基于索引调制的可见光通信混合调光方法及装置与流程

本发明涉及通信技术领域，特别涉及一种基于索引调制的可见光通信混合调光方法及装置。

背景技术：

vlc(visiblelightcommunication，可见光通信)可以利用范在的led(light-emittingdiodes，发光二极管)照明网络实现高速、可靠的通信，近年来受到学术界和工业界广泛的关注，被认为是未来无线通信领域中的关键技术之一。在可见光通信中，led灯需要同时实现照明和通信的功能，因此，在通信的同时实现调光(dimming)非常重要。传统的可见光通信技术中，主要通过时域(time-domain)和频域(frequency-domain)的调光方法实现调光功能。

im(indexmodulation，索引调制技术)是一种新兴的多载波调制技术。相比于传统的ofdm(orthogonalfrequency-divisionmultiplexing，正交频分复用)，在同一时刻，im技术仅激活部分子载波来发送信号，通过活跃子载波的序号来传递额外的索引域信息，具有更高的频谱效率。相比于传统的ofdm技术，im技术仅需要激活少量子载波，在系统总功率约束下，每个子载波具有更高的信噪比，因而具有更好的能量效率。

在传统的基于时域和频域单个维度的调光方法中，调光的动态范围受到限制，在传统调光方法中未考虑对于信道容量的优化，容量也需要进一步优化。

技术实现要素：

本发明旨在至少在一定程度上解决相关技术中的技术问题之一。

为此，本发明的一个目的在于提出一种基于索引调制的可见光通信混合调光方法。该方法能够同时实现高动态范围的可见光调光和高速的可见光通信，在给定的调光要求下有效提高通信系统的容量。

本发明的另一个目的在于提出一种基于索引调制的可见光通信混合调光装置。

为达到上述目的，本发明一方面提出了基于索引调制的可见光通信混合调光方法，包括以下步骤：根据预设通信需求选择所有ofdm子载波中预设数量的ofdm子载波调制可见光信号，确定用于调制的活跃ofdm子载波的数量和对应信号帧放大因子，以对待传输信号进行索引调制，并通过ifft变换获取时域待传输信号；根据预设调光需求对所述时域待传输信号进行处理，以获得正极性信号帧和负极性信号帧，并确定混合信号帧中正极性信号帧和负极性信号帧所占比例；将所述混合信号帧中的正极性信号帧和负极性信号帧所占比例乘以所述对应信号帧放大因子，并加上相应的直流偏置，以得到待发送信号帧；对所述待发送信号帧进行数模变换和滤波后，根据数模变换和滤波后的待发送信号帧控制可见光驱动电流，以获取并发送可见光通信信号。

本发明实施例的基于索引调制的可见光通信混合调光方法，能够在给定的调光要求下充分利用时间域和索引域的资源，实现大动态范围的可见光调光，拓展调光控制自由度，实现高速率传输的可见光通信，提高通信系统的容量，从而能够同时实现高动态范围的可见光调光和高速的可见光通信，在给定的调光要求下有效提高通信系统的容量。

另外，根据本发明上述实施例的基于索引调制的可见光通信混合调光方法还可以具有以下附加的技术特征：

进一步地，在本发明的一个实施例中，根据预设最优条件以进行对所述待传输信号进行索引调制，其中，所述最优条件为通过选择所述活跃ofdm子载波数和所述信号帧放大因子，确定索引调制中总信道容量。

可选地，在本发明的一个实施例中，所述对待传输信号进行索引调制进一步包括：将待发送的信息比特进行分组，其中，每组信息中的部分信息比特用于选择所述活跃ofdm子载波，而剩余部分信息比特用于选择星座点；将所述ofdm子载波进行分组，其中，每组子载波的子载波数相等。

进一步地，在本发明的一个实施例中，所述总信道容量分为索引信道容量部分和星座信道容量部分，其中，所述索引信道容量部分为索引调制信号中活跃ofdm子载波组合对应的信道容量，所述星座信道容量部分为每个活跃ofdm子载波上传输的信号对应的信道容量。

