CN102185813A - 一种在复杂狭小电磁环境中实现无线通信的方法和系统 - Google Patents

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Abstract

本发明提供的一种在复杂狭小电磁环境中实现无线通信的方法和系统，解决了在复杂狭小电磁环境中实现无线通信的问题。位于复杂狭小电磁环境中的调制信号发射设备内的信号调制单元通过调制技术把不适合或无法穿透复杂狭小电磁环境的基带信号或已调信号的频谱调制成适于复杂狭小电磁环境传播的信号的频谱，并将调制后的调制信号发射出去；位于外部通讯对象中的调制信号接收设备的解调单元接收所述调制信号，并将所述调制信号解调成原有基带信号或已调信号的频谱，送入基带或已调信号处理单元进行处理，基带或已调信号处理单元处理解调后的基带信号或已调信号。

Description

一种在复杂狭小电磁环境中实现无线通信的方法和系统
技术领域
本发明涉及无线通信技术领域，特别是一种在复杂狭小电磁环境中实现无线通信的方法和系统。所述复杂狭小电磁环境是指由封闭的金属外壳包围的使基带或HF及以下频段的电磁波信号不适合或无法穿透出去的空间。
背景技术
目前，基于射频技术的无线通信已在人类社会得到广泛应用，各个频段均有其优势与特点，这也决定了各频段的使用环境，比如基于ISO14443、ISO18000、ISO10892等HF频段标准的设备与技术主要应用于近距离通讯，ISM等无线电频段主要应用于远距离通信领域。同时，由于各频段在相同媒质环境下，其边界条件也不相同，这也决定了各频段在复杂狭小电磁环境中的穿透能力不同。
由于电磁波传播的特点，当接收和发送射频信号的收发信机位于复杂狭小电磁环境中时，比如，手机终端的内部，或具备射频功能的移动便携设备内部时，存在着射频信号干扰、金属接地或包裹、电池盖覆等不利于射频信号传播或穿透的因素，使得采用基带或HF及以下频段的设备可能无法正常工作，相关的标准及基础设施也无法利用，但UHF或以上频段的信号却可以穿出复杂狭小电磁环境。
本发明人认为，为了实现在复杂狭小电磁环境中通过电磁波将信息传播到目的地的目的，可以通过调制技术把不适合穿透复杂狭小电磁环境的基带信号或已调信号，搬移到适于在复杂狭小电磁环境中传播的频段上(如UHF频段)，在目的地再将这个过程逆转，把接收到的射频信号搬回基带信号或已调信号原有频段，以恢复信号中所含有的信息。
发明内容
本发明提供了一种在复杂狭小电磁环境中实现无线通信的方法和系统，解决在复杂狭小电磁环境中实现无线通信的问题；所述复杂狭小电磁环境是指由封闭的金属外壳包围的使基带或HF及以下频段的电磁波信号不适合或无法穿透出去的空间。
本发明的技术方案是：
一种在复杂狭小电磁环境中实现无线通信的方法，所述复杂狭小电磁环境是指由封闭的金属外壳包围的使基带或HF及以下频段的电磁波信号不适合或无法穿透出去的空间，其特征在于，在复杂狭小电磁环境中内置调制信号发射设备，利用调制信号发射设备内的信号调制单元通过调制技术把不适合或无法穿透复杂狭小电磁环境的基带信号或已调信号的频谱调制成适于复杂狭小电磁环境传播的信号的频谱，获得调制信号，将调制信号发射出去；位于外部通讯对象中的调制信号接收设备的信号解调单元接收所述调制信号，并将所述调制信号解调成原有基带信号或已调信号的频谱，送入基带或已调信号处理单元进行处理，实现复杂狭小电磁环境中的无线通信。
所述不适合或无法穿透复杂狭小电磁环境的基带信号或已调信号频率包括但不限于13.56MHz的HF频段电磁波信号。
所述适于复杂狭小电磁环境传播的信号频率包括但不限于2.4GHz或433MHz的UHF频段电磁波信号。
所述复杂狭小电磁环境是指手机终端内部或具备无线射频功能的移动便携设备内部。
所述基带或已调信号处理单元进行处理是指将解调后的基带信号或已调信号处理为适于外部通讯对象需要的信号。
一种在复杂狭小电磁环境中实现无线通信的系统，其特征在于，包括位于复杂狭小电磁环境中的调制信号发射设备和位于外部通讯对象中的调制信号接收设备，所述调制信号发射设备内包括信号调制单元，所述调制信号接收设备中包括信号解调单元和基带信号或已调信号处理单元；所述信号调制单元通过调制技术把不适合或无法穿透复杂狭小电磁环境的基带信号或已调信号的频谱调制成适于复杂狭小电磁环境传播的信号的频谱，并将调制后的调制信号发射出去，所述信号解调单元接收所述调制信号，并将所述调制信号解调成原有基带信号或已调信号的频谱，所述基带或已调信号处理单元处理解调后的基带信号或已调信号；所述复杂狭小电磁环境是指由封闭的金属外壳包围的使基带或HF及以下频段的电磁波信号不适合或无法穿透出去的空间。
所述信号调制单元为将HF如13.56MHz基带信号或已调信号调制为2.4GHz或433MHz的UHF频段信号的UHF信号调制单元。
所述信号解调单元为将2.4GHz或433MHz的UHF频段信号解调为原有的HF如13.56MHz基带信号或已调信号的UHF信号解调单元。
所述基带或已调信号处理单元为处理HF如13.56MHz基带信号或已调信号的13.56MHz基带或已调信号处理单元。
