CN103329613A

CN103329613A - 无线通信方法、基站和系统

Info

Publication number: CN103329613A
Application number: CN2011800002463A
Authority: CN
Inventors: 刘晟; 王锐
Original assignee: Huawei Technologies Co Ltd
Current assignee: Global Innovation Polymerization LLC; Gw Partnership Co ltd
Priority date: 2011-04-26
Filing date: 2011-04-26
Publication date: 2013-09-25
Anticipated expiration: 2031-04-26
Also published as: EP2696649A2; WO2011113385A3; US9461739B2; US20140050487A1; EP2696649A4; WO2011113385A2

Abstract

本发明实施例提供一种无线通信方法、基站和系统。所述基站包括数个LED灯和/或数台VLC/IR接收机；数个LED灯用于向用户终端发送OFDMA制式的下行信号；数台VLC/IR接收机用于接收用户终端发送的SC-FDMA制式的上行信号；所述基站还包括基带信号处理单元（BBU），用于将数个LED灯和/或数台VLC/IR接收机等效为LTE模式的远端射频单元（RRU）以进行处理和资源管理。本发明实施例能够复用现有的LTE系统的基带信号处理和资源管理方式，简化基站执行的资源管理和基带信号处理操作，节约基站的资源。

Description

无线通信方法、基站和系统

技术领域

本发明涉及通信技术领域，特别涉及一种无线通信方法、基站和系统。背景技术

未来的无线蜂窝网络将是多层的。例如：长期演进（ Long Term Evolution;

LTE ) 标准中的 HetNet 所描述的场景，在未来的无线蜂窝网络中宏蜂窝

Macrocell的信号将覆盖广大的区域，尽量消除无线服务的盲区；而在宏蜂窝覆盖下的热点区域将布设微蜂窝 Femtocell或者微微蜂窝 Picocell。因此，在这些热点区域，同时存在着 Macrocell 的信号，以及 Femtocell或 Picocell 的信号，形成两层的无线信号覆盖。

可见光通信是利用发光二极管（Light Emitting Diode; LED )灯作为信号的发射源，把信息加载在 LED灯的亮度上进行传输。可见光通信可以用于室内和室外路灯下，而这些应用场景正好和 HetNet系统中大多数 Femtocell 和 Picocell的应用场景一致。

现有技术中，可以采用无线频媒 ( Radio Frequency; RF )和可见光通信（Visible Light Communication; VLC )两种传输模式构成的双层网络，然而，现有技术中 RF传输方式和 VLC传输方式分别采用两种资源管理和信号处理方式，传输的数据流需要在两种资源管理和信号处理之间切换，使得基站执行的资源管理和信号处理操作较为复杂。发明内容

本发明实施例提供了一种无线通信方法、基站和系统，以解决现有技术中基站执行的资源管理和信号处理操作较为复杂的问题。

本发明实施例提供一种基站，包括：数个发光二极管 LED 灯，和 /或，数台可见光通信 VLC/红外线 IR接收机；

所述数个发光二极管 LED 灯，用于向用户终端发送正交频分多址 OFDMA制式的下行信号；

所述数台 VLC/IR接收机，用于接收所述用户终端发送的单载波频分多址 SC-FDMA制式的上行信号；

所述基站还包括：基带信号处理单元，用于将所述数个 LED 灯，和 /或数台所述 VLC/IR接收机等效为长期演进 LTE模式的远端射频单元，对所述数个发光二极管 LED灯发送的下行信号，和 /或所述数台 VLC/IR接收的上行信号进行处理和资源管理。

本发明实施例还提供一种无线通信方法，包括：

接收用户终端发送的上行信号；

向所述用户终端发送下行信号，所述下行信号由数个发光二极管 LED灯以 OFDMA的制式发送，和 /或，所述上行信号由数台可见光通信 VLC/红外线 IR接收机以单载波频分多址 SC-FDMA的制式接收，所述数个 LED灯，和 /或数台所述 VLC/IR接收机由基带信号处理单元等效为长期演进 LTE模式的远端射频单元，对所述 LED灯组和所述 RF发射机发送的下行信号，以及所述 RF接收机接收的上行信号进行处理和资源管理。

本发明实施例还提供一种无线通信系统，包括：用户终端和基站；所述基站包括：数个发光二极管 LED灯，和 /或，数台可见光通信 VLC/ 红外线 IR接收机；

所述基站还包括：基带信号处理单元，用于将所述数个 LED 灯，和 /或数台所述 VLC/IR接收机等效为长期演进 LTE模式的远端射频单元，对所述数个发光二极管 LED灯发送的下行信号，和 /或所述数台 VLC/IR接收的上行信号进行处理和资源管理；

所述用户终端用于：向所述基站发送 SC-FDMA制式的上行信号，并接收所述基站发送的 OFDMA制式的下行信号。

本发明实施例提供的无线通信方法、基站和系统，基站可以将用于发送下行 VLC信号的数个 LED灯，和 /或用于接收上行 VLC信号的数台 VLC/IR 接收机等效为长期演进 LTE模式的远端射频单元进行基带信号处理和资源管理。从而在采用 RF和 VLC混合传输方式时， VLC传输方式能够复用现有的 LTE 系统的基带信号处理和资源管理方式，简化基站执行的资源管理和基带信号处理操作，节约基站的资源。附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图 1为本发明提供的基站第二实施例的一种结构示意图；