进一步地，在本发明的一个实施例中，还包括：若所需光线调制度小于第一阈值，则使用所述正极性信号帧，并通过调整所述信号帧放大因子达到所述所需光线调制度；若所述所需光线调制度大于第二阈值，则使用所述负极性信号帧，并通过调整所述信号帧放大因子达到所述所需光线调制度，其中，所述第二阈值大于所述第一阈值；若所述所需光线调制度大于或等于所述第一阈值且小于或等于所述第二阈值之间，则固定所述信号帧放大因子，并调节所述正极性信号与所述负极性信号的比例，以使所述正极性信号帧与所述负极性信号帧的加权平均值等于所述所需光线调制度，其中，所述第二阈值大于所述第一阈值。

其中，通过使时域信号切顶比例达到预设数值，或者使信号功率与切顶畸变功率和噪声功率之和的最大比值，以确定所述第一阈值与所述第二阈值。

可选地，在本发明的一个实施例中，所述正极性信号为aco-ofdm信号帧、pam-dmt信号帧、haco-ofdm信号帧或laco-ofdm信号帧中的任意一种。

可选地，在本发明的一个实施例中，通过所述aco-ofdm信号帧、所述pam-dmt信号帧、所述haco-ofdm信号帧或所述laco-ofdm信号帧非对称限幅前的双极性信号进行正数部分置零，并保留所述双极性信号中负数部分，以得到所述负极性信号帧。

进一步地，在本发明的一个实施例中，所述正极性信号帧对应的直流偏置为led最小线性工作电流，所述负极性信号帧对应的直流偏置为led最大线性工作电流。

为达到上述目的，本发明另一方面提出了一种基于索引调制的可见光通信混合调光装置，包括：选择模块，用于根据预设通信需求选择所有ofdm子载波中预设数量的ofdm子载波调制可见光信号，确定用于调制的活跃ofdm子载波的数量和对应信号帧放大因子，以对待传输信号进行索引调制，并通过ifft变换获取时域待传输信号；调光模块，用于根据调光需求对所述时域待传输信号调制得到正极性信号帧与负极性信号帧，并确定所述正极性信号帧与所述负极性信号帧所占比例；组帧模块，用于将所述混合信号帧中的正极性信号帧和负极性信号帧所占比例乘以所述对应信号帧放大因子，并加上相应的直流偏置，以得到待发送信号帧；发送模块，用于对所述待发送信号帧进行数模变换和滤波后，根据数模变换和滤波后的待发送信号帧控制可见光驱动电流，以获取并发送可见光通信信号。

本发明实施例的基于索引调制的可见光通信混合调光装置，能够在给定的调光要求下充分利用时间域和索引域资源，实现大动态范围的可见光调光，拓展调光控制自由度，实现高速率传输的可见光通信，提高通信系统的容量，从而能够同时实现高动态范围的可见光调光和高速的可见光通信，在给定的调光要求下有效提高通信系统的容量。

本发明附加的方面和优点将在下面的描述中部分给出，部分将从下面的描述中变得明显，或通过本发明的实践了解到。

附图说明

本发明上述的和/或附加的方面和优点从下面结合附图对实施例的描述中将变得明显和容易理解，其中：

图1为根据本发明一个实施例的基于索引调制的可见光通信混合调光方法的流程图；

图2为根据本发明一个实施例的基于索引调制的可见光通信传输信号示意图；

图3为根据本发明一个实施例的基于索引调制的可见光通信混合调光装置的结构示意图。

具体实施方式

下面详细描述本发明的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，旨在用于解释本发明，而不能理解为对本发明的限制。

下面参照附图描述根据本发明实施例提出的基于索引调制的可见光通信混合调光方法及装置，首先将参照附图描述根据本发明实施例提出的基于索引调制的可见光通信混合调光方法。

图1是本发明一个实施例的基于索引调制的可见光通信混合调光方法流程图。

如图1所示，该基于索引调制的可见光通信混合调光方法包括以下步骤：

在步骤s101中，根据预设通信需求选择所有ofdm子载波中预设数量的ofdm子载波调制可见光信号，确定用于调制的活跃ofdm子载波的数量和对应信号帧放大因子，以对待传输信号进行索引调制，并通过ifft变换获取时域待传输信号。

简单来讲，根据通信需求选择一簇led灯中多个led灯作为活跃led灯发射可见光信号，并确定每个led灯对应帧放大因子，并对待传输信号进行索引调制。

需要说明的是，将待发送的信息比特进行分组，其中，每组信息中的部分信息比特用于选择活跃ofdm子载波，而剩余部分信息比特用于选择星座点；将ofdm子载波进行分组，优选地，每组子载波的子载波数相等。

