CN103795468B

CN103795468B - 基于复用的混合型通讯系统

Info

Publication number: CN103795468B
Application number: CN201410066766.XA
Authority: CN
Inventors: 陈清祥; 钟刚; 许连批; 柳京薰
Original assignee: KUNSHAN FINESTAR PHOTOELECTRIC CO Ltd
Current assignee: KUNSHAN FINESTAR PHOTOELECTRIC CO Ltd
Priority date: 2014-02-26
Filing date: 2014-02-26
Publication date: 2016-06-08
Anticipated expiration: 2034-02-26
Also published as: CN103795468A

Abstract

本发明涉及一种基于复用的混合型通讯系统，所述混合型通讯系统包括发射端和用户端，所述发射端包括下行链路无线电频发射器、下行链路可见光发射器和上行链路无线电频接收器；所述用户端包括下行链路可见光接收器、下行链路无线电频接收器、上行链路无线电频发射器，和控制器；所述控制器用于切换下行链路无线电频接收器或下行链路可见光接收器接收下行链路数据；并且所述混合型通讯系统结合多路复用方法，能够实现SISO、SIMO、MISO以及MIMO模式的通讯。本发明所述的混合型通讯系统能够为多个用户提供包括语音、数据、视频、消息或广播等内容的多址接入，并且能够使得多用户实现包括带宽和数据在内的系统资源的共享。

Description

基于复用的混合型通讯系统

技术领域

本发明涉及无线通讯的技术领域，更具体地说，本发明涉及一种基于复用的混合型通讯系统。

背景技术

近年来，随着无线电设备的增多，频率资源变得异常紧张，扩展频率资源有着重要意义，为此可见光范围中的光通信技术也越来越受到关注，成为通信领域新的研究热点。尤其是，随着使用诸如LED(发光二极管)之类的发光元件的照明设备已经迅速地得到广泛使用，已经进行了对用于通过利用诸如内部/外部照明设备之类的基础设施来实现具有高便利性的更高速度的数据通信的技术的开发。可见光通讯（VLC）是使用可见光波长带中的光进行通信的无线通信技术，其是对基于无线电频的通信方案的替换和补充，现有技术中的VLC系统通常包括LED光源和移动终端。LED光源的颜色和发光强度可以被控制和调解，以使得照明灯提供照明功能并且通过使用可见光发送从接入点接收到的数据。移动终端包括用于以LED光源执行数据发送和接收的VLC收发器。接入点与LED光源连接，以便经由LED光源向用户提供数据服务。在LED光源具有的频带允许高速的数据传输，在移动终端，使用例如光电二极管来处理可见光，由此执行VLC。但是在现有技术中，由于光的直线传播特点，对于移动终端的光通讯用户来说，其光探测器存在视线较弱和死角的区域，因此难以保证可靠和时实的可见光通讯；另外为了提高数据传输的效率，也需要使得多个用户通过共享带宽和数据在内的系统资源。

发明内容

为了解决现有技术中的上述技术问题，本发明的目的在于提供一种基于复用的混合型通讯系统。本发明所述的混合型通讯系统能够有效地用户终端即使在移动条件下也能够提供可靠和无缝的通讯服务；而且通过结合多路复用能够实现SISO、SIMO、MISO以及MIMO多种模式的通讯，进一步提高了数据传输速率和效率。

为了解决发明所述的技术问题并实现发明目的，本发明采用了以下技术方案：

本发明所述的基于复用的混合型通讯系统，其利用可见光和无线电频作为载波实现互联网和局域网的通讯；所述混合型通讯系统包括发射端和用户端，其特征在于：所述发射端包括下行链路无线电频发射器、下行链路可见光发射器和上行链路无线电频接收器；所述用户端包括下行链路可见光接收器、下行链路无线电频接收器、上行链路无线电频发射器，和控制器；所述控制器用于切换下行链路无线电频接收器或下行链路可见光接收器接收下行链路数据；并且所述混合型通讯系统结合多路复用方法，实现单输入单输出（SISO)、单输入多输出（SIMO)、多输入单输出（MISO)以及多输入多输出（MIMO)模式的通讯。

其中，所述控制器用于接收从所述下行链路可见光接收器发送的指示数据接收成功或者失败的响应信号，如果所述控制器接收到指示数据接收失败的响应信号，则激发所述下行链路无线电频接收器从所述路由器下传数据；如果所述控制器接收到指示数据接收成功的响应信号，则关闭所述下行链路无线电频接收器切断其从所述路由器下传数据，而只利用所述下行链路可见光接收器接收所述LED照明灯具发出的可见光信号下传数据。

其中，所述下行链路可见光发射器包括调制器、可见光驱动器和LED光源；其中所述调制器用于将信源编码和信道编码的基带信号调制成调制信号；所述可见光驱动器用于驱动所述LED光源发出可见光，以便将所述调制器输出的调制信号转化为可见光信号。