图 2为本发明提供的基站第二实施例的另一种结构示意图；

图 3为本发明提供的基站进行基带信号处理和资源管理的等效示意图；图 4为本发明提供的基站第三实施例的一种结构示意图；

图 5为本发明提供的基站第三实施例的另一种结构示意图；

图 6为本发明实施例提供的基站中的基站处理单元的结构示意图；图 7为本发明提供的基站第四实施例的一种结构示意图；

图 8为本发明提供的基站第四实施例的另一种结构示意图；

图 9为本发明提供的无线通信系统第一实施例的结构示意图；

图 10为本发明提供的无线通信方法第一实施例的流程图；图 11为本发明提供的小区切换方法的流程图。具体实施方式

为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

本发明提供的基站第一实施例中，该基站包括：数个发光二极管 LED灯，和 /或，数台可见光通信 VLC/红外线 IR接收机；

所述基站还包括：基带信号处理单元，用于将所述数个 LED灯，和 /或数台所述 VLC/IR接收机等效为长期演进 LTE模式的远端射频单元，对数个发光二极管 LED灯发送的下行信号，和 /或数台 VLC/IR接收的上行信号进行处理和资源管理。

本发明实施例提供的基站可以为微蜂窝 Femtocell或者微微蜂窝 Picocell , 该基站采用 VLC模式进行正交频分多址 ( Orthogonal Frequency Division Multiple Access; OFDMA )制式的下行信号传输，和 /或单载波频分多址 ( Single Carrier Frequency Division Multiple Access； SC-FDMA )制式的上行信号传输。该基站还可以采用 VLC模式和 RF模式进行混合下行信号传输，和 /或 VLC模式和 RF模式混合上行信号传输。

由于现有的 LTE的传输制式中，上行传输采用 SC-FDMA制式，下行传输采用 OFDMA制式，因此，为了保证采用 VLC模式，或者 VLC和 RF模式进行混合传输时能够复用现有的 LTE基带信号处理和资源管理，本发明所有实施例中的基站发送的上行信号也应该采用 SC-FDMA制式，下行信号也应采用 OFDMA制式，下面的实施例中不再——赘述。基站信号处理单元（ Base Band Unit; BBU )可以将用于发送下行 VLC信号的数个 LED灯，和 /或用于接收上行 VLC信号的数台 VLC/IR接收机等效为长期演进 LTE模式的远端射频单元 ( Radio Remote Unit; RRU ) , 对数个 LED灯发送的下行信号，和 /或数台 VLC/IR接收的上行信号（即基带信号）进行处理和资源管理。其中，等效为长期演进 LTE模式的远端射频单元可以是等效为 LTE的扇区，或者是等效为 LTE的载波。

具体的：当下行信号只采用 VLC传输方式时，可以将数个 LED灯按照物理空间距离划分为若干个 LED灯组，每个 LED灯组可以发送具有独立帧结构的下行信号，这样使得在下行方向上，每个 LED灯组可以等效为一个 LTE的基站扇区；当上行信号只采用 VLC/IR传输方式时，每一台 VLC/IR接收机可以用来接收用户终端发送的具有独立帧结构的上行信号，使得在上行方向上，每台 VLC/IR接收机可以等效为一个 LTE的基站扇区；可以理解的是，当下行信号和上行信号都采用 VLC传输方式时，每个 LED灯组及其对应的一台 VLC/IR接收机可以等效为一个 LTE的基站扇区。当下行信号采用 VLC和 RF混合传输方式时，则可以将数个 LED灯按照物理空间距离划分为若干个 LED灯组，每个 LED灯组可以等效为一个 LTE的载波，这样，在下行方向上，便具有若干个 LTE载波（其中， RF传输方式对应一个 RF载波，每个 LED灯组对应一个等效载波）。

通过上述的等效，可以实现在采用 RF和 VLC混合传输方式时， VLC传输方式能够复用现有的 LTE系统的基带信号处理和资源管理方式，简化基站执行的资源管理和基带信号处理操作，节约基站的资源。

另外，当基站为 Femtocell或者 Picocell时，无线通信系统还可以采用宏蜂窝 Macrocell提供大范围的 RF信号覆盖， Femtocell或者 Picocell可以位于 Macrocell的覆盖范围内，或者 Macrocell覆盖的空洞中。从而使得用户终端在 VLC信号中断时能够切换到 Macrocell覆盖范围内的小区，采用 RF信号通信。

本发明实施例提供的基站还可以为 Macrocell, 这种情况下，该基站在提供 RF上行信号和 RF下行信号的基础上，可以采用数个 LED灯辅助下行传输，和 /或，采用数台 VLC/IR接收机辅助上行传输。类似的，在下行方向上，可以将数个 LED灯按照物理空间距离划分为若干个 LED灯组，每个 LED灯组可以等效为一个 LTE的载波，这样，在下行方向上，便存在若干个等效 LTE载波（即每个 LED灯组对应一个等效载波），上行方向上的等效载波与此类似。

本发明实施例提供的基站，基站可以将用于发送下行 VLC信号的数个 LED灯，和 /或用于接收上行 VLC信号的数台 VLC/IR接收机等效为长期演进 LTE模式的远端射频单元进行基带信号处理和资源管理。从而在采用 RF和 VLC混合传输方式时， VLC传输方式能够复用现有的 LTE系统的基带信号处理和资源管理方式，简化基站执行的资源管理和基带信号处理操作，节约基站的资源。

本发明提供的基站第二实施例中，以该基站为 Femtocell为例进行说明，但不以此作为本发明的限制，该基站还可以为 Picocell。其中， Femtocell在 Macrocell的覆盖范围内，或者 Macrocell覆盖的空洞中。该 Femtocell的下行传输采用 VLC模式，通过多个 LED灯组作为下行的发射天线向用户终端发送信号。 Femtocell的上行传输采用 VLC模式或 I R模式。