其中，部分信息比特用于选择每组中活跃子载波数，优选地，每组中活跃子载波数相等，每组中选择活跃子载波选择方法相同。

进一步地，在本发明的一个实施例中，根据预设最优条件以进行对待传输信号进行索引调制，其中，最优条件为通过选择活跃ofdm子载波数和信号帧放大因子，确定索引调制中总信道容量。

换言之，通过选择活跃ofdm子载波数和对应帧放大因子使得索引调制中总信道容量最优。

进一步地，在本发明的一个实施例中，总信道容量分为索引信道容量部分和星座信道容量部分，其中，索引信道容量部分为索引调制信号中活跃ofdm子载波组合对应的信道容量，星座信道容量部分为每个活跃ofdm子载波上传输的信号对应的信道容量。

在步骤s102中，根据预设调光需求对时域待传输信号进行处理，以获得正极性信号帧和负极性信号帧，并确定混合信号帧中正极性信号帧和负极性信号帧所占比例。

可以理解的是，本发明实施例根据调光需求，对待传输信号调制得到正极性信号帧与负极性信号帧，并确定正极性信号帧与负极性信号帧所占比例。

可选地，在本发明的一个实施例中，正极性信号为aco-ofdm信号帧、pam-dmt信号帧、haco-ofdm信号帧或laco-ofdm信号帧中的任意一种。并且负极性信号帧通过aco-ofdm信号帧、pam-dmt信号帧、haco-ofdm信号帧或laco-ofdm信号帧非对称限幅前的双极性信号进行正数部分置零，并保留双极性信号中负数部分得到。

在步骤s103中，如图2所示，将混合信号帧中的正极性信号帧和负极性信号帧所占比例乘以对应信号帧放大因子，并加上相应的直流偏置，以得到待发送信号帧。

进一步地，在本发明的一个实施例中，正极性信号帧对应的直流偏置为led最小线性工作电流，负极性信号帧对应的直流偏置为led最大线性工作电流。

其中，如果所需光线调制度小于第一阈值，则使用正极性信号帧，并通过调整信号帧放大因子达到所需光线调制度；如果所需光线调制度大于第二阈值，则使用负极性信号帧，并通过调整信号帧放大因子达到所需光线调制度，其中，第二阈值大于第一阈值；如果所需光线调制度大于或等于第一阈值且小于或等于第二阈值之间，则固定信号帧放大因子，并调节正极性信号与负极性信号的比例，以使正极性信号帧与负极性信号帧的加权平均值等于所需光线调制度，其中，第二阈值大于第一阈值。

进一步地，在本发明的一个实施例中，通过使时域信号切顶比例达到预设数值，或者使信号功率与切顶畸变功率和噪声功率之和的最大比值，以确定第一阈值与第二阈值。

也就是说，第一阈值与第二阈值的确定准则为使时域信号切顶比例达到预设数值，或者使信号功率与切顶畸变功率和噪声功率之和的比值最大。

在步骤s104中，对待发送信号帧进行数模变换和滤波后，根据数模变换和滤波后的待发送信号帧控制可见光驱动电流，以获取并发送可见光通信信号。

简单点讲，对待发送信号帧进行数模变换、滤波之后控制可见光驱动电流，获取并发送可见光通信信号。

下面将通过具体实施例的方式对基于索引调制的可见光通信混合调光方法进行进一步阐述。

在本发明的第一个具体实施例中，具体包括以下步骤：

s1.根据通信需求选择所有ofdm子载波中一定数量的ofdm子载波调制可见光信号，确定用于调制的活跃子载波数量，对待传输信号进行索引调制，通过ifft变换得到时域待传输信号。

本发明实施例采用索引调制技术，首先将信息比特进行分组，一部分用于活跃ofdm子载波的选择，另一部分用于星座点的选择。可见光通信ofdm子载波数量为nf＝64，采用aco-ofdm调制，则可用于激活的独立子载波数量为n＝nf/4＝16。子载波不进行分组，即只有g＝1个组，则每个组内的子载波数量为l＝n/g＝16，同一时间激活k＝14个ofdm子载波进行信息传输，所有ofdm子载波活跃状态组合数约为每个活跃状态可传输比特数约为比特。采用4qam调制，每个星座点可传输的比特数为q＝log24＝2比特。故每个索引调制aco-ofdm符号共可传递的比特数约为g×(p+k×q)＝139.64比特。