所述复杂狭小电磁环境是指手机终端内部或具备无线射频功能的移动便携设备内部，所述外部通讯对象是指13.56MHz读写器。
本发明的技术效果：
本发明提供的在复杂狭小电磁环境中实现无线通信的方法和系统，通过调制技术把不适合或无法穿透复杂狭小电磁环境的基带信号或已调信号，调制到适于在复杂狭小电磁环境中传播的频谱上，保证了信号能够穿透复杂狭小电磁环境；在目的地再将这个过程逆转，把接收的信号解调回基带信号或已调信号原有频谱，以恢复信号中所含有的信息，实现了在复杂狭小电磁环境中的无线通讯。
附图说明
图1是本发明在复杂狭小电磁环境中实现无线通信的方法流程图。
图2是本发明在复杂狭小电磁环境中实现无线通信的系统结构示意图。
图3是本发明在复杂狭小电磁环境中实现无线通信的系统具体实施例的示意图。
具体实施方式
以下结合附图对本发明做进一步的详细说明。
本发明是关于使用调制技术实现在复杂狭小电磁环境中实现无线通信的原理。所述复杂狭小电磁环境是指由封闭的金属外壳包围的使基带或HF及以下频段的电磁波信号不适合或无法穿透出去的空间，
本发明由两部分组成，第一部分为调制信号发射设备，功能为通过调制实现频率转换，将不利于在复杂狭小电磁环境中通信的基带信号或已调信号的频谱，转换为可以在复杂狭小电磁环境中工作的频谱并发射出去；第二部分为调制信号接收设备，这部分设备能够通过频率转换解调出所接收的无线信号，将其还原为原有的基带信号或已调信号。
本发明的主要目的，是解决在复杂狭小电磁环境实现无线通信的问题。
为了实现在复杂狭小电磁环境中进行无线通信，本发明提供如下机制加以保障：
1.本发明包括位于调制信号发射设备内的信号调制单元和位于调制信号接收设备中的信号解调单元以及基带或已调信号处理单元；
2.位于调制信号发射设备内的信号调制单元，将基带信号或已调信号的频谱，通过频率转换到适应复杂狭小电磁环境传输的频谱，并将调制后的信号发射出去。由于使用了适应复杂狭小电磁环境传输的频谱的无线信号，保证了信号能够穿透复杂狭小电磁环境。
3.位于调制信号接收设备中的信号解调单元接收到上述调制信号，并将信号解调成基带信号或已调信号原有频谱，基带或已调信号处理单元处理解调后的信号，实现无线通讯。
如图1所示，是本发明在复杂狭小电磁环境中实现无线通信的方法的流程图。在复杂狭小电磁环境中的调制信号发射设备内的信号调制单元，通过调制技术把不适合或无法穿透复杂狭小电磁环境的基带信号或已调信号的频谱调制成适于复杂狭小电磁环境传播的信号的频谱，转换后的适应复杂狭小电磁环境传播的信号的频谱发射出复杂狭小电磁环境；位于外部通讯对象中的调制信号接收设备的信号解调单元，接收上述调制信号，将所述调制信号解调成原有基带信号或已调信号的频谱，送入基带或已调信号处理单元进行处理，完成复杂狭小电磁环境中的无线通信；所述狭小电磁环境是指由封闭的金属外壳包围的使基带或HF及以下频段的电磁波信号不适合或无法穿透出去的空间，例如手机终端内部或具备无线射频功能的移动便携设备的内部。
如图2所示，是本发明在复杂狭小电磁环境中实现无线通信的系统结构示意图。包括位于复杂狭小电磁环境中的调制信号发射设备和位于外部通讯对象中的调制信号接收设备，所述调制信号发射设备内包括信号调制单元，所述调制信号接收设备中包括信号解调单元和基带或已调信号处理单元；信号调制单元通过调制技术把不适合或无法穿透复杂狭小电磁环境的基带信号或已调信号的频谱调制成适于复杂狭小电磁环境传播的信号的频谱，并将调制后的调制信号发射出去，信号解调单元接收所述调制信号，并将所述调制信号解调成原有基带信号或已调信号的频谱，基带或已调信号处理单元处理解调后的基带信号或已调信号。
图3是本发明在复杂狭小电磁环境中实现无线通信的系统具体实施例的示意图。本实施例中，所述复杂狭小电磁环境是指手机终端内部，所述外部通讯对象是指13.56MHz读写器。手机终端内部包括如2.4GHz或433MHz的UHF信号调制单元，13.56MHz读写器中包括2.4GHz或433MHz的UHF信号解调单元和HF如13.56MHz基带信号或已调信号处理单元。当手机需要与使用HF频段的13.56MHz读写器进行通信时，由于手机内部属于复杂狭小电磁环境，存在大面积金属及电池覆盖，HF如13.56MHz的已调信号很难直接在此应用。通过调制技术，在手机内部的UHF信号调制单元将HF如13.56MHz的已调信号或基带信号调制到如2.4GHz或433MHz的UHF频段，使有用信息得以穿出手机的复杂狭小电磁环境；对应的13.56MHz读写器通过UHF信号解调单元将接收到的信号解调成基带信号或13.56MHz已调信号，送入基带或已调信号处理单元处理，实现无线通信。
应当指出，以上所述具体实施方式可以使本领域的技术人员更全面地理解本发明创造，但不以任何方式限制本发明创造。因此，尽管本说明书和实施例对本发明创造已进行了详细的说明，但是，本领域技术人员应当理解，仍然可以对本发明创造进行修改或者等同替换；而一切不脱离本发明的精神和范围的技术方案及其改进，其均涵盖在本发明创造专利的保护范围当中。