需要说明的是，如果上行传输和下行传输采用不同颜色的光作为载波，则上行和下行的数据传输可以采用时分双工（ Time Division Duplexing; TDD ) 方式或者频分双工（ Frequency Division Duplexing; FDD )方式；而: ¾口果上行传输和下行传输采用相同颜色的光作为载波，则上行和下行的数据传输需采用 TDD方式。

其中，数个 LED灯可以安装于室内或室外，可以根据物理的空间距离划分为多个 LED灯组，例如：包括若干房间的室内空间，可以分别在每个房间设置一个 LED灯组来向用户终端发送下行信号，并且可以在每个房间内设置一台 VLC/IR接收机接收来自用户终端的上行信号。在无房间间隔的室内空间，可以按照空间距离划分出多个不同的区域，在每个区域内设置一个 LED 灯组，并且可以在每个区域内对应设置一台 VLC/IR接收机。

由于 VLC或者 IR模式下，信号不具备够穿透性，并且在空间中的衰减很快，因此，发射的频谱可以进行空间范围内复用以提高系统的整体吞吐量。

本实施例以图 1和图 2所示的情况为例进行说明，图 1所示为在室内的 3个房间内分别安装一个 LED灯组（每个 LED灯组中可以包括多个 LED灯 1 ), 每个 LED灯组作为基站的下行天线，并且在每个房间内分别对应安装一台 VLC/IR接收机 2。图 2所示为在室内的 4个区域内分别安装一个 LED灯组，并且在每个区域内分别对应安装一台 VLC/I R接收机 2。

由于上行信号和下行信号只有在艮小的区域内（例如：连通房间的门附近）才相互干扰，因此，不同的房间可以独立传输不同的信号，即不同的房间可以传输具有独立的 LTE帧结构的信号。具体是：每个 LED灯组可以由同一条有线链路提供信号，该有线链路可以是光纤、电力线或者其他类型的有线传输介质。每个 LED灯组中的所有 LED灯 1都发射相同 LTE帧结构的信号，不同 LED灯组由不同的有线链路提供信号，每个 LED灯组向用户终端发送具有独立帧结构的下行信号，同样的，每台 VLC/IR接收机 2接收用户终端发送的具有独立帧结构的上行信号。

因此，每个 LED灯组以及与该 LED灯组对应的 VLC/IR接收机 2可以等效为一个在空口上独立的基站扇区，该小区具有和其他 LED灯组（即其他扇区）相独立的上行和下行帧结构。

其中，一个 LED灯组还可以进一步划分为多个子 LED灯组，每个子 LED 灯组内的 LED灯 1发射相同的信号，但每个子 LED灯组用于向用户终端发送同一帧结构中不同层的下行信号，这样，一组 LED灯内的各个子 LED灯组可以等效为 LTE中多输入多输出（ Multiple-Input Multiple-Out-put; MIMO ) 的一根天线。

通过以上的等效，使得基站覆盖范围下的 VLC传输模式可以使用 LTE 协议，基站的基带处理单元可以将每个 LED灯组以及与该 LED灯组对应的 VLC/IR接收机 2效为一个在空口上独立的基站扇区，对 LED灯组发送的下行信号和 VLC/IR接收机 2接收的上行信号（即基带信号 )进行处理和资源管理，如图 3所示。这些基带信号处理和资源管理具体可以是：对于受到干扰小于等于门限值的用户终端，控制当前等效的基站扇区向用户终端发送下行信号和进行上行信号检测；对于受到干扰大于门限值的用户终端，控制当前等效的基站扇区与干扰的等效的基站扇区共同向用户终端发送下行信号和进行上行信号检测。该基站的基带处理可以尽可能的复用现有的设计，例如：复用现有的扇区间切换或者扇区边缘的协作传输等等，从而简化基站执行的资源管理和信号处理操作，节约基站的资源。

本发明提供的基站第三实施例中，仍以基站为 Femtocell为例进行说明， Femtocell在 Macrocell的覆盖范围内，或者 Macrocell覆盖的空洞中。该基站的下行传输采用 VLC模式，基站的上行传输采用 RF模式。

参见图 4和图 5, 本实施例中，向用户终端发送下行信号的多个 LED灯组的设置方法与前一实施例相同。与前一实施例的区别在于：本实施例中，基站在上行方向上采用 RF模式。由于 VLC模式不具备穿透性，因此这种采用模式的信号覆盖范围是一个房间，而 RF模式具备穿透性，采用这种模式的新覆盖范围是 3个房间，即， RF信号的上行覆盖范围大于 VLC的下行覆盖范围。因此，在上行方向上，对于 3个房间的上行信号可以由同一台 RF 接收机 3进行接收。

其中，基站的基带处理单元可以将一个 LED灯组等效为基站在下行方向上的一个扇区，对 LED灯组发送的下行信号和 RF接收机 3接收的上行信号进行处理和资源管理，对于每个扇区，发送的下行信号具有独立帧结构，即，帧内的用户调度在不同扇区间是独立的。对于 RF接收机 3接收的上行信号而言，用户终端在不同房间的上行信号之间存在相互干扰，为了避免干扰，在上行方向上，不同基站扇区具有统一的上行帧结构。不同的等效的基站扇区在不同的时频资源上接收用户终端发送的上行信号，不同的等效的基站扇区中的用户终端发送的上行信号具有统一的用户标识。

