光無線通信裝置、系統和方法與流程

本發明涉及一種光無線通信設備、系統和方法。

背景技術：

1、眾所周知，使用光而不是無線電頻率來提供無線數據通信，以在設備之間無線發送和接收數據。可以通過調制光的至少一種屬性(例如，光的強度)來使用光發送數據。使用光無線地發送數據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收發機設備可以在豎直軸周圍具有寬操作區域。例如，在owc網絡接入點中例如使用的一些這種已知owc收發機設備可以具有單個owc光源/發射機和接收機/光電檢測器以及約60度的操作區域或視場(fov)。

3、為了提高能耗效率，一些已知owc收發機設備可以通過運動感測而具有功率節省的功能，使得當在owc收發機設備的發送區域或視場內未檢測到遠程設備時，使該設備進入中間狀態或休眠狀態以節省功率。wo?2012/20968和ep?3704812中描述了已知owc收發機設備的示例。

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

5、需要一種能夠進行寬視場傳輸以及到合適owc接收設備的高光無線通信數據速率傳輸的高效低能耗owc收發機或接入點。

技術實現思路

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

2、多個發射機，每個發射機具有相應視場，每個發射機被配置為針對相應視場發送owc信號；以及

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

4、所述發送區域包括至少一個子區域，每個子區域對應于所述發射機中的相應發射機的視場。

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

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

7、確定位置可以包括：確定遠程設備是否存在于發射機視場中的一個或多個中。

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

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

10、通過根據遠程設備在多個發射機的視場內的位置來選擇和取消選擇發射機中的一個或多個，owc發射機或收發機裝置可以被配置為節能。

11、控制器可以被配置為在遠程設備離開一個或多個發射機的視場的離開之后的延遲時間處取消選擇發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射機中的相應不同發射機相關聯。

13、該裝置還可以包括用于接收根據owc協議發送的owc信號的一個或多個owc接收機，可選地，其中，每個發射機與具有能夠接收owc信號的相應接收機視場的對應owc接收機相關聯，進一步可選地，其中，所述發射機的視場至少部分地與對應owc接收機的視場匹配或重疊。

14、owc發射機和/或owc接收機中的至少一個可以包括自由曲面光學透鏡，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表面。

15、owc發射機中的至少一個可以包括自由曲面光學透鏡，所述自由曲面光學透鏡被配置為將來自發射機光源的光映射或平移到位于owc發送視場中的操作區域中的接收平面上，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射機的發送視場的限定形狀或外緣或輪廓對接或匹配，從而減少相應發送視場的重疊，

17、可選地，其中，所述操作區域內的接收平面上的所述發送視場內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、信標信號、音調信號、由客戶端設備發送的信號中的至少一個，和/或被配置為執行三角測量過程，從而確定遠程設備的位置，例如遠程設備在發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存在檢測器，其被配置為檢測來自遠程設備的信號。

20、至少一個光學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備的位置，而無需對所接收的owc信號進行解碼以提取編碼在所述owc信號中的數據。

21、該裝置還可以包括用于接收根據owc協議發送的owc信號的至少一個owc接收機，其中，至少一個光學存在檢測器可以包括光電檢測器，在owc發送頻率下，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，例如報頭或信標信號，

23、其中，owc信號可以包括較高頻率部分和/或owc協議，其包括較高頻率信號。

24、至少一個光學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程設備接收到的owc信號來確定遠程設備的位置。

26、每個存在檢測器可以具有與發射機中的對應一個或多個發射機的視場對齊和/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透鏡。

28、至少一個存在檢測器可以包括單個檢測器、或數量小于發射機的數量的檢測器，并且檢測器各自可以具有比發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射機區域中的任一個或全部內或與發射機區域中的任一個或全部相鄰的遠程設備發送的owc信號。

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

31、至少一個光學屏障可以包括多個光學屏障，每個光學屏障與存在檢測器中的相應一個或多個存在檢測器相關聯。自由曲面光學透鏡可以包括多個光學透鏡，每個光學透鏡與存在檢測器中的相應一個或多個存在檢測器相關聯。

32、光學屏障和/或自由曲面光學透鏡可以被配置為使得例如在所述遠程設備的期望操作區域中，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、光學屏障和/或自由曲面光學透鏡可以被配置為使得光學視場在距該裝置的目標距離處具有期望的相對間距、重疊、形狀和/或尺寸。

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

35、光學屏障中的一個或多個可以由用戶調整和/或自動地調整，以改變相關聯的存在檢測器光學視場的方向和/或尺寸。

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

37、對于光學屏障和/或自由曲面光學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屏障或自由曲面光學透鏡內、之后或與所述光學屏障或自由曲面光學透鏡相鄰，使得光學屏障或自由曲面光學透鏡限定檢測器中的相應一個或多個檢測器的視場。