索引调制可见光通信系统的总信道容量可以分为索引信道容量部分和星座信道容量部分，具体来说，可以表示为：

c＝ci+cc

其中，c为系统的总信道容量，ci为索引信道容量部分，cc为星座信道容量部分。

索引信道容量部分ci为索引调制信号中活跃ofdm子载波组合对应的信道容量，星座信道容量部分cc为每个活跃ofdm子载波上传输的信号对应的信道容量。

本发明实施例通过对k求导，可以求出最优化的活跃ofdm子载波数；通过拉格朗日方法，可以求得最优化的帧放大因子。之后通过最速下降等数值迭代方法，可以求出最优化的活跃ofdm子载波数选择和各ofdm子载波对应帧放大因子选择使得索引调制中总信道容量最优。

s2.根据调光需求，对待传输信号调制得到正极性信号帧与负极性信号帧，并确定正极性信号帧与负极性信号帧所占比例；

正极性信号帧采用aco-ofdm信号帧，负极性信号帧采用aco-ofdm信号帧非对称限幅前的双极性信号进行正数部分置零并保留双极性信号负数部分，具体来说，两种信号帧可以表示为：

其中，表示信号帧内第i个正极性信号，表示信号帧内第i个负极性信号，si表示帧内第i个ofdm信号。正极性信号帧的平均亮度与负极性信号帧的平均亮度可以表示为与

所需光线调制度为其中ih为led最大线性工作电流，il为led最小线性工作电流，为led平均工作电流。正极性信号帧所占的比例为α，具体来说，可以表示为：

s3.在每个活跃led灯，将混合信号帧中的正极性信号帧与负极性信号帧乘以相应信号帧放大因子，加上相应直流偏置，以得到待发送信号帧；

正极性信号帧对应的直流偏置为il，负极性信号帧对应的直流偏置为led最大线性工作电流ih，具体来说，待发送的信号帧可以表示为：

其中，和分别表示ofdm信号帧内的第i个待发送信号。

s4.对待发送信号帧进行数模变换、滤波之后控制可见光驱动电流，并得到可见光通信信号后发送。

第一阈值与第二阈值的确定准则为使时域信号切顶比例达到预设数值，或者使信号功率与切顶畸变功率和噪声功率之和的比值最大。当所需光线调制度η小于第一阈值时，仅使用正极性信号帧，通过调整信号放大因子βi达到所需光线调制度；当所需光线调制度η大于第二阈值时，仅使用负极性信号帧，通过调整信号放大因子βi达到所需光线调制度；当光线调制度η介于两阈值之间时，固定信号放大因子，调节正极性信号与负极性信号的比例α，以使正极性信号帧与负极性信号帧的加权平均值等于所需光线调制度。

在本发明的第二个具体实施例中，具体包括以下步骤：

s1.根据通信需求选择所有ofdm子载波中一定数量的ofdm子载波调制可见光信号，确定用于调制的活跃子载波数量，对待传输信号进行索引调制，通过ifft变换得到时域待传输信号。

本发明实施例采用索引调制技术，首先将信息比特进行分组，一部分用于活跃ofdm子载波的选择，另一部分用于星座点的选择。可见光通信ofdm子载波数量为nf＝256，采用3层的laco-ofdm调制，则可用于激活的独立子载波数量为n＝nf×7/16＝112。将所有子载波分成g＝4个组，则每个组内的子载波数量为l＝n/g＝28，同一时间激活k＝26个ofdm子载波进行信息传输，所有ofdm子载波活跃状态组合数约为每个活跃状态可传输比特数约为比特。采用4qam调制，每个星座点可传输的比特数为q＝log24＝2比特。故每个索引调制laco-ofdm符号共可传递的比特数约为g×(p+k×q)＝242.24比特。