为了保证上述帧结构能够正确运作，不同的等效的基站扇区的用户终端在上行信号的不同位置发送随机接入序列，或者，不同的等效的基站扇区的用户终端在所述上行信号中发送不同的随机接入序列，相应的，以使基站接收到上行信号获知属于哪个扇区，并且使得随机接入响应和上行资源分配对于不同扇区是相互独立的。

本发明提供的基站第四实施例中，基站的下行传输采用 RF 模式和 VLCMR的混合传输模式，上行传输采用 RF模式。

各个 LED灯组根据室内物理的空间距离上进行划分，如图 7所示，包括 3房间的室内空间，分别在每个房间设置一个 LED灯组来向用户终端发射下行信号，由于 RF信号具有穿透性，因此可以在室内设置一台 RF接收机 3 接收来自用户终端的上行信号，并且在室内设置一台 RF发射机 4向用户终端发送下行信号。如图 8所示，在无房间间隔的室内空间，可以按照空间距离划分出 4不同的区域，在每个区域内设置一个 LED灯组，并且室内设置一台 RF接收机 3。

其中，同一 LED灯组内的 LED灯由同一有线链路提供下行信号，发射具有相同 LTE帧结构的下行信号。

在 RF和 VLC\IR混合模式下传输 LTE信号时，可以将 RF的下行频媒作为基础载波，将每个 LED灯组的 VLC频谱等效为不同的独立载波，即不同房间或者不同区域的 LED灯组的 VLC频谱可以等效为不同的独立载波。因此，基站可以视为具有 4个等效载波的 LTE系统，其等效载波包括 RF频谱，第 1房间、第 2房间和第 3房间分别对应的 VLC频谱。这里需要说明的是，虽然三个房间的 LED灯发出的下行信号实际使用的光媒可以是一样的，但是由于相互干扰很小，因此可以视为独立的等效载波，从而基带信号处理单元可以采用传统的 LTE系统中的载波汇聚技术对 LED灯组和 RF发射机 4发送的下行信号，以及 RF接收机 3接收的上行信号（即基带信号）进行载波聚合的处理和资源管理。例如：第 1房间中的用户终端可以使用的两个等效载波 RF频谱和第 1房间的 VLC频媒接收下行数据。

RF发射机可以在 RF载波的下行信道中广播基站支持的等效的独立载波数及其对应的 LED灯组标识，例如： LED灯组号等。

需要说明的是，每个所述 LED灯组在等效载波上发送下行帧时，需要以一定周期在等效载波的下行帧内广播等效的独立载波对应的 LED灯组标识。以使用户终端接收到 LED灯组标识后，可以判断所使用的等效载波是否发生变化，如果发生变化，则用户终端需要向基站反馈，从而实现等效载波的切换。

此外，在传统的 RF模式下采用 FDD双工方式时，上下行的频谱配对是固定的，即当用户终端获知下行的频媒之后，上行的频媒也能够获知。但当下行传输 VLC模式时，用户终端将无法获知上行的传输频谱。因此，如果下行信号只采用 VLC/IR模式传输，则可以采用每个 LED灯组在下行信号中广播对应的等效的基站扇区上行的频媒信息。

以上提供的基站第二实施例-第四实施例中，基站可以为 Femtocell或者

Picocell, 而当基站为 Macrocell时，同样可以采用多个 LED灯组向用户终端发送下行信号，以辅助 RF模式的下行传输；同样可以采用 VLC/IR接收机 2 接收用户终端发送的上行信号，以辅助 RF模式的上行传输。这种情况下，可以将 Macrocell下的每个 LED灯组等效为一个下行载波，并且将 Macrocell 下的每个 VLC/IR接收机 2等效为一个上行载波进行信号传输。

在基站的第一实施例 ~第四实施例中，上行和 /或下行采用 VLC模式的 Femtocell或者 Picoce卩内，信号发射端和接收端放置的位置可能相距较远，而且数量存在差异，导致上行和下行的信号质量可能会有所不同。现有的 LTE 小区切换流程基于下行信道的质量来决定，然而这种方法可能将用户切换到下行信道质量较好而上行信道质量差的小区。

为了提高小区切换的质量，本发明实施例还提供一种小区切换方法，该小区切换方法由目标基站的基带处理单元执行，图 6为本发明实施例提供的基站中的基站处理单元的结构示意图，该基带处理单元可以包括：接收模块 51、获取模块 52和切换控制模块 53;

接收模块 51 , 用于接收用户终端当前的服务基站发送的目标基站与用户终端的下行信道质量，以及服务基站与用户终端的上行和下行信道质量；获取模块 52 , 用于从用户终端发送的随机接入信号中获取目标基站与所述用户终端的上行信道质量，所述目标基站与用户终端的下行信道上传输的下行信号由所述数个 LED 灯发送，和 /或，所述目标基站与用户终端的上行信道上传输的上行信号由所述数台 VLC/IR接收机接收；