38、光學屏障可以包括吸光表面或層，例如粗糙化層和/或黑化層和/或吸光涂層。

39、發射機視場中的每一個可以具有相應中心軸，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射機所在的平面或距發射機最小平均距離處的平面正交。

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

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

43、發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、發射機操作區域可以理解為視場內遠程設備可以接收傳輸信號的區域。發射機fov是其中發射機被配置為發送信號的區域。視場具有細長形狀，使得操作區域內的接收平面與最大豎直尺寸相比具有細長的最大水平尺寸，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的視場內，其中，操作區域的上部區域很少被遠程設備的接收機使用。

45、可以提供與發射機相關聯的光學屏障或自由曲面光學透鏡。光學屏障和/或自由曲面光學透鏡可以被配置為使得發射機的光學視場在距裝置的目標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送owc信號的發射機以保持與遠程設備或至少一個遠程設備的通信的連續性。

47、控制器可以被配置為選擇用于將owc信號發送給各自處于相應不同位置處的多個遠程設備的發射機。

48、發送區域可以包括多個不連續發送區域，每個發送區域用于將owc信號發送給相應不同遠程設備，并且每個發送區域包括至少一個相應發送子區域。

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

50、控制器可以被配置為：響應于沒有響應于信標信號接收到來自遠程設備的答復，取消選擇發射機。

51、該裝置可以被配置為：如果所選操作發射機的數量減少或小于最大發射機數量(或者所選發射機的數量增加)時，則通過每個所選發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該裝置的至少一部分的測量溫度或預期溫度和/或發射機中的至少一個發射機的測量溫度或預期溫度來改變所選發射機的光功率輸出。

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

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

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，每個散熱器與相應發射機相關聯，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、對于至少一個發射機，相應至少一個散熱器可以熱連接到與至少一個其他發射機相關聯的至少一個其他散熱器，并且在操作中，當至少一個其他發射機不操作時，相應散熱器可以處于較低溫度。

59、該裝置可以包括用于發射機中的至少一些的組合或共享散熱器，并且由每個發射機實現的最大數據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射機的數量和/或這些發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射機實現的最大數據傳輸速率可以取決于每個光源和/或每個發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射機散熱器熱連接(可選地，與所有發射機散熱器熱連接)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、發射機可以被包括在單個單元中和/或單個外殼內。

64、發射機中的至少一個可以經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/或可被定位為遠離該外殼。

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

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

67、調制電路可以被配置為向所選發射機和未選發射機兩者提供調制信號。

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域對齊的視場。由至少一個發射機發送的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據。

69、接收機操作區域可以被理解為是接收機視場中可以接收來自遠程設備的信號的區域。發射機操作區域被定義為發射機視場中遠程設備可以接收信號的區域。

70、至少一個接收機的視場可以與多個發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送owc信號，而不對所接收到的owc信號進行解碼，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據。

72、該裝置可以被配置為在對接收信號的至少一部分進行解碼并然后對發送信號的至少一部分進行編碼之后發送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據。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送owc信號，該owc信號包括或表示接收信號或接收到的且經解碼/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、接入點可以經由有線連接和/或主電力數據連接和/或無線連接而連接到網絡，例如局域網(lan)和/或互聯網或其他遠程網絡。

76、由該裝置發送的owc信號可以包括從網絡接收到的數據，和/或owc信號可以經由網絡與該遠程設備或遠程設備建立和/或維持通信會話。

77、發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、落地燈或臺燈)，或者形成照明光源的一部分。

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

79、owc信號包括lifi信號。owc光信號可以包括經調制的可見光、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或其擴展或發展；itu-tg.9960或其擴展或發展；或itu-t?g.vlc或其擴展或發展中的一個或多個。

80、在可以獨立地提供的另一方面，提供了一種owc收發機，其包括如本文所要求保護或描述的裝置，其中，發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射機可以具有與相同或不同操作區域對齊的相應視場，使得owc信號可以由owc接收機從一個操作區域接收并且至少部分地由與相同和/或不同操作區域對齊的發射機中的至少一個發射機來重傳，可選地其中，可以在至少部分地對所接收到的owc信號進行解碼之后執行重傳。

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接收機具有相應視場，每個owc接收機被配置為針對相應視場接收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信號的接收區域，其中，

84、owc接收區域包括至少一個子區域，每個子區域至少部分地對應于相應至少一個發射機的視場。

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接收機的信號進行求和或以其他方式進行組合。

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，從而提取數據。

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，其包括選擇多個發射機中的一個或多個發射機，每個發射機具有相應視場，每個發射機被配置為針對該相應視場發送owc信號，從而確定由該裝置向其發送owc信號的發送區域，其中，