索引调制可见光通信系统的总信道容量可以分为索引信道容量部分和星座信道容量部分，具体来说，可以表示为：

c＝ci+cc

其中，c为系统的总信道容量，ci为索引信道容量部分，cc为星座信道容量部分。

索引信道容量部分ci为索引调制信号中活跃ofdm子载波组合对应的信道容量，星座信道容量部分cc为每个活跃ofdm子载波上传输的信号对应的信道容量。

本发明实施例通过对k求导，可以求出最优化的活跃ofdm子载波数；通过拉格朗日方法，可以求得最优化的帧放大因子。之后通过最速下降等数值迭代方法，可以求出最优化的活跃ofdm子载波数选择和各ofdm子载波对应帧放大因子选择使得索引调制中总信道容量最优。

s2.根据调光需求，对待传输信号调制得到正极性信号帧与负极性信号帧，并确定正极性信号帧与负极性信号帧所占比例；

正极性信号帧采用laco-ofdm信号帧，负极性信号帧采用laco-ofdm信号帧非对称限幅前的双极性信号进行正数部分置零并保留双极性信号负数部分，具体来说，两种信号帧可以表示为：

其中，表示信号帧内第i个正极性信号，表示信号帧内第i个负极性信号，si表示帧内第i个ofdm信号。正极性信号帧的平均亮度与负极性信号帧的平均亮度可以表示为与

所需光线调制度为其中ih为led最大线性工作电流，il为led最小线性工作电流，为led平均工作电流。正极性信号帧所占的比例为α，具体来说，可以表示为：

s3.在每个活跃led灯，将混合信号帧中的正极性信号帧与负极性信号帧乘以相应信号帧放大因子，加上相应直流偏置，以得到待发送信号帧；

正极性信号帧对应的直流偏置为il，负极性信号帧对应的直流偏置为led最大线性工作电流ih，具体来说，待发送的信号帧可以表示为：

其中，和分别表示ofdm信号帧内的第i个待发送信号。

s4.对待发送信号帧进行数模变换、滤波之后控制可见光驱动电流，并得到可见光通信信号后发送。

第一阈值与第二阈值的确定准则为使时域信号切顶比例达到预设数值，或者使信号功率与切顶畸变功率和噪声功率之和的比值最大。当所需光线调制度η小于第一阈值时，仅使用正极性信号帧，通过调整信号放大因子βi达到所需光线调制度；当所需光线调制度η大于第二阈值时，仅使用负极性信号帧，通过调整信号放大因子βi达到所需光线调制度；当光线调制度η介于两阈值之间时，固定信号放大因子，调节正极性信号与负极性信号的比例α，以使正极性信号帧与负极性信号帧的加权平均值等于所需光线调制度。

在本发明的第三个具体实施例中，具体包括以下步骤：

s1.根据通信需求选择所有ofdm子载波中一定数量的ofdm子载波调制可见光信号，确定用于调制的活跃子载波数量，对待传输信号进行索引调制，通过ifft变换得到时域待传输信号。

本发明实施例采用索引调制技术，首先将信息比特进行分组，一部分用于活跃ofdm子载波的选择，另一部分用于星座点的选择。可见光通信ofdm子载波数量为nf＝256，采用haco-ofdm调制，则可用于激活的独立子载波数量为n＝nf×3/8＝96。将所有子载波分成g＝6个组，则每个组内的子载波数量为l＝n/g＝16，同一时间激活k＝13个ofdm子载波进行信息传输，所有ofdm子载波活跃状态组合数约为每个活跃状态可传输比特数约为比特。采用4qam调制，每个星座点可传输的比特数为q＝log24＝2比特。故每个索引调制haco-ofdm符号共可传递的比特数约为g×(p+k×q)＝210.78比特。

索引调制可见光通信系统的总信道容量可以分为索引信道容量部分和星座信道容量部分，具体来说，可以表示为：

c＝ci+cc

其中，c为系统的总信道容量，ci为索引信道容量部分，cc为星座信道容量部分。

索引信道容量部分ci为索引调制信号中活跃ofdm子载波组合对应的信道容量，星座信道容量部分cc为每个活跃ofdm子载波上传输的信号对应的信道容量。

本发明实施例通过对k求导，可以求出最优化的活跃ofdm子载波数；通过拉格朗日方法，可以求得最优化的帧放大因子。之后通过最速下降等数值迭代方法，可以求出最优化的活跃ofdm子载波数选择和各ofdm子载波对应帧放大因子选择使得索引调制中总信道容量最优。