切换控制模块 53, 用于根据目标基站与用户终端的上行和下行信道质量以及服务基站与用户终端的上行和下行信道质量，确定是否将用户终端从服务基站切换至目标基站。

具体的，服务基站可以为现有的各种类型的基站，或者本发明实施例提供的基站。用户终端可以根据服务基站的命令，或者自身根据一定的周期搜索下行信号，检测该下行信号质量，并将检测结果向服务基站反馈，如果服务基站决定将用户终端切换到发出 VLC信号的目标基站，则用户终端向目标基站发出随机接入信号，以实现与目标基站同步。同时，目标基站的接收模块 51可以通过 X2接口接收到服务基站发送的服务基站与用户终端的上行和下行信道质量，以及目标基站与用户终端的下行信道质量。目标基站的获取模块 52 可以从用户终端发送的随机接入信号中获取目标基站与所述用户终端的上行信道质量。从而，目标基站的获取模块 52能够获得用户终端到自身以及服务基站的上下行链路质量。进而，目标基站的切换控制模块 53可以根据这些上下行链路质量确定是否将用户终端从服务基站切换至目标基站。切换控制模块 53确定是否切换可以采用多种方法，例如：可以假定 H11和 H12 是用户终端到服务基站的上下行信道增益， H21和 H22是用户终端到目标基站的上下行信道增益， W1和 W2是上下行的权值，则如果 W1*H11 +W2*H12 小于 W1*H21 +W2*H22则切换控制模块 53进行切换，反之则不进行切换。

由于目标基站的下行采用 VLC传输，或者是 RF和 VLC混合的传输方式，然而 VLC模式的数据传输依赖于基站和用户终端间的直达路径是否受到障碍物的遮挡，从而导致通信中断。

例如：用户将手机放入口袋，或者用户从一个扇区进入另一个扇区，而扇区间可能有些区域没有 VLC下行信号均会造成 VLC下行信号中断。针对这种情况，本发明实施例进一步提出一种切换方法：

用户终端在接入 VLC模式的 Femtocell或者 Picocell之后，需要保持对 Macrocell信号的同步，用户终端可以一定周期接收 Macrocell的同步信号，保持与 Macrocell的同步。当用户终端无法接收到下行 VLC信号的时间超过设定的门限值，或者，用户终端需要反馈的上行信号在一个门限值内还没有收到服务基站的反馈时，用户终端可以向 Macrocell发出随机接入的信号，以切换至 Macrocell„

图 9为本发明提供的无线通信系统第一实施例的结构示意图，如图 9所示，该无线通信系统包括：用户终端 6和基站 7;

基站 7包括：数个发光二极管 LED灯，和 /或，数台可见光通信 VLC/红外线 IR接收机；

数个发光二极管 LED灯，用于向用户终端 6发送正交频分多址 OFDMA 制式的下行信号；

数台 VLC/IR接收机，用于接收所述用户终端 6发送的单载波频分多址

SC-FDMA制式的上行信号；基站 7还包括：基带信号处理单元，用于将所述数个 LED灯，和 /或数台所述 VLC/IR接收机等效为长期演进 LTE模式的远端射频单元，对所述数个发光二极管 LED灯发送的下行信号，和 /或所述数台 VLC/IR接收的上行信号进行处理和资源管理；

用户终端 6用于：向基站 7发送 SC-FDMA制式的上行信号，并接收所述基站发送的 OFDMA制式的下行信号。

进一步的，基站 7的所述数个 LED灯根据空间距离划分为多个 LED灯组，每个所述 LED 灯组用于向所述用户终端 7 发送具有独立帧结构的 OFDMA制式的下行信号。

本发明实施例中涉及的基站 7可以为微蜂窝 Femtocell或者微微蜂窝

Picocell , 该基站 7采用 VLC模式进行 OFDMA制式的下行信号传输，和 /或 SC-FDMA制式的上行信号传输。该基站 7还可以采用 VLC模式和 RF模式进行混合下行信号传输，和 /或 VLC模式和 RF模式混合上行信号传输。

基站 7中的 BBU可以将用于发送下行 VLC信号的数个 LED灯，和 /或用于接收上行 VLC信号的数台 VLC/IR接收机等效为长期演进 LTE模式的 RRU , 对数个 LED灯发送的下行信号，和 /或数台 VLC/IR接收的上行信号（即基带信号）进行处理和资源管理。其中，等效为长期演进 LTE模式的远端射频单元可以是等效为 LTE的扇区，或者是等效为 LTE的载波。

通过等效，可以实现在采用 RF和 VLC混合传输方式时， VLC传输方式能够复用现有的 LTE系统的基带信号处理和资源管理方式，简化基站执行的资源管理和基带信号处理操作，节约基站的资源。

本发明实施例中涉及的基站 7还可以为 Macrocell, 这种情况下，该基站 7 在提供 RF上行信号和 RF下行信号的基础上，可以采用数个 LED灯辅助下行传输，和 /或，采用数台 VLC/IR接收机辅助上行传输。类似的，在下行方向上，可以将数个 LED灯按照物理空间距离划分为若干个 LED灯组，每个 LED灯组可以等效为一个 LTE的载波，这样，在下行方向上，便存在若干个等效 LTE 载波，上行方向上的等效载波与此类似。

本发明实施例提供的无线通信系统，基站可以将用于发送下行 VLC信号的数个 LED灯，和 /或用于接收上行 VLC信号的数台 VLC/IR接收机等效为长期演进 LTE模式的远端射频单元进行基带信号处理和资源管理。从而在采用 RF和 VLC混合传输方式时， VLC传输方式能够复用现有的 LTE系统的基带信号处理和资源管理方式，简化基站执行的资源管理和基带信号处理操作，节约基站的资源。

本领域普通技术人员可以理解实现上述实施例方法中的全部或部分流程，是可以通过计算机程序来指令相关的硬件来完成，所述的程序可存储于一计算机可读取存储介质中，该程序在执行时，可包括如上述各方法的实施例的流程。其中，所述的存储介质可为磁碟、光盘、只读存储记忆体