其中，所述下行链路可见光接收器包括光电检测器、模数转换器和解调器；所述光电检测器用于接收可见光信号并将其转换为电信号；所述模数转换器用于对所述光电检测器转换的电信号进行采样，并向解调器提供采样数据；所述解调器用于对所述模数转换器提供的采样数据进行解调。并且所述光电检测器可由PIN、APD、CCD和/或CMOS感应器构成。

其中，所述发射端为一个或多个，并且所述用户端为一个或多个。

其中，所述发射端和用户端之间的通讯结构采用频分复用（FDM）和/或多址接入(DMA)的方式；发射端和用户端之间的通讯通过频率频道来划分，以实现发射端和用户端之间的双向通讯。

其中，所述发射端和用户端之间的通讯结构采用时分复用(TDM)和/或多址接入(DMA)的方式；发射端和用户端的通讯通过时分通道划分，以实现发射端和用户端之间的双向通讯。

其中，所述发射端和用户端之间的通讯结构采用码分复用(CDM)和/或多址接入(DMA)的方式；发射端和用户端之间的通讯通过编码序列来划分，以实现发射端和用户端之间的双向通讯。

其中，所述发射端和用户端之间的通讯结构采用波分复用(WND)和/或多址接入(DMA)的方式；发射端和用户端之间的通讯通过波长通道划分，以实现发射端和用户端之间的双向通讯。

与最接近的现有技术相比，本发明所述的基于复用的混合型通讯系统具有以下有益效果：

本发明所述的基于复用的混合型通讯系统把无线电频通讯扩展到可见光频谱，提高了通信信道带宽；对于下行链路而言，本发明所述的混合型通讯系统能够极大的提高数据传输速率；而且由于LED光源发出的可见光电磁波的波长较短，对于数据的传输而言具有较好的抗干扰性、通讯保密性和电磁兼容性。本发明所述的混合型通讯系统解决了下行可见光视线和上行光源视角的问题，能够有效地用户终端即使在移动条件下也能够提供可靠和无缝的通讯服务。本发明所述混合型通讯系统结合多路复用方法，可以实现SISO、SIMO、MISO以及MIMO模式的通讯；进一步提高了数据传输的效率，并使得多用户实现了包括带宽和数据在内的系统资源的共享。

附图说明

图1为实施例1所述的基于复用的混合型通讯系统的示意图。

具体实施方式

以下将结合具体实施例对本发明所述的基于复用的混合型通讯系统框架结构做进一步的阐述，以帮助本领域的技术人员对本发明的发明构思、技术方案有更完整、准确和深入的理解。

实施例1

如附图1所示，本实施例基于复用的混合型通讯系统，其利用可见光和无线电频作为载波实现互联网和局域网的通讯；所述混合型通讯系统包括发射端10和用户端20，所述发射端为一个或多个，并且所述用户端为一个或多个（图中均只示出了1个作为示例）；所述发射端10包括下行链路无线电频发射器14、下行链路可见光发射器12和上行链路无线电频接收器16；所述用户端20包括下行链路可见光接收器22、下行链路无线电频接收器24、上行链路无线电频发射器28，和控制器26；所述控制器用于接收从所述下行链路可见光接收器发送的指示数据接收成功或者失败的响应信号，如果所述控制器接收到指示数据接收失败的响应信号，则激发所述下行链路无线电频接收器从所述路由器下传数据；如果所述控制器接收到指示数据接收成功的响应信号，则关闭所述下行链路无线电频接收器切断其从所述路由器下传数据，而只利用所述下行链路可见光接收器接收所述LED照明灯具发出的可见光信号下传数据。所述下行链路可见光发射器包括调制器、可见光驱动器和LED光源；其中所述调制器用于将信源编码和信道编码的基带信号调制成调制信号；所述可见光驱动器用于驱动所述LED光源发出可见光，以便将所述调制器输出的调制信号转化为可见光信号。所述下行链路可见光接收器包括光电检测器、模数转换器和解调器；所述光电检测器用于接收可见光信号并将其转换为电信号；所述模数转换器用于对所述光电检测器转换的电信号进行采样，并向解调器提供采样数据；所述解调器用于对所述模数转换器提供的采样数据进行解调。并且所述光电检测器可由PIN、APD、CCD和/或CMOS感应器构成。本发明所述的混合型通讯系统结合多路复用方法，实现SISO、SIMO、MISO以及MIMO模式的通讯，例如可以使用一种或多种信道接入方法，如码分多址（CDMA）、时分多址（TDMA）、频分多址（FDMA）、正交FDMA（OFDMA）、单载波FDMA（SC-FDMA）等等。例如：所述发射端和用户端之间的通讯结构采用频分复用（FDM）和/或多址接入(DMA)的方式；发射端和用户端之间的通讯通过频率频道来划分，以实现发射端和用户端之间的双向通讯；所述发射端和用户端之间的通讯结构采用时分复用(TDM)和/或多址接入(DMA)的方式；发射端和用户端的通讯通过时分通道划分，以实现发射端和用户端之间的双向通讯；所述发射端和用户端之间的通讯结构采用码分复用(CDM)和/或多址接入(DMA)的方式；发射端和用户端之间的通讯通过编码序列来划分，以实现发射端和用户端之间的双向通讯；所述发射端和用户端之间的通讯结构采用波分复用(WND)和/或多址接入(DMA)的方式；发射端和用户端之间的通讯通过波长通道划分，以实现发射端和用户端之间的双向通讯。在本发明中所述的用户端可以是固定设置的，或者是移动设置的，例如可以设置在可以移动的寻呼机、蜂窝电话、个人数字助理（PDA）、手机、PAD、上网本、个人计算机等智能移动设备上，并且能够提供可靠和无缝的通讯服务。本发明所述的混合型通讯系统可以为多个用户提供包括语音、数据、视频、消息或广播等内容的多址接入，并且能够使得多用户实现包括带宽和数据在内的系统资源的共享。对于下行链路而言，本发明所述的混合型通讯系统能够极大的提高数据传输速率；而且由于LED光源发出的可见光电磁波的波长较短，对于数据的传输而言具有较好的抗干扰性、通讯保密性和电磁兼容性。