s2.根据调光需求，对待传输信号调制得到正极性信号帧与负极性信号帧，并确定正极性信号帧与负极性信号帧所占比例；

在此具体实施例中，所需光线调制度较小，仅使用正极性信号帧进行信息传输。正极性信号帧采用haco-ofdm信号帧，具体来说，可以表示为：

其中，表示信号帧内第i个正极性信号，si表示帧内第i个ofdm信号。正极性信号帧的平均亮度可以表示为

所需光线调制度为其中ih为led最大线性工作电流，il为led最小线性工作电流，为led平均工作电流。

s3.在每个活跃led灯，将混合信号帧中的正极性信号帧与负极性信号帧乘以相应信号帧放大因子，加上相应直流偏置，以得到待发送信号帧；

正极性信号帧对应的直流偏置为il，负极性信号帧对应的直流偏置为led最大线性工作电流ih，具体来说，待发送的信号帧可以表示为：

其中，表示ofdm信号帧内的第i个待发送信号，通过调整信号放大因子βi达到所需光线调制度。

s4.对待发送信号帧进行数模变换、滤波之后控制可见光驱动电流，并得到可见光通信信号后发送。

第一阈值与第二阈值的确定准则为使时域信号切顶比例达到预设数值，或者使信号功率与切顶畸变功率和噪声功率之和的比值最大。此实施例中，所需光线调制度η小于第一阈值，仅使用正极性信号帧，通过调整信号放大因子βi达到所需光线调制度。

根据本发明实施例提出的基于索引调制的可见光通信混合调光方法，能够在给定的调光要求下充分利用时间域和索引域的资源，实现大动态范围的可见光调光，拓展调光控制自由度，实现高速率传输的可见光通信，提高通信系统的容量，从而能够同时实现高动态范围的可见光调光和高速的可见光通信，在给定的调光要求下有效提高通信系统的容量。

其次参照附图描述根据本发明实施例提出的基于索引调制的可见光通信混合调光装置。

图3是本发明一个实施例的基于索引调制的可见光通信混合调光装置结构示意图。

如图3所示，该基于索引调制的可见光通信混合调光装置10包括：选择模块100、调光模块200、组帧模块300和发送模块400。

其中，选择模块100(即ofdm子载波选择模块)用于根据预设通信需求选择所有ofdm子载波中预设数量的ofdm子载波调制可见光信号，确定用于调制的活跃ofdm子载波的数量和对应信号帧放大因子，以对待传输信号进行索引调制，并通过ifft变换获取时域待传输信号。调光模块200(即led灯调光模块)用于根据调光需求对时域待传输信号调制得到正极性信号帧与负极性信号帧，并确定正极性信号帧与负极性信号帧所占比例。组帧模块300(即led灯组帧模块)用于将混合信号帧中的正极性信号帧和负极性信号帧所占比例乘以对应信号帧放大因子，并加上相应的直流偏置，以得到待发送信号帧。发送模块400(即led灯发送模块)用于对待发送信号帧进行数模变换和滤波后，根据数模变换和滤波后的待发送信号帧控制可见光驱动电流，以获取并发送可见光通信信号。本发明实施例的装置10够同时实现高动态范围的可见光调光和高速的可见光通信，在给定的调光要求下有效提高通信系统的容量。

需要说明的是，前述对基于索引调制的可见光通信混合调光方法实施例的解释说明也适用于该装置，此处不再赘述。

根据本发明实施例提出的基于索引调制的可见光通信混合调光装置，能够在给定的调光要求下充分利用时间域与索引域的资源，实现大动态范围的可见光调光，拓展调光控制自由度，实现高速率传输的可见光通信，提高通信系统的容量，从而能够同时实现高动态范围的可见光调光和高速的可见光通信，在给定的调光要求下有效提高通信系统的容量。

此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。在本发明的描述中，“多个”的含义是至少两个，例如两个，三个等，除非另有明确具体的限定。

在本发明中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系，除非另有明确的限定。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

在本发明中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征“上”或“下”可以是第一和第二特征直接接触，或第一和第二特征通过中间媒介间接接触。而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”可是第一特征在第二特征正上方或斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”可以是第一特征在第二特征正下方或斜下方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。

在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不必须针对的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。此外，在不相互矛盾的情况下，本领域的技术人员可以将本说明书中描述的不同实施例或示例以及不同实施例或示例的特征进行结合和组合。

尽管上面已经示出和描述了本发明的实施例，可以理解的是，上述实施例是示例性的，不能理解为对本发明的限制，本领域的普通技术人员在本发明的范围内可以对上述实施例进行变化、修改、替换和变型。