( Read-Only Memory, ROM )或随机存者 i己忆体（ Random Access Memory, RAM )等。

图 10为本发明提供的无线通信方法第一实施例的流程图，如图 10所示，该方法包括：

5101、接收用户终端发送的上行信号；

5102、向用户终端发送下行信号，下行信号由数个发光二极管 LED灯以 OFDMA的制式发送，和 /或，上行信号由数台可见光通信 VLC/红外线 IR 接收机以单载波频分多址 SC-FDMA的制式接收，数个 LED灯，和 /或数台 VLC/IR接收机由基带信号处理单元等效为长期演进 LTE模式的远端射频单元，由基带信号处理单元对数个发光二极管 LED 灯发送的下行信号，和 /或数台 VLC/I R接收的上行信号进行处理和资源管理。

以上步骤的执行主体为基站，该基站可以为微蜂窝 Femtocell或微微蜂窝 Picocell, 还可以为 MacrocelL

作为一种可行的实施方式， S102向用户终端发送 OFDMA制式的下行信号，可以具体为：每个 LED 灯组向所述用户终端发送具有独立帧结构的下行信号，所述 LED灯组由所述数个 LED灯根据空间距离划分。

S101接收用户终端发送的上行信号可以具体为：

VLC/IR接收机接收所述用户终端发送的具有独立帧结构的 SC-FDMA制式的上行信号，每台所述 VLC/IR接收机与一个所述 LED灯组对应。

其中，每个所述 LED灯组及其对应的一台所述 VLC/IR接收机由所述基带信号处理单元等效为 LTE模式的一个基站扇区，由基带信号处理单元对所述 LED灯组发送的下行信号和所述 VLC/IR接收机接收的上行信号进行处理和资源管理。

作为另一种可行的实施方式， S101接收用户终端发送的上行信号还可以具体为：

无线频谱 RF 接收机接收所述用户终端发送具有统一帧结构的 SC-FDMA制式的上行信号，所述每个所述 LED灯组由所述基带信号处理单元等效为 LTE模式的一个基站扇区，由基带信号处理单元对所述 LED灯组发送的下行信号和所述 RF接收机接收的上行信号进行处理和资源管理。

无线频谱 RF 接收机接收所述用户终端发送具有统一帧结构的 SC-FDMA制式的上行信号具体为：

所述 RF接收机接收所述用户终端对于不同的等效基站扇区在所述统一帧结构的 SC-FDMA制式的上行信号的不同的时频资源上发送的上行信号，所述不同的等效的基站扇区中的所述用户终端具有统一的用户标识。

该方法还可以包括：

所述 RF接收机接收所述用户终端对于不同的等效的基站扇区在所述上行信号的不同位置发送的随机接入序列，或者，所述 RF接收机接收所述用户终端于不同的等效的基站扇区在所述上行信号中发送的不同的随机接入序列。

作为又一种可行的实施方式， S101 接收用户终端发送的上行信号具体为： RF接收机接收所述用户终端在独立的 RF载波上发送的 SC-FDMA制式的上行信号；

S102向所述用户终端发送下行信号具体为： RF发射机和每个 LED灯组向所述用户终端发送 OFDMA制式的下行信号，所述每个 LED灯组由所述数个 LED灯根据空间距离划分，每个所述 LED灯组由所述基带信号处理单元等效为 LTE模式的一个独立载波，由所述基带信号处理单元对所述 LED灯组和所述 RF发射机发送的下行信号，以及所述 RF接收机接收的上行信号进行载波聚合的处理和资源管理。

该方法还可以包括：所述 RF发射机在所述 RF载波的下行信道中广播所述基站支持的等效的独立载波数及其对应的 LED灯组标识。

该方法还进一步包括：每个所述 LED灯组在等效的独立载波下行信道中广播所述等效的独立载波对应的 LED灯组标识。

如果下行信号只采用 VLC/IR模式传输，则所述方法还可以进一步包括：采用每个所述 LED灯组在下行信号中广播对应的等效的基站扇区上行的频谱信息。

当以上步骤的执行主体基站为用户终端进行小区切换的目标基站时，从用户终端当前的服务基站切换到目标基站的切换流程参见图 11 , 具体包括： S201、获取所述用户终端当前的服务基站发送的目标基站与用户终端的下行信道质量，以及所述服务基站与所述用户终端的上行和下行信道质量； S202、从所述用户终端发送的随机接入信号中获取所述目标基站与所述用户终端的上行信道质量，所述目标基站与用户终端的下行信道上传输的下行信号由所述数个 LED 灯发送，和 /或，所述目标基站与用户终端的上行信道上传输的上行信号由所述数台 VLC/I R接收机接收；

S203、根据所述目标基站与所述用户终端的上行和下行信道质量以及所述服务基站与所述用户终端的上行和下行信道质量，确定是否将所述用户终端从所述服务基站切换至所述目标基站。本发明实施例提供的无线通信方法与本发明实施例提供的基站所执行的传输操作相对应，该无线通信方法具体的执行过程可参见前述基站实施例，在此不再赘述。

本发明实施例提供的无线通信方法，基站可以将用于发送下行 VLC信号的数个 LED灯，和 /或用于接收上行 VLC信号的数台 VLC/IR接收机等效为长期演进 LTE模式的远端射频单元进行基带信号处理和资源管理。从而在采用 RF和 VLC混合传输方式时， VLC传输方式能够复用现有的 LTE系统的基带信号处理和资源管理方式，简化基站执行的资源管理和基带信号处理操作，节约基站的资源。