对于本领域的普通技术人员而言，具体实施例只是结合附图对本发明进行了示例性描述，显然本发明具体实现并不受上述方式的限制，只要采用了本发明的方法构思和技术方案进行的各种非实质性的改进，或未经改进将本发明的构思和技术方案直接应用于其它场合的，均在本发明的保护范围之内。

Claims

1.一种基于复用的混合型通讯系统，其利用可见光和无线电频作为载波实现互联网和局域网的通讯；所述混合型通讯系统包括发射端和用户端，其特征在于：所述发射端包括下行链路无线电频发射器、下行链路可见光发射器和上行链路无线电频接收器；所述用户端包括下行链路可见光接收器、下行链路无线电频接收器、上行链路无线电频发射器，和控制器；所述控制器用于切换下行链路无线电频接收器或下行链路可见光接收器接收下行链路数据；并且所述混合型通讯系统结合多路复用方法，实现单输入单输出(SISO)、单输入多输出(SIMO)、多输入单输出(MISO)以及多输入多输出(MIMO)模式的通讯；所述控制器用于接收从所述下行链路可见光接收器发送的指示数据接收成功或者失败的响应信号，如果所述控制器接收到指示数据接收失败的响应信号，则激发所述下行链路无线电频接收器从路由器下传数据；如果所述控制器接收到指示数据接收成功的响应信号，则关闭所述下行链路无线电频接收器切断其从路由器下传数据，而只利用所述下行链路可见光接收器接收LED光源发出的可见光信号下传数据；所述下行链路可见光发射器包括调制器、可见光驱动器和LED光源；其中所述调制器用于将信源编码和信道编码的基带信号调制成调制信号；所述可见光驱动器用于驱动所述LED光源发出可见光，以便将所述调制器输出的调制信号转化为可见光信号；所述下行链路可见光接收器包括光电检测器、模数转换器和解调器；所述光电检测器用于接收可见光信号并将其转换为电信号；所述模数转换器用于对所述光电检测器转换的电信号进行采样，并向解调器提供采样数据；所述解调器用于对所述模数转换器提供的采样数据进行解调。

2.根据权利要求1所述的基于复用的混合型通讯系统，其特征在于：所述光电检测器由PIN、APD、CCD和/或CMOS感应器构成。

3.根据权利要求1任一项所述的基于复用的混合型通讯系统，其特征在于：所述发射端为一个或多个，并且所述用户端为一个或多个。

4.根据权利要求1所述的基于复用的混合型通讯系统，其特征在于：所述发射端和用户端之间的通讯结构采用频分复用(FDM)和/或多址接入(DMA)的方式；发射端和用户端之间的通讯通过频率频道来划分，以实现发射端和用户端之间的双向通讯。

5.根据权利要求1所述的基于复用的混合型通讯系统，其特征在于：所述发射端和用户端之间的通讯结构采用时分复用(TDM)和/或多址接入(DMA)的方式；发射端和用户端的通讯通过时分通道划分，以实现发射端和用户端之间的双向通讯。

6.根据权利要求1所述的基于复用的混合型通讯系统，其特征在于：所述发射端和用户端之间的通讯结构采用码分复用(CDM)和/或多址接入(DMA)的方式；发射端和用户端之间的通讯通过编码序列来划分，以实现发射端和用户端之间的双向通讯。

7.根据权利要求1所述的基于复用的混合型通讯系统，其特征在于：所述发射端和用户端之间的通讯结构采用波分复用(WND)和/或多址接入(DMA)的方式；发射端和用户端之间的通讯通过波长通道划分，以实现发射端和用户端之间的双向通讯。