于执行VLC设备的周期休眠模式或非周期性休眠模式的响应消息，
其中所述响应消息包括用于指示是否允许所述VLC设备的周期休眠模式或非周期性休眠的信息、指示停止数据传输的第一窗口时段的信息、指示在正常状态下能够执行数据传输的第二窗口时段的信息以及用于确定VLC设备是否在休眠模式期间发送可见性帧的信息，以及
其中第一窗口时段和第二窗口时段固定的周期模式由VLC设备确定。
2.根据权利要求1所述的方法，其中，所述用于确定是否发送所述可见性帧的信息被设置为指示所述可见性帧的传输的限制的值。
3.根据权利要求1所述的方法，还包括：
在发送响应消息之后，如果用于确定是否发送可见性帧的信息被设置为指示允许可见性帧的传输的值，则设置其中允许可见性帧的传输的休眠模式；和
如果检测到未对准状态则输出可见性帧。
4.根据权利要求3所述的方法，还包括：如果在响应等待时间内没有接收到对从所述VLC设备发送到另一VLC设备的数据的响应，则确定所述未对准状态已经发生。
5.根据权利要求1所述的方法，其中所述第一窗口时段和所述第二窗口时段是随机的并且非周期地重复。
6.根据权利要求1所述的方法，其中，所接收的休眠模式请求消息包括用于请求所述VLC设备的周期休眠模式或非周期休眠模式的信息、所述第一窗口时段、所述第二窗口时段以及用于确定是否传输可见性帧的信息。
7.根据权利要求6所述的方法，其中，用于确定是否发送包括在接收到的休眠模式请求消息中的可见性帧的信息和用于确定是否发送包括在所述响应消息中的所述可见性帧的信息被设置为不同的值。
8.根据权利要求1所述的方法，还包括：
如果第一窗口时段和第二窗口时段是固定的，则设置周期休眠模式；和
如果在设置周期性休眠模式之后的预定时段期间没有发送或接收数据，则设置其中第一窗口时段和第二窗口时段是随机的非周期休眠模式。
9.根据权利要求8所述的方法，还包括：如果设置所述非周期休眠模式，则在所述第二窗口时段期间发送包括指示下一个第一窗口时段的信息和指示下一个第二窗口时段的信息的消息。
10.一种包括可见光通信(VLC)设备和VLC控制设备的VLC***中的VLC控制设备，用于根据VLC设备中的休眠模式设置发送可见性帧，所述VLC控制设备包括：
收发器，用于发送和接收数据和消息；和
控制器，用于通过所述收发器接收用于请求所述VLC设备的周期休眠模式或非周期休眠模式的休眠模式请求消息，并且响应于所接收的休眠模式请求消息向VLC设备发送用于执行所述VLC设备的周期休眠模式或非周期休眠模式的响应消息，
其中所述响应消息包括用于指示是否允许所述VLC设备的周期休眠模式或非周期休眠模式的信息、指示停止数据传输的第一窗口时段的信息、指示在正常状态下能够执行数据传输的第二窗口时段的信息、以及用于确定在休眠模式期间是否发送可见性帧的信息，以及
其中第一窗口时段和第二窗口时段固定的周期模式由VLC设备确定。
11.根据权利要求10所述的VLC控制设备，其中，用于确定是否发送所述可见性帧的所述信息被设置为指示在整个休眠模式期间所述可见性帧的传输的限制的值。
12.根据权利要求10所述的VLC控制设备，其中，所述控制器在发送所述响应消息之后，设置休眠模式，其中如果用于确定是否发送所述可见性帧的信息被设置为指示允许可见性帧的传输的值则允许可见性帧的传输，并且如果在休眠模式期间检测到未对准状态，则输出可见性帧。
13.根据权利要求10所述的VLC控制设备，其中如果在响应等待时间内没有接收到对从VLC设备发送到另一个VLC设备的数据的响应，则控制器确定发生了未对准状态。
14.根据权利要求10所述的VLC控制设备，其中，所述第一窗口时段和所述第二窗口时段是固定的。
15.根据权利要求10所述的VLC控制设备，其中所述第一窗口时段和所述第二窗口时段是随机的，并且是非周期地重复的。
16.根据权利要求10所述的VLC控制设备，其中所述接收到的休眠模式请求消息包括用于请求所述VLC设备的周期休眠模式或非周期休眠模式的信息、所述第一窗口时段、所述第二窗口时段以及用于确定是否发送可见性帧的信息。
17.根据权利要求16所述的VLC控制设备，其中，用于确定是否发送包括在接收到的休眠模式请求消息中的可见性帧的信息和用于确定是否发送包括在响应消息中的可见性帧的信息被设置为不同的值。
18.根据权利要求10所述的VLC控制设备，其中，如果所述第一窗口时段和所述第二窗口时段是固定的，则所述控制器设置所述周期性休眠模式，并且如果在设置周期休眠模式之后的预定时段内没有数据被发送或接收，则设置所述第一窗口时段和所述第二窗口时段是随机的非周期休眠模式。
19.根据权利要求18所述的VLC控制设备，其中，如果设置了非周期休眠模式，则所述控制器发送包括指示下一个第一窗口时段的信息和指示在所述第二窗口时段期间的下一个第二窗口时段的信息的消息。
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