Claims (10)

1.一种在复杂狭小电磁环境中实现无线通信的方法，所述复杂狭小电磁环境是指由封闭的金属外壳包围的使基带或HF及以下频段的电磁波信号不适合或无法穿透出去的空间，其特征在于，在复杂狭小电磁环境中内置调制信号发射设备，利用调制信号发射设备内的信号调制单元通过调制技术把不适合或无法穿透复杂狭小电磁环境的基带信号或已调信号的频谱调制成适于复杂狭小电磁环境传播的信号的频谱，获得调制信号，将调制信号发射出去；位于外部通讯对象中的调制信号接收设备的信号解调单元接收所述调制信号，并将所述调制信号解调成原有基带信号或已调信号的频谱，送入基带或已调信号处理单元进行处理，实现复杂狭小电磁环境中的无线通信。
2.根据权利要求1所述的在复杂狭小电磁环境中实现无线通信的方法，其特征在于，所述不适合穿透复杂狭小电磁环境的基带信号或已调信号频率包括但不限于13.56MHz的HF频段电磁波信号。
3.根据权利要求1所述的在复杂狭小电磁环境中实现无线通信的方法，其特征在于，所述适于复杂狭小电磁环境传播的信号频率包括但不限于2.4GHz或433MHz的UHF频段电磁波信号。
4.根据权利要求1所述的在复杂狭小电磁环境中实现无线通信的方法，其特征在于，所述复杂狭小电磁环境是指手机终端内部或具备无线射频功能的移动便携设备内部。
5.根据权利要求1所述的在复杂狭小电磁环境中实现无线通信的方法，其特征在于，所述基带或已调信号处理单元进行处理是指将解调后的基带信号或已调信号处理为适于外部通讯对象需要的信号。
6.一种在复杂狭小电磁环境中实现无线通信的系统，其特征在于，包括位于复杂狭小电磁环境中的调制信号发射设备和位于外部通讯对象中的调制信号接收设备，所述调制信号发射设备内包括信号调制单元，所述调制信号接收设备中包括信号解调单元和基带或已调信号处理单元；所述信号调制单元通过调制技术把不适合或无法穿透复杂狭小电磁环境的基带信号或已调信号的频谱调制成适于复杂狭小电磁环境传播的信号的频谱，并将调制后的调制信号发射出去，所述信号解调单元接收所述调制信号，并将所述调制信号解调成原有基带信号或已调信号的频谱，所述基带或已调信号处理单元处理解调后的基带信号或已调信号；所述复杂狭小电磁环境是指由封闭的金属外壳包围的使基带或HF及以下频段的电磁波信号不适合或无法穿透出去的空间。
7.根据权利要求6所述的在复杂狭小电磁环境中实现无线通信的系统，其特征在于，所述信号调制单元为将HF频段的13.56MHz基带信号或已调信号调制为2.4GHz或433MHz的UHF频段信号的UHF信号调制单元。
8.根据权利要求6所述的在复杂狭小电磁环境中实现无线通信的系统，其特征在于，所述信号解调单元为将2.4GHz或433MHz的UHF频段信号解调为原有的HF频段的13.56MHz基带信号或已调信号的UHF信号解调单元。
9.根据权利要求6所述的在复杂狭小电磁环境中实现无线通信的系统，其特征在于，所述基带或已调信号处理单元为处理HF频段的13.56MHz基带信号或已调信号的13.56MHz基带或已调信号处理单元。
10.根据权利要求6所述的在复杂狭小电磁环境中实现无线通信的系统，其特征在于，所述复杂狭小电磁环境是指手机终端内部或具备无线射频功能的移动便携设备内部，所述外部通讯对象是指13.56MHz读写器。
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