CN101764630A - 射频无线电与可见光双模无线通信系统及其工作方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种射频无线电与可见光双模通信系统及其工作方法，包括通过射频天线信号收发的发送链路和接收链路，各链路分别具有用于信号调制的基带、中频和射频信号处理模块，其特征在于：在发送链路的基带信号处理模块与中频信号处理模块之间并联接设一光发射机，且在接收链路的基带信号处理模块与中频信号处理模块之间并联接设一光接收机，构成射频无线电与可见光双模无线通信系统。基带信号的IQ分量分别调制到不同颜色的LED的电源供给上，再由光接收机对应每种颜色滤光并光电转换成电信号，输入到接收链路的基带信号处理模块中。本发明消除了工作在相同频域、不同房间的无线通信系统相互之间的干扰，达成高隔绝性的无线通信环境。
Description
技术领域
本发明涉及一种无线通信系统及其工作方式，尤其涉及一种能够实现室内覆盖且双模式信号调制的无线通信系统及其工作方式。
背景技术
对于现有的TD-SCDMA、WCDMA、CDMA2000、WiMAX以及其后续的LTE，IMT-Advance等演进的无线通讯系统，室内覆盖是诸多网络覆盖面积和范围中较为关健的一种信号覆盖方式，成为各大厂商和运营商关注的焦点。目前室内可以通过毫微基站(femtocell)和拉远射频前端(RRU)等手段进行覆盖，一个毫微基站以及拉远射频前端的组合覆盖范围在逻辑上可以视为一个小区。在实际中对于这些小区做综合的功率和频谱规划是一项繁琐而困难的工作，当小区之间的功率和频谱规划不完善时，工作在相同频段的小区会相互干扰，导致系统接入概率降低，掉话率增高，以及系统容量的下降。实际上多个独立的WiFi的接入点工作在同一频段时，也会遇到相互干扰的问题。
如图1所示的现有无线电通信系统的拓扑示意图，目前的无线电通信系统：信号的发送是通过将I分量和Q分量的基带数字信号经由调制到射频经由射频天线传播致自由空间，基带到射频的调制需要经过一个中频上变频的中间过程；信号的接收是一个将射频无线电信号降频和提取基带I分量和Q分量信号的过程。现有无线通信系统进行室内覆盖时，当小区之间的功率和频谱规划不完善时，由于无线电波对墙体的穿透性，工作在相同频段的相邻小区会相互干扰，降低整个系统的容量。
发明内容
针对上述现有技术仅仅通过射频无线电单一模式实现室内覆盖的不足，本发明的目的旨在提出一种射频无线电与可见光双模无线通信系统，以及提出一种基于该双模无线通信系统的工作方式，从而解决室内覆盖的无线通信在相同工作频段下在相邻小区内的干扰，营造一种小区隔绝性突出的无线通信环境。
为实现本发明的第一个目的，其技术解决方案为：
射频无线电与可见光双模通信系统，包括通过射频天线信号收发的发送链路和接收链路，各链路分别具有用于信号调制的基带、中频和射频信号处理模块，其特征在于：在发送链路的基带信号处理模块与中频信号处理模块之间并联接设一光发射机，且在接收链路的基带信号处理模块与中频信号处理模块之间并联接设一光接收机，所述光发射机、光接收机与射频天线构成射频无线电与可见光双模无线通信系统。
进一步地，前述的射频无线电与可见光双模通信系统，其中该光发射机采用至少两色的LED作为光源，且所述LED连接有直流电源。
更近一步地，前述的射频无线电与可见光双模通信系统，其中光发射机采用产生白光的三色LED作为光源，且所述LED连接有直流电源。
更近一步地，前述的射频无线电与可见光双模通信系统，其中每一种发光颜色的LED数量为一个或一个以上。
更进一步地，前述的射频无线电与可见光双模通信系统，其中该光接收机为光电转换器件，且前置有与光发射机的被调制LED发光颜色相一致的滤色片。
再进一步地，前述的射频无线电与可见光双模通信系统，其中该光接收机还包括一个信号自动增益控制器，以及一个与所述信号自动增益控制器输出端相连的直流分量抑制器。
为实现本发明的第二个目的，其技术解决方案是：
前述射频无线电与可见光双模通信系统的工作方法，其特征在于：所述双模通信系统的信号通过光发射机发送、或通过射频天线发送，或者同时使用光发射机与射频天线一起发送，且唯一性地通过光接收机或射频天线接收信号。
进一步地，前述的射频无线电与可见光双模通信系统的工作方法，其中该光发射机采用两色或两色以上的LED作为光源来发送信号，发送链路由基带信号处理模块射出的I分量和Q分量数字信号与一个直流分量相加后，分别调制到不同颜色的LED的电源供给上，再由光接收机对应每种颜色滤光并光电转换成电信号，继而经过自动增益和直流分量扣除后，输入到接收链路的基带信号处理模块；其中，该每一种发光颜色的LED采用同步的电源供电。
更进一步地，前述的射频无线电与可见光双模通信系统的工作方法，其中该光发射机采用三色的LED作为光源来发送信号，所述发送链路由基带信号处理模块射出的I分量和Q分量数字信号与一个直流分量相加后，分别调制到不同颜色的LED的电源供给上，未经调制的直流分量输出到第三种颜色的供能上，发出用于照明的白光。
本发明射频无线电与可见光双模无线通信系统及其工作方式的提出并应用，由于可见光对墙体等固定隔离物具有不可透过性，故采用双模无线通信系统能够消除工作在相同频域、不同房间的无线通信系统相互之间的干扰，达成高隔绝性的无线通信环境，便于用户使用。
附图说明