89、所述發送區域包括至少一個子區域，每個子區域對應于所述發射機中的相應發射機的視場。

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，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程設備進行通信的裝置；以及

92、該至少一個遠程設備。

93、在可以獨立地提供的另一方面，提供了一種采用子區域的owc收發機設備，其中，發送子區域可以單獨地操作以節省發送能量。owc收發機設備可以采用光學或非光學存在檢測來檢測相應發送子區域內或與該相應發送子區域相鄰的遠程owc設備，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域的owc收發機設備，其中，發送子區域可以單獨地操作以節省發送能量，并且其中，與每個發送子區域相關聯的散熱器熱連接以提供更高的操作效率和/或數據速率。

95、可以提供所述或一種光無線通信(owc)收發機設備，其包括：

96、至少一個光發射機，被配置為發送第一波長或第一波長范圍的光；

97、驅動電路，被配置為接收數據信號并且處理該數據信號以產生驅動信號來驅動至少一個光發射機，使得該至少一個光發射機產生表示所述數據信號的調制光信號；

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于所接收到的光而產生檢測信號；

99、接收機電路，被配置為接收并處理檢測信號以產生接收機信號；

100、解調電路，被置為根據owc協議來執行解碼和/或解調過程，從而從接收機信號中提取數據。

101、接收機電路可以包括接收機光前端電路。驅動電路可以包括發射機光前端電路。解調電路可以被提供為基帶裝置的一部分。收發機設備裝置還可以包括調制電路，該調制電路被配置為根據owc協議來執行編碼和/或調制過程，從而對調制光信號的數據進行編碼。調制電路可以被提供為基帶裝置的一部分。解調和調制電路可以被提供為基帶裝置的一部分。控制器可以包括控制電路。收發機設備裝置還可以包括用于與網絡進行通信的主機處理資源。收發機設備裝置可以包括用于允許接入網絡的接入點或者形成該接入點的一部分。收發機設備裝置可以被配置為接收由遠程設備重傳的光無線通信信號的至少一部分。收發機設備裝置可以被配置為接收由收發機設備裝置發送且由遠程設備重傳的光無線通信信號的至少一部分。至少一個光發射機被配置為通過第一視場發送光信號。

102、可以提供能夠進行高數據速率傳輸的高效節能owc接入點。接入點可以具有約60度的操作視場，但具有改進的操作功耗特性。owc收發機還可以實現該較低功耗，同時向遠程設備提供改進的數據速率傳輸。

103、每個發射機子區域可以具有關聯且相應的存在檢測器，用于檢測遠程owc啟用設備在發送子區域內的存在。當檢測到遠程owc啟用設備存在時，可以啟用該子區域的發射機。當遠程owc啟用設備未在發送子區域中檢測到或者被檢測為與發送子區域相鄰時，則可以關閉發射機或將其切換到低功耗模式。當在子區域內發生光無線通信且遠程設備位于該子區域中時，則不需要激活相鄰子區域的收發機設備的發射機。例如，如果僅一半子區域是活動的以與遠程設備進行通信，則owc收發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、信標信號、音調信號、三角測量、客戶端發送信號等)來檢測遠程設備位置。存在檢測器可以是光學檢測器，其能夠還充當用于接收由owc發射機子區域內或與owc發射機子區域相鄰的遠程設備發送的owc信號的光接收機。存在檢測器可以是光學檢測器，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owc協議發送的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程生成owc信號，從而對遠程設備進行存在檢測，而無需對owc信號進行解碼。在遠程設備向一個或多個光學檢測器發送光信號以實現對遠程設備位置的存在檢測的應用中，光學檢測器可以與收發機設備的相應發射機和發射機子區域相關聯。

105、在一些配置中，存在檢測可以由光學檢測器來實現。

106、通過提供具有相應存在檢測和owc接收機或至少一個owc接收機的多個窄場發送區域來接收來自在子區域傳輸的區域中操作的遠程設備的上行鏈路信號，可以在較小的操作區域上提供owc。上行鏈路owc接收機可以與每個相應子區域相關聯，或者可以與多于一個或所有子區域相關聯。

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

108、收發機或發射機owc裝置的發送區域可以具有在子區域上均勻或不均勻分布的總光功率容量，并且在操作子區域中發送的或可用于發送的光功率可以至少部分地取決于操作中的子區域發射機的數量。在每個子區域中發送的或可用于發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域發射機的數量。