最后应说明的是：以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的精神和范围。

Claims

权利要求

1、一种基站，其特征在于，包括：数个发光二极管 LED灯，和 /或，数台可见光通信 VLC/红外线 IR接收机；

所述数个发光二极管 LED 灯，用于向用户终端发送正交频分多址 OFDMA制式的下行信号；

所述数台 VLC/IR接收机，用于接收所述用户终端发送的单载波频分多址 SC-FDMA制式的上行信号；

所述基站还包括：基带信号处理单元，用于将所述数个 LED 灯，和 /或数台所述 VLC/IR接收机等效为长期演进 LTE模式的远端射频单元，对所述数个发光二极管 LED灯发送的下行信号，和 /或所述数台 VLC/IR接收的上行信号进行处理和资源管理。
2、根据权利要求 1所述的基站，其特征在于，所述数个 LED灯根据空间距离划分为多个 LED灯组，每个所述 LED灯组用于向所述用户终端发送具有独立帧结构的 OFDMA制式的下行信号。
3、根据权利要求 2所述的基站，其特征在于，所述每个 LED灯组包括多个子 LED灯组；

每个所述子 LED灯组用于：向所述用户终端发送同一帧结构中不同层的 OFDMA制式的下行信号。
4、根据权利要求 2或 3所述的基站，其特征在于，每个所述 LED灯组对应一台所述 VLC/IR接收机，所述 VLC/IR接收机用于接收所述用户终端发送的具有独立帧结构的 SC-FDMA制式的上行信号。
5、根据权利要求 4所述的基站，其特征在于，每个所述 LED灯组对应一台所述 VLC/IR接收机；

所述基带信号处理单元具体用于：将每个所述 LED灯组及其对应的一台所述 VLC/IR接收机等效为 LTE模式的一个基站扇区，对所述 LED灯组发送的下行信号和所述 VLC/IR接收机接收的上行信号进行处理和资源管理。 6、根据权利要求 2所述的基站，其特征在于，还包括与所述多个 LED 灯组对应的一台无线频谱 RF接收机；

所述 RF 接收机用于：接收所述用户终端发送具有统一帧结构的 SC-FDMA制式的上行信号。

所述基带信号处理单元具体用于：将每个所述 LED灯组等效为 LTE模式的一个基站扇区，对所述 LED灯组发送的下行信号和所述 RF接收机接收的上行信号进行处理和资源管理。
7、根据权利要求 6所述的基站，其特征在于，所述不同的等效的基站扇区在所述统一帧结构的 SC-FDMA制式的上行信号的不同时频资源上接收所述用户终端发送的上行信号，所述不同的等效的基站扇区中的用户终端具有统一的用户标识。
8、根据权利要求 7所述的基站，其特征在于，所述不同的等效的基站扇区的所述用户终端在所述上行信号的不同位置发送随机接入序列，或者，所述不同的等效的基站扇区的所述用户终端在所述上行信号中发送不同的随机接入序列。
9、根据权利要求 2所述的基站，其特征在于，包括多个 LED灯组，还包括：一台 RF发射机和一台 RF接收机；

所述 RF发射机用于：采用独立的 RF载波向所述用户终端发送 OFDMA 制式的下行信号；

所述 RF接收机用于：接收所述用户终端在独立的 RF 载波上发送的

SC-FDMA制式的上行信号；

所述基带信号处理单元具体用于：将每个所述 LED灯组等效为 LTE模式的一个独立载波，对所述 LED灯组和所述 RF发射机发送的下行信号，以及所述 RF接收机接收的上行信号进行载波聚合的处理和资源管理。
10、根据权利要求 9所述的基站，其特征在于，所述 RF发射机还用于：在所述 RF载波的下行信道中广播所述基站支持的等效的独立载波数及其对应的 LED灯组标识。
11、根据权利要求 9或 10所述的基站，其特征在于，每个所述 LED灯组还用于：在等效的独立载波下行信道中广播所述等效的独立载波对应的 LED灯组标识。

12、根据权利要求 2-3, 或 5-8任一项所述的基站，其特征在于，每个所述 LED灯组还用于：在下行信号中广播对应的等效的基站扇区上行的频谱信息。
13、根据权利要求 1 -3、 5-9任一项所述的基站，其特征在于，当所述基站为目标基站，则所述基带信号处理单元包括：

接收模块，用于接收所述用户终端当前的服务基站发送的所述目标基站与用户终端的下行信道质量，以及所述服务基站与所述用户终端的上行和下行信道质量；

获取模块，用于从所述用户终端发送的随机接入信号中获取所述目标基站与所述用户终端的上行信道质量，所述目标基站与用户终端的下行信道上传输的下行信号由所述数个 LED 灯发送，和 /或，所述目标基站与用户终端的上行信道上传输的上行信号由所述数台 VLC/I R接收机接收；

切换控制模块，用于根据所述目标基站与所述用户终端的上行和下行信道质量以及所述服务基站与所述用户终端的上行和下行信道质量，确定是否将所述用户终端从所述服务基站切换至所述目标基站。
14、一种无线通信方法，其特征在于，包括：

接收用户终端发送的上行信号；

向所述用户终端发送下行信号，所述下行信号由数个发光二极管 LED灯以 OFDMA的制式发送，和 /或，所述上行信号由数台可见光通信 VLC/红外线 IR接收机以单载波频分多址 SC-FDMA的制式接收，所述数个 LED灯，和 /或数台 VLC/IR接收机由基带信号处理单元等效为长期演进 LTE模式的远端射频单元，由基带信号处理单元对所述数个发光二极管 LED灯发送的下行信号，和 /或所述数台 VLC/IR接收的上行信号进行处理和资源管理。
15、根据权利要求 14 所述的方法，其特征在于，所述向所述用户终端发送下行信号，具体为：