图1是现有无线电通信系统的拓扑示意图；
图2是本发明双模无线通信系统的拓扑示意图；
图3是本发明光发射机的工作状态示意图；
图4是本发明光接收机的工作状态示意图。
具体实施方式
本发明记述的是一种具有射频无线电和可见光传输的双模式无线通信系统及其工作方式，应用于无线通信在室内条件下覆盖无线网络环境。以下通过一优选实施例及其附图，对本发明的创新实质和突出技术效果进行详细而非限制性的说明：
如图2至图4所示的本发明双模无线通信系统拓扑示意图及光发射机、光接收机的工作状态示意图可见：该双模无线通信系统也包括基于射频天线信号收发实现无线电通信的发送链路和接收链路，该任一链路分别具有用于信号调制的基带、中频和射频信号处理模块。而且，在发送链路的基带信号处理模块和中频信号处理模块之间并联设置一光发射机，且在接收链路的基带信号处理模块与中频信号处理模块之间并联接设一光接收机，该光发射机、光接收机与射频天线构成射频无线电与可见光双模无线通信系统。其中：
目前有发光波长分别在红色、绿色和蓝色波段的LED。如图3所示，光发射机采用三色的LED作为光源，I分量和Q分量的基带数字信号被分别调制到一种颜色的LED的电源供给上，从而在时间上改变LED的发光强度，即对LED的发光强度进行调制。LED为直流供电，I分量和Q分量的基带数字信号会在加上一个直流分量后用来调制LED的供电。当使用三色LED时可以发出白光，从而可以同时用来提供照明。当单个LED的放光强度不足时，可以采用多个LED来充当光源，每一种发光颜色的LED采用同步的电源信号供电。
如图4所示，该光接收机为包括光电二极管、PIN管等的光电转换器件(本实施例中采用光电二极管)，且前置有与光发射机的被调制LED发光颜色相一致的滤色片(如红、绿和蓝色滤色片)。此外，该光接收机还包括一个信号自动增益控制器，以及一个与信号自动增益控制器输出端相连的直流分量抑制器，用于扩大光电转换器件输出的电信号并减去相应的直流分量，调制并提取基带信号的I分量和Q分量。未经调制的直流分量输出到第三种颜色的供能上，发出用于照明的白光。
特别地，如图2所示的本发明双模无线通信系统，信号的发送可以选择性地使用光发射机的可见光无线通信方式，也可以使用射频天线的无线电通信方式，也可以是同时使用光发射机和射频天线的双模无线通信方式；而信号的接收通过对光信号和无线电信号的功率和信噪比的比较，由接收机自动选择光接收机或者射频天线来完成，该选择也可根据场景需要通过人工干预完成。
由于可见光对墙体的不可透过性，采用基于可见光应用的本发明实现室内覆盖，工作在不同房间小区的无线通信系统相互之间没有干扰。
综上所述，是对本发明一具体实施例的详细描述，对本案保护范围不构成任何限制，凡采用等同变换或者等效替换而形成的技术方法，均落在本发明权利保护范围之内。
Claims (9)
1.射频无线电与可见光双模通信系统，包括通过射频天线信号收发的发送链路和接收链路，各链路分别具有用于信号调制的基带、中频和射频信号处理模块，其特征在于：在发送链路的基带信号处理模块与中频信号处理模块之间并联接设一光发射机，且在接收链路的基带信号处理模块与中频信号处理模块之间并联接设一光接收机，所述光发射机、光接收机与射频天线构成射频无线电与可见光双模无线通信系统。
2.根据权利要求1所述的射频无线电与可见光双模通信系统，其特征在于：所述光发射机采用至少两色的LED作为光源，且所述LED连接有直流电源。
3.根据权利要求2所述的射频无线电与可见光双模通信系统，其特征在于：所述光发射机采用产生白光的三色LED作为光源，且所述LED连接有直流电源。
4.根据权利要求1所述的射频无线电与可见光双模通信系统，其特征在于：所述光接收机为光电转换器件，且前置有与光发射机的被调制LED发光颜色相一致的滤色片。
5.根据权利要求1所述的射频无线电与可见光双模通信系统，其特征在于：所述光接收机还包括一个信号自动增益控制器，以及一个与所述信号自动增益控制器输出端相连的直流分量抑制器。
6.权利要求1所述射频无线电与可见光双模通信系统的工作方法，其特征在于：所述双模通信系统的信号通过光发射机发送、或通过射频天线发送，或者同时使用光发射机与射频天线一起发送，且唯一性地通过光接收机或射频天线接收信号。
7.根据权利要求6所述的射频无线电与可见光双模通信系统的工作方法，其特征在于：所述光发射机采用两色或两色以上的LED作为光源来发送信号，所述发送链路由基带信号处理模块射出的I分量和Q分量数字信号与一个直流分量相加后，分别调制到不同颜色的LED的电源供给上，再由光接收机对应每种颜色滤光并光电转换成电信号，继而经过自动增益和直流分量扣除后，输入到接收链路的基带信号处理模块。
8.根据权利要求7所述的射频无线电与可见光双模通信系统的工作方法，其特征在于：所述光发射机采用三色的LED作为光源来发送信号，所述发送链路由基带信号处理模块射出的I分量和Q分量数字信号与一个直流分量相加后，分别调制到不同颜色的LED的电源供给上，未经调制的直流分量输出到第三种颜色的供能上，发出用于照明的白光。
9.根据权利要求6或7或8所述的射频无线电与可见光双模通信系统的工作方法，其特征在于：所述每一种发光颜色的LED采用同步的电源供电。
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