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

110、通過增加子區域內的光功率密度或光功率，可以增加子區域內的遠程接收設備的操作距離或到遠程設備的數據速率傳輸。

111、控制器可以被配置為：即使相應子區域被選擇用于或正在發送owc信號，也使一個子區域中的傳輸的可用光功率優先于至少一個其他子區域的傳輸的可用光功率。可用于具有優先級的子區域中的發射機的光功率可以優先于可用于另一子區域中的發射機的光功率來增加。

112、控制器可以被配置為確定子區域發射機優先級和/或可以響應于來自至少一個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于從至少一個遠程設備接收到的數據速率的信息或關于接收機snr的信息。

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

114、為了在遠程設備的典型操作距離處的發送子區域內實現可靠的光通信，光學檢測器的檢測區域可以被定位為與該操作范圍或距離處的發射機區域的檢測區域緊密地匹配，因此在多發射機安裝中，owc發送區域重疊的地方，光學存在檢測區域可以重疊。

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接收機檢測區域的邊緣處提高owc數據接收可靠性，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、通過使用窄子區域，可能需要的是，當遠程設備在發送區域之間移動時，通過激活其中檢測到遠程或移動設備的發送區域或其中預計將檢測到遠程設備的相鄰區域來確保與接入點的不間斷連接。

117、為了實現該不間斷功能，窄發送區域的外部區域通常重疊，并且該系統被提供有檢測遠程設備存在于哪個發送區域的能力。當設備在相鄰發送區域中或接近相鄰發送區域時，則可以激活相應的相鄰區域發射機。

118、在重疊的存在檢測器區域中，遠程設備的位置可能不太確定，從而導致對最高效發射機的操作的不太確定。為了確保可靠的owc接入點傳輸，與重疊的接收區域相關聯或相鄰的發射機可以是可操作的。當在發送子區域中不再檢測到遠程設備時，可以在發射機斷電之前應用延遲。

119、因此，與重疊區域中的遠程設備位置相關聯的不確定性可以與非最佳能耗成本相關聯。

120、owc收發機設備可以包括照明光源。

121、owc收發機設備可以包括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發射機可以包括能夠發送光無線通信信號的光發射器設備，例如vcsel、vcsel陣列、激光二極管、發光等離子體(lep)或led、led陣列或其他合適的光源設備。該發射機或每個發射機可以被配置為發送紅外光和/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、發射機還可以包括調節、放大和調制電路。發射機可以包括用于發送所發射的光的光學組件。光學組件可以包括自由曲面光學透鏡。發射機可以包括光前端設備或者形成光前端設備的一部分。

124、在一些實施例中，每個發送區域具有相應的owc接收機，或者owc接收機可以在多于一個發送子區域上提供接收覆蓋。在一些設計中，接收機視場的軸的中心也可以與通過owc收發機裝置或設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透鏡，該自由曲面光學透鏡包括自由曲面光學小透鏡并且具有包括小透鏡自由曲面光學表面的三維自由曲面光學表面。3d自由曲面光學表面可以包括一個或多個相鄰小透鏡的小透鏡光學表面之間的一個或多個臺階或不連續性。自由曲面光學表面可以包括一個或多個相鄰小透鏡的小透鏡光學表面之間的3d自由曲面光學表面的梯度的符號的變化。

126、自由曲面光學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表面。

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

128、接收機可以包括被配置為檢測調制光的接收元件。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備或者形成光前端設備的一部分。

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

131、該散熱器可以是共享散熱器，其被設計用于來自與分開的子區域相關聯的單獨發射機(tx)中的任何一個的熱量的分布。當熱連接到共享或組合散熱器的較大傳熱面積時，單獨發射機可以在較低溫度下操作，這取決于操作中的發射機的數量和位置以及當不在最大數據速率下操作時的每個單獨發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，其包括多個如本文所要求保護或描述的owc收發機裝置，其中，所述多個owc收發機裝置中的至少一個owc收發機裝置被定向和定位為使得：與所述多個owc收發機裝置中的另一owc收發機裝置的發送視場和/或接收視場相比，所述至少一個owc收發機裝置的發送視場和/或接收機視場與不同的操作區域對齊或指向不同的方向；

133、可選地，其中，所述多個owc收發機裝置中的至少兩個owc收發機裝置各自被配置有基帶或調制解調器設備，并且

134、進一步可選地，其中，所述多個owc收發機裝置中的至少兩個owc收發機裝置共享功能和/或相關聯的電路，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、系統和/或方法。

136、一個方面中的特征可以以任何適當的組合被應用為任何其他方面中的特征。例如，任何一個或多個裝置、系統或方法特征可以被提供為任何一個或多個其他裝置、系統或方法特征。