每个 LED灯组向所述用户终端发送具有独立帧结构的 OFDMA制式的下行信号，所述 LED灯组由所述数个 LED灯根据空间距离划分。
16、根据权利要求 15 所述的方法，其特征在于，所述接收用户终端发送的上行信号，具体为：

VLC/IR接收机接收所述用户终端发送的具有独立帧结构的 SC-FDMA制式的上行信号，每台所述 VLC/IR接收机与一个所述 LED灯组对应。
17、根据权利要求 16所述的方法，其特征在于，每个所述 LED灯组及其对应的一台所述 VLC/IR接收机由所述基带信号处理单元等效为 LTE模式的一个基站扇区，由基带信号处理单元对所述 LED灯组发送的下行信号和所述 VLC/IR接收机接收的上行信号进行处理和资源管理。
18、根据权利要求 15 所述的方法，其特征在于，所述接收用户终端发送的上行信号，具体为：

无线频谱 RF 接收机接收所述用户终端发送具有统一帧结构的 SC-FDMA制式的上行信号，所述每个所述 LED灯组由所述基带信号处理单元等效为 LTE模式的一个基站扇区，由基带信号处理单元对所述 LED灯组发送的下行信号和所述 RF接收机接收的上行信号进行处理和资源管理。
19、根据权利要求 18所述的方法，其特征在于，所述无线频谱 RF接收机接收所述用户终端发送具有统一帧结构的 SC-FDMA制式的上行信号，具体为：

所述 RF接收机接收所述用户终端对于不同的等效基站扇区在所述统一帧结构的 SC-FDMA制式的上行信号的不同时频资源上发送的上行信号，所述不同的等效的基站扇区中的所述用户终端具有统一的用户标识。
20、根据权利要求 19所述的方法，其特征在于，还包括：所述 RF接收机接收所述用户终端对于不同的等效的基站扇区在所述上行信号的不同位置发送的随机接入序列，或者，所述 RF接收机接收所述用户终端于不同的等效的基站扇区在所述上行信号中发送的不同的随机接入序列。
21、根据权利要求 14 所述的方法，其特征在于，所述接收用户终端发送的上行信号具体为： RF接收机接收所述用户终端在独立的 RF载波上发送的 SC-FDMA制式的上行信号；

所述向所述用户终端发送下行信号具体为： RF发射机和每个 LED灯组向所述用户终端发送 OFDMA制式的下行信号，所述每个 LED灯组由所述数个 LED灯根据空间距离划分，每个所述 LED灯组由所述基带信号处理单元等效为 LTE模式的一个独立载波，由所述基带信号处理单元对所述 LED灯组和所述 RF发射机发送的下行信号，以及所述 RF接收机接收的上行信号进行载波聚合的处理和资源管理。
22、根据权利要求 21所述的方法，其特征在于，还包括：

所述 RF发射机在所述 RF载波的下行信道中广播所述基站支持的等效的独立载波数及其对应的 LED灯组标识。
23、根据权利要求 21或 22所述的方法，其特征在于，还包括：每个所述 LED灯组在等效的独立载波下行信道中广播所述等效的独立载波^"应的 LED灯组标识。
24、根据权利要求 15-20任一项所述的方法，其特征在于，还包括：每个所述 LED灯组在下行信号中广播对应的等效的独立载波上行的频谱信息。
25、根据权利要求 15-20任一项所述的方法，其特征在于，还包括：获取所述用户终端当前的服务基站发送的目标基站与用户终端的下行信道质量，以及所述服务基站与所述用户终端的上行和下行信道质量；

从所述用户终端发送的随机接入信号中获取所述目标基站与所述用户终端的上行信道质量，所述目标基站与用户终端的下行信道上传输的下行信号由所述数个 LED 灯发送，和 /或，所述目标基站与用户终端的上行信道上传输的上行信号由所述数台 VLC/IR接收机接收；

根据所述目标基站与所述用户终端的上行和下行信道质量以及所述服务基站与所述用户终端的上行和下行信道质量，确定是否将所述用户终端从所述服务基站切换至所述目标基站。
26、一种无线通信系统，其特征在于，包括：用户终端和基站；所述基站包括：数个发光二极管 LED灯，和 /或，数台可见光通信 VLC/ 红外线 IR接收机；

所述数个发光二极管 LED 灯，用于向用户终端发送正交频分多址

OFDMA制式的下行信号；

所述数台 VLC/IR接收机，用于接收所述用户终端发送的单载波频分多址 SC-FDMA制式的上行信号；

所述基站还包括：基带信号处理单元，用于将所述数个 LED 灯，和 /或数台所述 VLC/IR接收机等效为长期演进 LTE模式的远端射频单元，对所述数个发光二极管 LED灯发送的下行信号，和 /或所述数台 VLC/IR接收的上行信号进行处理和资源管理；

所述用户终端用于：向所述基站发送 SC-FDMA制式的上行信号，并接收所述基站发送的 OFDMA制式的下行信号。
27、根据权利要求 26 所述的无线通信系统，其特征在于，所述基站的所述数个 LED灯根据空间距离划分为多个 LED灯组，每个所述 LED灯组用于向所述用户终端发送具有独立帧结构的 OFDMA制式的下行信号。